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四川珙县Ms3.3级地震斜坡地震动响应特征分析

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第3期 0157-0160页

作者：詹明斌刘世成唐涛冯卓成都理工大学·地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

2022年1月8日珙县Ms3.3级地震触发了布设在宜宾珙县鹰咀岩斜坡上的3台地震动监测仪器,通过分析记录到的地震数据,对数据滤波和基线校正,进行分析,同时根据山地情况对各监测点的PGA与Arias强度进行对比,研究斜坡地震动地形放大效应、地... 详细信息

2022年1月8日珙县Ms3.3级地震触发了布设在宜宾珙县鹰咀岩斜坡上的3台地震动监测仪器,通过分析记录到的地震数据,对数据滤波和基线校正,进行分析,同时根据山地情况对各监测点的PGA与Arias强度进行对比,研究斜坡地震动地形放大效应、地震动响应特征等。揭示出:(1)对比各监测点的阿里亚斯烈度斯(Arias),发现山顶地震动能较大,易发生边坡失稳。;(2)鹰咀岩斜坡对平向分量有低频过滤吸收、中高频放大增强作用,表现为低频衰减、中高频放大、频带变宽;(3)地震动加速度幅值更多地受山体地形条件的控制,同时与场地介质的阻尼特性有关;(4)南北方向震动,在地震动资料中表现出主导方向。

关键词：斜坡地震动响应峰值加速度阿里亚斯强度放大效应

基于谱元法分析文家沟斜坡地震动响应规律研究

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基于谱元法分析文家沟斜坡地震动响应规律研究

作者：宋志宾成都理工大学

学位级别：硕士

我国西南地区高山峡谷众多,强震作用下易诱发山地斜坡动力破坏,威胁人民生命财产安全,对斜坡地震动响应规律研究具有重要的理论及实际意义。本文以绵竹文家沟斜坡为研究对象,通过资料收集及现场调查,对文家沟滑坡堆积区与其南侧斜坡区... 详细信息

我国西南地区高山峡谷众多,强震作用下易诱发山地斜坡动力破坏,威胁人民生命财产安全,对斜坡地震动响应规律研究具有重要的理论及实际意义。本文以绵竹文家沟斜坡为研究对象,通过资料收集及现场调查,对文家沟滑坡堆积区与其南侧斜坡区开展了63组环境噪声测试,并基于H/V谱比分析揭示了测试区斜坡放大系数与场地卓越频率特征;采用三维谱元法建立了长宽高为4.6 km*4.3km*8.4 km尺度的小区域数值模型,分析了研究区震源位置变化、震源频率差异及震源机制特性对文家沟斜坡区的地震动响应规律的影响。研究主要获得了如下认识:(1)环境噪声数据H/V谱比分析揭示文家沟南侧斜坡区场地放大效应强于滑坡堆积区场地,堆积区水平向谱比放大系数均值在1.10左右,斜坡区谱比放大系数均值在1.39～1.47,且场地南北(NS)方向动力响应特征略强于东西(EW)方向,斜坡场地谱比放大系数在山顶达到最强;卓越频率方面,斜坡区EW向卓越频率均值为3.97 Hz略小于NS向卓越频率均值4.54 Hz。(2)谱元法三维模拟分析表明:当震源主频相同时,震源位置离斜坡越近,研究区斜坡PGA值越大,斜坡质点位移振幅越大,斜坡山体地震动响应越强;当震源位置相同时,输入震源主频从0.5 Hz增大到2 Hz时,质点振幅越大,斜坡区域PGA值越大,谱比峰值越大;高斯双力偶点源震源机制解为逆冲-走滑型(震源1#)和逆冲型(震源2#)对比分析揭示,斜坡倾向方向动力响应作用较强,与文家沟滑坡实际破坏方向较为接近。此外,对比所有数值模拟结果表明,斜坡优势放大方向为NW向近斜坡倾向方位,次要优势放大方位为近斜坡走向方位,同时文家沟斜坡具有背坡面效应。(3)对比环境噪声测试与谱元法模拟分析结果表明,两种结果均揭示了文家沟斜坡山体存在突出地形高程放大效应,且两种结果所得谱比卓越频率均显示文家沟斜坡山体放大特征为6 Hz以下低频放大。

关键词：文家沟斜坡环境噪声谱元法 H/V谱比分析斜坡地震动响应

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芦山地震斜坡地震动响应与余震监测研究

芦山地震斜坡地震动响应与余震监测研究

作者：姚进成都理工大学

学位级别：硕士

地震是导致斜坡失稳，诱发崩塌、滑坡、泥石流的一个重要因素。由于地处世上最活跃两条地震带间，我国地震所致的次生山地灾害频繁。“4.20”芦山强烈地震诱发了大量的崩滑灾害，造成了巨大的破坏和损失。因此通过开展芦山地震斜坡地震... 详细信息

地震是导致斜坡失稳，诱发崩塌、滑坡、泥石流的一个重要因素。由于地处世上最活跃两条地震带间，我国地震所致的次生山地灾害频繁。“4.20”芦山强烈地震诱发了大量的崩滑灾害，造成了巨大的破坏和损失。因此通过开展芦山地震斜坡地震动响应调查与余震监测研究具有重要的理论与现实意义。本文在对芦山县次生山地灾害现场调查的基础上，结合航拍图的遥感解译和建立地震动响应监测站对余震进行实时监测的手段，系统性研究了芦山县次生地质灾害特征，进一步探讨了地震作用下斜坡变形破坏机制和模式。主要结论与认识如下：（1）研究区内震后边坡地质灾害在区域分布上的显著特征是空间上顺发震断裂及其两侧成群（带）分布，沿河干流及其支流两岸呈线状分布，多发生在龙门—玉溪，玉溪—宝盛、宝盛—太平、仁加—双石（双石峡）、灵关峡谷这五处峡谷段，并且沿峡谷谷坡上部地形转折部位发育，集中于斜坡坡顶、坡折及临空的山嘴处部分。（2）次生山地灾害以中小型崩塌和浅层滑坡为主。现场调查发现，次生山地灾害主要发育于高程为500～1500m，坡度为20～50°的斜坡中，且主要发育于坡高H/2以上位置，区内崩滑体多发育于对地震波有显著放大效应的部位，如：坡度由缓变陡的地形转折部位等。在斜坡岩性上，地质灾害主要发育于软硬岩结合，砂岩、泥岩互层的地层之中，集中在发震断裂—中央断裂带附近，垂直于发震断裂或中央断裂带方向3km范围内，大于6km地质灾害则迅速减少，在15～19km范围又明显回升，若距离继续增加则逐渐减少。崩滑体大量集中分布在距离水系400m以内的地方，但崩滑体的密度相对不高。而在1.2～1.4km范围内崩滑体数量较少，但密度很大。其分布还具有一定的背坡面效应和方向效应。（3）余震监测综合分析揭示：位移，速度，加速度的响应程度，随着地震作用下斜坡高程的增加，呈非线性递增关系。斜坡地震动响应最大的部位，在山的坡折，薄脊和地貌较突出的位置。地形地貌对斜坡地震动响应的控制相对于一定范围内的高程因素而言，其放大作用影响更为凸显。（4）不同坡形斜坡加速度放大系数、速度和水平位移值均随坡高的增加而增大，地震荷载作用下斜坡动力响应程度为凸形>直线形;不同斜坡坡高的加速度放大系数、速度和水平位移分布基本一致。当斜坡上第四系覆盖层到达一定的厚度时，较一般基岩有着更明显的地震动放大效应。（5）震源附近的场地，垂向峰值加速度有着更为明显的放大，随着远离，放大作用明显降低。是斜坡地震动响应放大效应的一个重要影响因素。地震波在斜坡中的传播方向和斜坡坡向有一定的放大效应关系：坡向与地震波传播方向一致时斜坡的地震动响应程度要大于与之相反的情况。斜坡地震动响应和斜坡自身震动频率间有很大的关系，斜坡对一定频率间的地震波会选择性的放大。（6）在地震波来临时，斜坡会在地震波频率接近其自有频率时发生共振现象，导致其动响应程度剧增。本次监测的芦山地震余震的动响应频率值主要在10Hz以内，地震作用下的斜坡频率变化范围由地震和边坡的各自特征共同影响控制，在0.1～0.3s周期范围产生共振。

关键词：芦山地震调查与监测斜坡地震动响应芦山县

青川县汶川地震斜坡地震动响应调查与监测研究

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青川县汶川地震斜坡地震动响应调查与监测研究

作者：王福海成都理工大学

学位级别：硕士

地震是诱发边坡失稳,发生崩塌、滑坡、泥石流的一个主要诱因。我国地处世界上两条最活跃的地震带之间,地震引发的地质灾害频发。“5.12”汶川大地震诱发了数以万计的崩滑灾害,造成了巨大的破坏和损失。因此通过开展斜坡地震动响应调查... 详细信息

地震是诱发边坡失稳,发生崩塌、滑坡、泥石流的一个主要诱因。我国地处世界上两条最活跃的地震带之间,地震引发的地质灾害频发。“5.12”汶川大地震诱发了数以万计的崩滑灾害,造成了巨大的破坏和损失。因此通过开展斜坡地震动响应调查与监测研究具有重要的理论与现实意义。本文通过对汶川地震地质灾害进行现场调查、建立地震动响应监测站对余震进行实时监测并建立斜坡地震动数值模型,系统地研究了地震作用下斜坡的地形地貌、坡体岩性组成和震中位置等因素对斜坡变形破坏的影响,分析了地震力对斜坡的作用机理,探讨了强震作用下斜坡变形破坏机制和模式。研究发现斜坡地震动力响应具有以下规律: （1）青川县汶川地震次生地质灾害主要发育在发震断裂—中央断裂带附近,垂直于发震断裂或中央断裂带方向1-2km范围内地震地质灾害集中,大于2km地质灾害则迅速减少。（2）地震地质灾害多发生在斜坡坡顶、坡折及临空的山嘴处,并呈现出震裂溃屈、临空抛射、碎屑流化等独特的动力学特征。（3）硬质岩斜坡通常发生崩塌类地质灾害,而软岩和土质斜坡中通常以滑坡居多;极震区下软上硬的高陡斜坡（中央断裂上盘）易发生抛射现象。（4）斜坡坡面方向与地震波传播方向一致时斜坡地震动响应要大于斜坡坡面与地震波传播方向相反的情况,即背坡效应。（5）地震监测揭示,斜坡对地震加速度的放大效应随坡度、坡高的增加呈非线性增大,地震动响应受斜坡地形地貌、坡体结构以及岩性组合等共同作用。（6）数值模拟研究表明,在地震荷载作用下,不论水平方向上或者铅直方向上,斜坡质点的动力响应程度都表现为从斜坡坡内到坡面逐渐增加,并在斜坡坡面达到最大值。

关键词：汶川地震斜坡地震动响应调查与监测数值模拟青川县

康定Ms5.8级地震冷竹关坡体内地震动响应特征

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西南交通大学学报 2015年第5期50卷 838-844页

作者：王运生贺建先罗永红郝子皓刘勇张磊成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

为了揭示坡体内不同水平深度峰值加速度变化特征及地震触发大型滑坡形成机理,在冷竹关沟两岸安置强震监测台阵,对斜坡内部不同深度地震动响应进行监测研究.2014年11月25日康定Ms5.8级地震触发了位于坡体内部不同深度的五台强震监测仪,... 详细信息

为了揭示坡体内不同水平深度峰值加速度变化特征及地震触发大型滑坡形成机理,在冷竹关沟两岸安置强震监测台阵,对斜坡内部不同深度地震动响应进行监测研究.2014年11月25日康定Ms5.8级地震触发了位于坡体内部不同深度的五台强震监测仪,数据揭示：自坡体表面水平向内,各监测点水平向峰值加速度逐渐减小,且0~45 m的表层向内峰值加速度下降幅度较大,在坡体内部的下降幅度变小,洞深99 m处的水平向峰值加速度约为洞口监测仪的60%;水平向加速度反应谱也表明自坡面向内各监测点加速度幅值逐渐减小,标准反应谱的动力放大系数β都小于3.5;傅里叶频谱也表明自坡面向内各监测点幅值逐渐减小,且越靠近洞口傅氏谱频率成分越复杂.

关键词：斜坡地震动响应衰减规律加速度反应谱傅氏谱冷竹关

川南低山丘陵区长宁地震斜坡动力响应特征分析

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川南低山丘陵区长宁地震斜坡动力响应特征分析

作者：金刚成都理工大学

学位级别：硕士

目前学术界针对强震斜坡地震动响应差异的研究主要侧重于高山峡谷地貌区,而对低山丘陵地貌区的研究较少。近年来,川南地区构造活动性增强,华蓥山断裂和峨眉山隐伏断裂交汇部位地震频发。历史地震记录显示,该区域以往地震强度较小,震级多... 详细信息

目前学术界针对强震斜坡地震动响应差异的研究主要侧重于高山峡谷地貌区,而对低山丘陵地貌区的研究较少。近年来,川南地区构造活动性增强,华蓥山断裂和峨眉山隐伏断裂交汇部位地震频发。历史地震记录显示,该区域以往地震强度较小,震级多在Ms5.0级以下。2019年6月17日,四川省宜宾市长宁县发生Ms6.0级地震,中国西南多省份震感强烈。地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)于震后第二天赶赴震中进行地震灾害发育调查,并在长宁县双河镇附近布设典型低山丘陵区强震监测台阵,捕获多组余震数据。本文在调查Ms6.0级地震长宁县震中低山丘陵区次生山地灾害发育特征的基础上,结合2019年6月22日Ms5.4级余震和2019年7月4日Ms5.6级余震监测数据分析,对低山丘陵区斜坡地震动响应特征展开研究,并从动力学角度对斜坡次生灾害发育状况和发育规律进行解释。基于数值模拟手段对实测研究成果进行进一步拓展,系统地研究低山丘陵区的斜坡地震动响应特征。主要研究成果如下:(1)四川省长宁县位于四川盆地南部,川南构造带之上。域内山地较为平缓,高差较小,为典型低山丘陵地貌区。相较于川西北强切割山区受强震作用易发生大规模崩滑灾害的现象,川南低山丘陵区强震作用下次生地质灾害的发育规模通常较小。调查结果表明,次生地质灾害规模通常在100m以内,灾害类型以岩质崩塌和落石为主,呈现节理面贯通后楔形体失稳。土质滑坡灾害相对较少,且多表现于道路削坡处的表层土体滑塌。从现场调查情况来看,相较于2008年5月12日汶川Ms8.0地震次生地质灾害导致山河改观的现象,此次地震触发崩滑地质灾害造成人员伤亡和财产损失有限,仅有部分道路受崩滑堆积物堵塞,清理完成后即恢复通车。(2)Ms5.4级余震监测数据揭示,3#监测点所在“登云亭”山顶部位在地震作用下,有显著的地震放大效应,具体表现为三分量上峰值加速度(Peak Ground Acceleration,下称PGA)和阿里亚斯强度的放大,其中EW,NS,UD方向上PGA放大系数分别为1.427、3.511和2.040,阿里亚斯强度放大系数分别为2.906、15.368和3.042,地形放大效应显著。2#监测点所在的覆盖层土体在地震作用下,放大效应相较于高程更高的3#监测点要更为强烈,其中EW,NS,UD方向上PGA放大系数分别为2.327、4.287和2.220,阿里亚斯强度放大系数分别为5.810、15.910和3.570,场地介质放大效应强于地形放大效应;监测剖面山体呈EW向走势,受山体地形条件影响,3#监测点山顶处NS向PGA和阿里亚斯强度数值要强于另外两个分量。(3)Ms5.6级余震监测数据揭示,登云亭山顶斜坡临空边缘处地震动响应相较于山顶正中央要更为强烈,具体表现为PGA和阿里亚斯强度的进一步增大。相较于山脚基岩参照点,山体山顶正中央EW、NS、UD方向上的PGA放大系数分别为2.653、6.130和2.106,阿里亚斯强度放大系数分别为6.756、39.429和4.375;而山顶斜坡临空边缘处三分量PGA放大系数分别为4.287、8.495和4.186,阿里亚斯强度放大系数分别为13.706、64.284和7.625,山顶斜坡临空边缘处放大效应显著。这也与震害调查中,次生斜坡崩滑灾害多启动于山顶斜坡临空边缘处的现象相吻合。此外,山顶斜坡临空边缘处的地震图谱(时程曲线、傅立叶曲线)形状与山顶中心处地震图谱一致,但是幅值显著增强。(4)数值模拟结果表明,低山丘陵区典型孤峰山体三维地质模型在施加强震荷载后,随着地形起伏度增加,高程增加,水平分量上PGA也会随之增加,并在地形起伏度最高处达到最大值。相较于地形起伏度最低的参照点,最高点X方向放大系数达2.526,Y方向放大系数达2.854。相同地形起伏度条件下,高程一致,监测点水平分量PGA由山顶空边缘处向山顶中央处呈减小趋势,并最终趋于收敛。相较于坡顶临空边缘处,坡顶中央处监测点PGA放大系数在X方向上仅为0.654,Y方向仅为0.752。根据拟合结果,坡顶中央PGA收敛值仍大于山脚参照点处,高程/地形放大效应客观存在。

关键词：长宁地震低山丘陵区斜坡地震动响应 Flac3D

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非发震断层对斜坡地震动响应的影响

内江科技 2012年第1期33卷 25-25,57页

作者：马潇王运生罗永红成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059

汶川地震斜坡破坏远超过人们的想象,人们认为这是斜坡地震动放大的结果。为了揭示这种放大规律,震后在青川县东山—狮子梁布置了一条完整的地震监测剖面,采用国家地震局工力所地质仪器监测,已捕捉到数十组地震动数据。监测数据分析显示... 详细信息

汶川地震斜坡破坏远超过人们的想象,人们认为这是斜坡地震动放大的结果。为了揭示这种放大规律,震后在青川县东山—狮子梁布置了一条完整的地震监测剖面,采用国家地震局工力所地质仪器监测,已捕捉到数十组地震动数据。监测数据分析显示,斜坡地震动响应受局部地形、介质特性、断层及地震波的传播方向的影响。这里主要讨论非发震断层对斜坡地震动响应的影响。

关键词：汶川地震斜坡地震动响应非发震断层

“4·20”芦山地震冷竹关地震动响应监测数据分析

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成都理工大学学报（自然科学版） 2013年第3期40卷 232-241页

作者：罗永红王运生何源高原刘哲曹文正地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

通过在四川省泸定冷竹关沟两岸斜坡不同部位挖掘平硐并放置强震监测仪器的方法,对"4.20"芦山地震在该峡谷两侧斜坡的地震动响应特征、地形放大效应等进行研究。根据7台地震仪器所记录的芦山主震数据,冷竹关沟右岸1#监测点PGA水平分量为1... 详细信息

通过在四川省泸定冷竹关沟两岸斜坡不同部位挖掘平硐并放置强震监测仪器的方法,对"4.20"芦山地震在该峡谷两侧斜坡的地震动响应特征、地形放大效应等进行研究。根据7台地震仪器所记录的芦山主震数据,冷竹关沟右岸1#监测点PGA水平分量为1.64m/s2,竖直分量为0.67m/s2,明显高于其他监测点的PGA值(0.11～0.42m/s2)。参照康定姑咱强震台主震记录,1#监测点PGA放大系数达到6.9,其阿里亚斯强度放大数十倍。谱比分析(HVSR)显示,1#监测点谱比分析的水平分量地形放大系数达到9.0,2#监测点地形放大系数为3.5,左岸4#～7#监测点地形放大系数一般在1.0～3.0。研究表明,强震条件下冷竹关右岸单薄山梁地震动地形放大效应明显强于左岸中高山斜坡,且1#监测点的凸出地形放大效应最大。随着振幅值的放大,强震动能量以数十倍效应剧增,当短时间内积聚的振动能量超过或远远超过岩土体介质的强度时,易形成震裂、崩塌、滑坡及高陡地形的抛射效应。

关键词：芦山地震泸定冷竹关斜坡地震动响应监测地形放大效应阿里亚斯强度