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接收函数确定Moho面速度和密度跃变的方法研究及应用

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地球物理学报 2017年第8期60卷 2980-2992页

作者：钱银苹沈旭章中国地震局兰州地震研究所兰州730000 中国地震局黄土地震工程重点实验室兰州730000

通过对单层模型反射和透射系数的推导,提出了利用接收函数一次转换波和多次波确定Moho面速度和密度跃变的速度-密度跃变(δβ-δρ)扫描叠加方法.利用反射率法计算了不同模型的远震理论地震图,按照与处理实际观测波形一致的方法和流程... 详细信息

通过对单层模型反射和透射系数的推导,提出了利用接收函数一次转换波和多次波确定Moho面速度和密度跃变的速度-密度跃变(δβ-δρ)扫描叠加方法.利用反射率法计算了不同模型的远震理论地震图,按照与处理实际观测波形一致的方法和流程计算了理论接收函数;根据不同模型数值试验结果,深入分析了界面速度和密度跃变对接收函数震相幅度的影响.利用(δβ-δρ)扫描叠加方法,对理论接收函数进行了数值试验,结果证明了该方法的可行性.最后将该方法应用于位于青藏高原东北缘的高台(GTA)台和兰州(LZH)台,确定了两个台站下方Moho面的速度跃变分别约为(19±1)%和(20±1)%,密度跃变最小值为(4±2)%和(6±2)%.

关键词：接收函数 Moho面速度跃变密度跃变

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黄土塬地震动响应特征分析

岩土力学 2020年第1期40卷 295-304页

作者：夏坤董林蒲小武李璐中国地震局兰州地震研究所中国地震局黄土地震工程重点实验室

2008年汶川Ms8.0级强烈地震对远离震中的黄土塬地区造成了较为严重的破坏,局部场地的震害和地震动放大效应显著。以典型黄土塬场地为对象,应用地形台阵流动观测和有限元计算方法,系统开展强震动作用下黄土塬边坡场地动力响应特征研究;... 详细信息

2008年汶川Ms8.0级强烈地震对远离震中的黄土塬地区造成了较为严重的破坏,局部场地的震害和地震动放大效应显著。以典型黄土塬场地为对象,应用地形台阵流动观测和有限元计算方法,系统开展强震动作用下黄土塬边坡场地动力响应特征研究;应用大型振动台模拟试验和数值计算方法,重点探讨黄土塬平台场地在汶川地震作用下地表加速度响应随覆盖层厚度、地震动强度的变化规律以及对建筑结构的潜在影响。结果表明:黄土塬边坡顶部存在低频但较高放大系数的现象,可能与斜坡高差与入射波波长之比密切相关;大角度(60°~70°)黄土塬边坡对地震动的放大效应十分显著,坡顶加速度峰值(PGA)放大可达2倍,反应谱卓越周期放大可达5倍;较厚黄土塬平台场地加速度放大可达2倍以上,地震烈度增加1度,对于场地上固有周期0.7~2.0 s和周期大于3.0 s的建筑物地震反应将显著增加。

关键词：黄土塬强震动观测振动台试验数值模拟动力响应放大效应

黄土地层大规模地震液化滑移的机理与风险评估

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岩土工程学报 2020年第1期42卷 1-19页

作者：王兰民中国地震局(甘肃省)黄土地震工程重点实验室中国地震局兰州地震研究所

2018年印度尼西亚帕卢7.4级地震造成的低角度饱和土层大规模滑移灾难对黄土地区地震造成的土层大规模低角度滑动灾害研究具有重要的警示意义。为了研究黄土地层大规模地震液化滑移机理,通过对国内外强震触发的典型黄土地震液化灾害进行... 详细信息

2018年印度尼西亚帕卢7.4级地震造成的低角度饱和土层大规模滑移灾难对黄土地区地震造成的土层大规模低角度滑动灾害研究具有重要的警示意义。为了研究黄土地层大规模地震液化滑移机理,通过对国内外强震触发的典型黄土地震液化灾害进行深入的调查分析,基于现场大型探槽和钻孔勘探、室内动三轴试验、现场剪切波速测试、SPT测试、土体微结构测试和数值模拟分析,揭示了饱和黄土液化的特征和机理,提出了饱和黄土场地液化的初判与详判方法,研究了黄土大规模地层液化滑移的滑动条件、运动学及动力学特征,论述了黄土地层大规模地震液化滑移的机制,构建了滑距和致灾范围预测模型;提出了液化滑移灾害的概率风险评估方法,给出了不同超越概率下黄土地层大规模地震液化灾害风险区划图;并从主动防控、被动防控和综合监测预警3个方面提出了黄土地层大规模液化滑移灾害的防控途径及措施。研究结果可为黄土地层大规模液化滑移灾害风险评估与防治提供理论依据。

关键词：黄土地层液化判别滑移机理滑距和致灾范围风险评估

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基于含水率变化的黄土场地震陷评价预测

岩石力学与工程学报 2015年第10期34卷 2155-2160页

作者：王峻王强杨宝平钟秀梅王谦王平柴少峰中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000 中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000

含水率变化对黄土的震陷特性有着重要影响,其影响变化规律对黄土场地震陷的评价和预测工作具有重要意义。通过开展一系列不同含水率条件下原状黄土的动三轴试验,分析了含水率变化对黄土震陷的影响变化规律,并借此给出采样黄土场地震陷... 详细信息

含水率变化对黄土的震陷特性有着重要影响,其影响变化规律对黄土场地震陷的评价和预测工作具有重要意义。通过开展一系列不同含水率条件下原状黄土的动三轴试验,分析了含水率变化对黄土震陷的影响变化规律,并借此给出采样黄土场地震陷性的评价结果和不同含水率条件下的震陷性预测结果。研究表明:震陷系数随动应力和土样含水率增加而增大,震陷临界动应力随含水率的增加而减小;不同性状黄土震陷性质差别较大,该场地土含水率≤5%时,在VII,VIII度地震作用下基本不发生震陷;含水率>5%以后,在VIII度地震作用下将产生震陷灾害。

关键词：土力学黄土含水率震陷场地评价预测

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石碑塬饱和黄土地震液化机制探讨

岩石力学与工程学报 2014年第A02期33卷 4168-4173页

作者：王谦王峻王兰民王平钟秀梅中国地震局黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

通过对石碑塬黄土进行室内动三轴液化试验,研究不同动荷载水平下不同层位黄土的动应变和孔隙水压力发展特征,分析海原地震中石碑塬黄土地震液化的机制,并根据黄土所具有的特殊性质,探讨饱和黄土液化的判别标准。结果表明:饱和黄土液化... 详细信息

通过对石碑塬黄土进行室内动三轴液化试验,研究不同动荷载水平下不同层位黄土的动应变和孔隙水压力发展特征,分析海原地震中石碑塬黄土地震液化的机制,并根据黄土所具有的特殊性质,探讨饱和黄土液化的判别标准。结果表明:饱和黄土液化时孔隙水压力发展受动荷载、颗粒组成和塑性指数等多因素的影响,相对于动残余应变的发展具有滞后性,因此往往达不到有效围压;而动残余应变的发展特征主要受初始孔隙比的影响,且当其超过3%后急剧增大,因此可选取该应变作为饱和黄土液化破坏的判别标准。

关键词：土力学饱和黄土液化动应变孔隙水压力判别标准

石碑塬低角度黄土地层液化滑移特征与机理振动台试验研究

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岩土工程学报 2023年第12期45卷 2565-2574页

作者：柴少峰王兰民王平郭海涛夏晓雨车高凤王会娟中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中国地震局(甘肃省)黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000

在野外调查、勘探与室内试验的基础上,通过振动台模型试验对1920年海原地震宁夏石碑塬低角度液化滑移启动机理、地貌形成特征、失稳过程及其滑动机制进行研究。结果表明:石碑塬低角度液化滑移是1920年海源地震在特殊地层结构及高烈度地... 详细信息

在野外调查、勘探与室内试验的基础上,通过振动台模型试验对1920年海原地震宁夏石碑塬低角度液化滑移启动机理、地貌形成特征、失稳过程及其滑动机制进行研究。结果表明:石碑塬低角度液化滑移是1920年海源地震在特殊地层结构及高烈度地震动共同作用下产生的饱和砂质黄土地层的液化滑移;液化滑移过程包括液化启动、抛射加速、滑移堆积等3个阶段,液化滑移具有高速和长距离流动特性;试验结果表明液化启动是大规模滑移的触发机制;高峰值的地震加速度放大及惯性抛射是液化滑移高速远程的驱动机制;特殊的下部隔水层和中部饱和砂质黄土层的地层结构是大规模低角度滑移形成的物理基础;液化程度的差异造成不同层位土体的运移速度差及拉张推挤作用是形成峰谷相间波浪起伏地貌的原因。研究结果对强震作用下低角度黄土地层地震液化滑移灾害机理的认知与该类滑坡灾害防治技术方法的创新具有重要的参考验证价值。

关键词：石碑塬地震液化滑移特征滑移机制振动台试验

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饱和黄土动剪切模量和阻尼比的试验研究

岩石力学与工程学报 2019年第9期38卷 1919-1927页

作者：王谦马金莲马海萍王峻王兰民高中南钟秀梅中国地震局(甘肃省)黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

为了研究饱和黄土的动力非线性特征及其主要影响因素,通过选取黄土高原的不同场地,在室内动三轴试验的基础上,采用非线性拟合计算的方法得到饱和黄土的动剪切模量比和阻尼比,研究不同地区饱和黄土的动剪切模量比和阻尼比变化特征,分析... 详细信息

为了研究饱和黄土的动力非线性特征及其主要影响因素,通过选取黄土高原的不同场地,在室内动三轴试验的基础上,采用非线性拟合计算的方法得到饱和黄土的动剪切模量比和阻尼比,研究不同地区饱和黄土的动剪切模量比和阻尼比变化特征,分析饱和黄土动剪切模量比和阻尼比的区域差异性,探讨饱和黄土与原状黄土的动剪切模量比和阻尼比的差别,并研究物性指标对饱和黄土动力特性拟合参数的影响规律。研究结果表明:饱和黄土的动剪切模量比和阻尼比符合Hardin-Drnevich模型。区域分布特征对饱和黄土的动剪切模量比影响较小,对阻尼比影响显著。相比于原状黄土,饱和黄土的动剪切模量比均明显减小,由于区域分布导致的动剪切模量比离散性减小;而相同地区饱和黄土的阻尼比较原状黄土的阻尼比显著增大,且受黄土结构性差异的影响明显。初始孔隙比对饱和黄土的最大动剪切模量影响较大,而黏粒含量增加导致的结构性变化是造成饱和黄土最大剪应力幅值和最大阻尼比变化的主要原因。

关键词：土力学最大动剪切模量动剪切模量比阻尼比动三轴试验区域差异性

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爆破场地黄土震陷空间分布特征研究

岩土工程学报 2015年第11期37卷 2073-2078页

作者：徐舜华孙军杰王兰民中国地震局甘肃省黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

黄土震陷是广大黄土地区在进行工程建设时避免不了的一种主要地震灾害。许多年来,黄土震陷研究是以室内试验为主要手段,天然地震黄土震陷现象的例证与现场试验的研究较为罕见。在典型震陷性黄土场地通过爆破方法模拟实际地震动的现场试... 详细信息

黄土震陷是广大黄土地区在进行工程建设时避免不了的一种主要地震灾害。许多年来,黄土震陷研究是以室内试验为主要手段,天然地震黄土震陷现象的例证与现场试验的研究较为罕见。在典型震陷性黄土场地通过爆破方法模拟实际地震动的现场试验能够直观地了解黄土震陷发生的真实过程和分布特征和影响因素。试验结果表明,较强的地震动可以诱发黄土震陷的发生;场地内黄土震陷的最大量值可达33 mm,最小值约为13 mm;通过分析场地内黄土震陷分布特征和地震动强度分布特征可知,地震动强度与频谱H/V值是影响黄土震陷的决定性因素,地形也对震陷分布具有一定的影响;因为离爆破点较近,场地下部土层沉降贡献率大于上部土层。

关键词：黄土震陷爆破空间分布特征地震动强度

基于台湾集集地震数据的CPT与SPT液化判别方法比较

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岩土力学 2017年第12期38卷 3643-3648页

作者：董林王兰民夏坤袁晓铭中国地震局兰州地震研究所黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

利用集集地震静力触探试验(CPT)数据,对基于CPT测试的Robertson液化判别方法和Olsen方法进行了检验,两个方法对液化点判别成功率分别为82.61%和80.43%,对非液化点判别成功率分别为31.82%和44.32%。CPT液化判别方法对液化点判别基本可靠... 详细信息

利用集集地震静力触探试验(CPT)数据,对基于CPT测试的Robertson液化判别方法和Olsen方法进行了检验,两个方法对液化点判别成功率分别为82.61%和80.43%,对非液化点判别成功率分别为31.82%和44.32%。CPT液化判别方法对液化点判别基本可靠,但对非液化点判别准确性较差。对集集地震标准贯入试验(SPT)数据,美国地震工程研究中心(NCEER)推荐的SPT液化判别方法对液化点和非液化点判别成功率分别达到92.41%和94.35%。SPT方法判别成功率非常高,整体准确性远高于CPT方法。另一方面,CPT的土分类图可以同时反映土的种类与强度,甚至可以对集集地震液化土与非液化土进行区分。对于细粒土的液化初判,CPT土分类图也优于SPT方法中的黏粒含量指标。因此,土分类图是CPT的优势所在。

关键词：集集地震液化静力触探试验标准贯入试验