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双层圆钢管混凝土长柱压扭滞回性能试验

哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 117-129页

作者：周中一庞新龙王涛靳宇航罗诒红中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点试验室(中国地震局工程力学研究所) 哈尔滨150080

为研究双层圆钢管混凝土长柱在压、扭荷载作用下的力学性能,利用研制的Stewart六自由度加载平台,进行了两个普通圆钢管混凝土长柱和两个双层圆钢管混凝土长柱试件在纯扭、压扭作用下的低周往复试验。对比分析了各试件的承载力、扭转变... 详细信息

为研究双层圆钢管混凝土长柱在压、扭荷载作用下的力学性能,利用研制的Stewart六自由度加载平台,进行了两个普通圆钢管混凝土长柱和两个双层圆钢管混凝土长柱试件在纯扭、压扭作用下的低周往复试验。对比分析了各试件的承载力、扭转变形、耗能、滞回性能,进行了有限元参数分析。研究表明:普通圆钢管混凝土长柱和双层圆钢管混凝土长柱均具有较好的抗扭能力;与普通圆钢管混凝土长柱相比,双层圆钢管混凝土长柱的初始刚度和承载力略有提升,滞回曲线更饱满,耗能能力和延性大幅提升;参数分析表明含钢率一定时,内层钢管径厚比越大,对抗扭越有利;一定范围内的轴向荷载,可提高钢管混凝土柱的抗扭能力。

关键词：钢管混凝土纯扭压扭拟静力往复加载 Stewart平台

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深厚复杂海峡场地二维非线性地震反应特性

岩土工程学报 2024年第2期46卷 345-356页

作者：王彦臻范宏飞赵凯陈国兴江志杰南京工业大学岩土工程研究所江苏南京210009 江苏省土木工程防震技术研究中心江苏南京210009 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000

海峡地层常为深厚沉积盆地构造,海床微地形类型多样,海峡场地地震反应受微地形的影响显著。以跨琼州海峡通道剖面场地为研究对象,综合考虑海峡盆地构造、海床微地形和海床沉积土异质性,建立海床剖面二维精细化有限元模型;依据场址区域... 详细信息

海峡地层常为深厚沉积盆地构造,海床微地形类型多样,海峡场地地震反应受微地形的影响显著。以跨琼州海峡通道剖面场地为研究对象,综合考虑海峡盆地构造、海床微地形和海床沉积土异质性,建立海床剖面二维精细化有限元模型;依据场址区域地震环境与历史地震活动性,选择Kik-net台网井下台阵基岩地震记录作为海床基岩输入地震动,考虑土的非线性滞回特性,模拟海峡场地的非线性地震反应。微地形效应和海床沉积土异质性对跨海峡场地地震反应的耦合影响显著,表现为盆地类共振现象、海床凹陷边缘和海床表面凸起处的反应加剧;与海峡场地基本频率接近的基岩地震动频率成分易于传播与放大;与海床水平向地震反应相比,海床地表微地形对其竖向地震反应的影响更为显著;水平向和竖向地震波传播的叠加效应会在海床表面产生面波,导致海床地表水平向地震反应放大。

关键词：海峡场地琼州海峡盆地构造海床微地形沉积土异质性土的非线性

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土动力学与岩土地震工程

土木工程学报 2024年第7期57卷 71-89,105页

作者：王睿王兰民周燕国王刚清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室北京100084 中国地震局兰州地震研究所甘肃兰州730000 浙江大学岩土工程研究所浙江大学超重力研究中心浙江杭州310058 香港科技大学中国香港999077

社会发展需求的增长、工程建造能力的提升以及气候变化等环境因素的改变带来的新震害现象、技术手段和工程需求,为土动力学及岩土地震工程研究提出了新挑战并创造了新机遇。文章重点针对近年来土动力学与岩土地震工程领域的一些新现象... 详细信息

社会发展需求的增长、工程建造能力的提升以及气候变化等环境因素的改变带来的新震害现象、技术手段和工程需求,为土动力学及岩土地震工程研究提出了新挑战并创造了新机遇。文章重点针对近年来土动力学与岩土地震工程领域的一些新现象、新手段和新挑战进行综述,聚焦于土的动力特性、砂土地震液化、土的动力测试和岩土地震工程试验、岩土地震工程数值模拟以及岩土工程抗震等方面,分析当前理论研究和工程实践所面临的新问题和新挑战,梳理近年来所取得的一些最新进展,并对今后的研究方向进行探讨。

关键词：动力特性地震液化测试与试验数值模拟岩土工程抗震

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基于弹性网络回归的地震动参数排序与比选

哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 54-62页

作者：刘巴黎胡进军谢礼立中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室(中国地震局工程力学研究所) 哈尔滨150080

为合理选取地震动参数以有效减小结构损伤预测的不确定性,基于弹性网络回归技术对多个地震动参数进行了比选。基于多种地震动参数以及大量单自由度(SDOF)模型的增量动力分析结果建立弹性网络回归模型,定义回归模型中回归系数值以及回归... 详细信息

为合理选取地震动参数以有效减小结构损伤预测的不确定性,基于弹性网络回归技术对多个地震动参数进行了比选。基于多种地震动参数以及大量单自由度(SDOF)模型的增量动力分析结果建立弹性网络回归模型,定义回归模型中回归系数值以及回归系数值为非零值的个数分别为地震动参数的敏感性系数和频数。基于地震动参数敏感性和频数分析结果对多种地震动参数进行排序,研究结构恢复力模型、地震动集和结构极限状态对地震动参数排序结果的影响。基于一座8层钢框架结构分析结果验证了基于弹性网络回归的地震动参数比选方法的有效性。结果表明:选取代表性的地震动参数加入最小二乘回归模型时,不同结构极限状态下回归分析中残差标准差显著减小。基于大量SDOF体系的地震动参数排序结果比选出了受地震动集、结构恢复力模型和结构极限状态影响较小的地震动参数。结果可为结构抗震能力预测用地震动参数的比选提供理论基础。

关键词：地震动参数弹性网络回归抗震能力增量动力分析单自由度体系

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尾波衰减Qc值在地震预测中的应用研究

尾波衰减Qc值在地震预测中的应用研究

作者：梁钊城中国地震局兰州地震研究所

学位级别：硕士

地震尾波的品质因子Qc值是表征地震波衰减的重要物理参数,是介质非均匀性和非弹性的综合反映。现有研究往往将尾波Qc值的变化与区域地球物理性质联系起来,如构造活动强度、岩石破碎程度、裂隙扩展和流体充填等。开展尾波Qc值的时空变化... 详细信息

地震尾波的品质因子Qc值是表征地震波衰减的重要物理参数,是介质非均匀性和非弹性的综合反映。现有研究往往将尾波Qc值的变化与区域地球物理性质联系起来,如构造活动强度、岩石破碎程度、裂隙扩展和流体充填等。开展尾波Qc值的时空变化研究,可以加深对地下介质结构和性质的理解,为地震预测、地震危险性评估和工程建设等领域提供重要的科学依据。本研究以青藏高原东北缘西部地区（95.8-98.2°E,39.0-40.5°N）和东部地区（101.5-107°E,33.0-38.0°N）为研究区域,基于Aki的单次散射模型使用尾波衰减法（CWD）开展了尾波Qc值的应用研究。首先,计算研究区域内固定台站及流动台站2000-2023年间采集到的震中距2.0的天然地震数据的尾波Qc值,并获取了各研究区不同流逝时间窗长尾波Qc值与频率的幂函数关系;然后,通过克里金插值方法绘制尾波Qc值的空间分布图,分析尾波Qc值的空间分布特征;最后,对研究区域内发生的强震进行尾波Qc值时序分析,研究中强地震前后震源区尾波Qc值衰减变化特征。本研究的主要结论如下:1.青藏高原东北缘东部地区尾波Qc值与频率的幂函数关系为:20 s流逝时间窗下,Qc=（72.399±9）f（1.102±0.055）、30 s流逝时间窗下,Qc=（100.952±15）f（1.025±0.065）和40 s流逝时间窗下,Qc=（128.763±20）f（0.969±0.071）;青藏高原东北缘西部地区尾波Qc值与频率的幂函数关系为:20 s流逝时间窗长下,Qc=（71.76±8）f（1.10±0.04）、30 s流逝时间窗长下,Qc=（103.83±17）f（1.04±0.06）、40 s流逝时间窗长下,Qc=（120.77±22）f（1.00±0.06）;青藏高原东北缘东部和西部地区的尾波Q0值均研究结果相似,符合构造活跃地区的特征;2.青藏高原东北缘东部和西部地区的尾波Qc值空间分布与该地区内部的地震地质构造、地震活动性等存在较为明显的相关性。在构造转换地区及由于旋转挤出的断裂带地区都表现出了低尾波Qc值。特别是在青藏高原东北缘东部地区中不同活动地块区之间尾波Qc值有明显差异。该地区尾波Qc值由低向高过渡的区域可能是青藏高原边缘强弱地壳物质的分界线;3.通过对秦岭活动构造区的尾波Qc值进行时序分析,我们发现大部分强震前存在10%-27%的Qc值降低现象,这种现象可能与孕震期间岩石内部的“扩容”现象有关;4.研究区中的地震并不发生在尾波Qc值变化剧烈的区域,而大部分都集中发生在尾波Qc值变化较为缓慢的地方。

关键词：尾波Qc值地震预测青藏高原东北缘

河西走廊生土民居建筑抗震韧性评价及震后快速恢复

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河西走廊生土民居建筑抗震韧性评价及震后快速恢复

作者：张建钰中国地震局兰州地震研究所

学位级别：硕士

河西走廊位于甘肃省西北部,地形地貌极其复杂,气候以及地质条件差,在自然条件和人文经济的共同影响下,该地区的民居以生土墙承重的单坡水屋顶建筑为主要类型,而且该类型建筑还将在较长的一段时间广泛留存于此。本文通过大量现场调查,基... 详细信息

河西走廊位于甘肃省西北部,地形地貌极其复杂,气候以及地质条件差,在自然条件和人文经济的共同影响下,该地区的民居以生土墙承重的单坡水屋顶建筑为主要类型,而且该类型建筑还将在较长的一段时间广泛留存于此。本文通过大量现场调查,基于《建筑抗震韧性评价标准》,利用PKPM-SAUSGRES软件建立河西走廊典型生土民居建筑模型,利用非线性动力时程分析方法,以抗拉损伤系数和抗压损伤系数为工程需求参数,通过蒙特卡洛模拟方法,确定构件损伤状态,用修复费用、修复时间、人员损失三个指标对生土民居建筑抗震韧性进行评价,得出该类型建筑的抗震韧性等级,并依据调查资料以及韧性评价结果提出震后快速恢复的意见和建议,旨在提高生土民居建筑的抗震性能,当地震来临时,尽可能的减少其生命和财产的损失。通过实地调查和历史震害资料分析,对河西走廊生土民居建筑进行抗震韧性评价,得出以下结论:(1)根据损伤状态云图,在地震动作用下,生土民居建筑窗下的墙梁、门窗间的墙柱、后墙上部以及屋顶发生损伤比较严重,这与实际的历史震害资料相互吻合;同时,承重墙体厚度越大,建筑的损伤程度越小,抗震韧性评价等级越高;前后墙高差越大,建筑损伤程度越大,抗震韧性评价等级越低;开间数越多,建筑的损伤程度越大,抗震韧性评价等级越低,这与实际调查和历史地震资料基本相符。(2)40 cm墙体厚度、80 cm前后墙高差、五开间的生土民居建筑3项韧性评价指标均最高,分别是修复费用56.1%,修复时间57天,人员受伤数0.058人/间,人员死亡数0.0045人/间,而各项评价指标所对应的评价等级均为0星。综合考虑各个类型生土民居建筑3项指标的评价等级,发现该地区生土民居建筑抗震韧性普遍很差。(3)针对生土材料快速再生、震损快速评估以及构件快速修复三个方面,考虑经济、时间、生态环境成本,再结合生土民居建筑震害特征和抗震韧性评价结果,综合提出了生土民居建筑震后快速恢复的意见和建议。(4)建筑抗震韧性评价应用始于混凝土建筑,本文则创新地通过对河西走廊生土民居建筑相关信息的调查和补充,提出了生土民居建筑信息参数在建筑抗震韧性评价中的适用性,这项研究一定程度上丰富了建筑抗震韧性评价的适用范围,对生土民居建筑抗震韧性评价研究提供了新的思路。

关键词：河西走廊生土民居建筑震害特征抗震韧性评价震后快速恢复

基于Newmark模型的黄河上游龙羊峡-刘家峡段地震滑坡危险性分析

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基于Newmark模型的黄河上游龙羊峡-刘家峡段地震滑坡危险性分析

作者：王辽中国地震局兰州地震研究所

学位级别：硕士

地震滑坡是由地震引起的山体斜坡失稳和滑动现象,其中强烈的地震常常诱发大规模的滑坡灾害,导致重大人员伤亡和财产损失。黄河上游地区活动断裂发育,地震事件频繁,山区面积广大,具有极高的地震滑坡危险性。随着黄河流域生态保护和高质... 详细信息

地震滑坡是由地震引起的山体斜坡失稳和滑动现象,其中强烈的地震常常诱发大规模的滑坡灾害,导致重大人员伤亡和财产损失。黄河上游地区活动断裂发育,地震事件频繁,山区面积广大,具有极高的地震滑坡危险性。随着黄河流域生态保护和高质量发展战略的实施以及我国西部大开发战略的持续推进,加之黄河上游地区广泛分布着大量的铁路、公路和水库等基础设施,因此开展该地区地震滑坡风险分析尤为迫切。此外,黄河上游地区广泛分布着巨型古滑坡,开展其成因机制分析,探讨其残留堆积体的稳定性,对区域内水利设施的建设和管理具有重要意义。本研究采用改进的Newmark累积位移模型对黄河上游龙羊峡-刘家峡河段进行了地震滑坡危险性评估。同时,选取积石峡水库地区的马儿东坡古滑坡作为研究对象,分析了其与地震活动的关系,反演了相关地震参数,并讨论了在不同水位条件下该滑坡的残留堆积体的稳定性。研究结果为该区域现有工程建设和地震安全性评估提供了重要参考依据,具体研究内容与结果如下:(1)本研究基于Newmark累积位移模型和概率地震危险性区划方法,结合地震动数据、地质数据和地形信息,计算了黄河上游龙羊峡-刘家峡河段在未来50年内10%超越概率地震动条件下的地震滑坡危险性。(2)建立了马儿东坡古滑坡地区的山脊回归模型,并基于该模型恢复了马儿东坡古滑坡的原始形态。通过大量的文献查阅、实地调查和斜坡稳定性计算,本研究有效排除了降雨、人类活动和洪水等非地震因素诱发马儿东坡古滑坡的可能性,认为致使该滑坡失稳的诱发因素是地震活动。(3)利用Newmark模型反演分析了马儿东坡古滑坡的诱发地震震级与震中距,推测诱发该滑坡的发震断裂为拉脊山断裂带。此外,通过静力分析和数值模拟法评估了马儿东坡古滑坡残留堆积体的稳定性。

关键词：地震滑坡 Newmark模型危险性评价黄河上游古滑坡

日本海沟俯冲带海底地震动累积能量参数的条件预测模型

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2729-2743页

作者：张文斌胡进军胡磊中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080

阿里亚斯强度(IA)、累积绝对速度(CAV)和峰值地面加速度(PGA)已被广泛用作地震动强度的评价指标.为了研究海底地震动特征及其能量累积效应,采用日本海沟区域的138次浅地壳地震的2605组三分量记录、125次俯冲板内地震的2669组三分量记录... 详细信息

阿里亚斯强度(IA)、累积绝对速度(CAV)和峰值地面加速度(PGA)已被广泛用作地震动强度的评价指标.为了研究海底地震动特征及其能量累积效应,采用日本海沟区域的138次浅地壳地震的2605组三分量记录、125次俯冲板内地震的2669组三分量记录和267次俯冲板间地震的5693组三分量记录来建立IA-PGA和CAV-PGA条件模型,并研究其对震级(MW)、震源机制、断层距(Rrup)、海水深度(DW)以及剪切波速(VS)等于1.5 km·s^(-1)的深度(D15)等解释变量的潜在依赖性.基于条件模型,建立了海域的IA和CAV地震动预测方程(GMPE).研究结果表明:各个解释变量对条件模型有着不同影响,震级为主要影响因素;震级对海域的能量累积效应影响较大,随着震级增大,能量累积效应越大.通过基于条件模型得到IA和CAV预测模型与现有陆域的IA和CAV模型进行了比较,在相同震级和距离下,海域的能量累积效应要大于陆域.本文提供了海域的从PGA估算IA、CAV的方法,能用于损伤预测和评估、地震预警(EEW)和海啸预警等.

关键词：海域地震动预测方程条件模型阿里亚斯强度累积绝对速度 S-net

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固体推进剂点火准则研究进展

火炸药学报 2024年第4期47卷 305-315页

作者：张文科李泽旭赵乙丁刘建忠浙江大学热能工程研究所浙江杭州310027

为了建立通用的固体推进剂点火准则,分别从实验和模拟两个角度总结了近年来国内外固体推进剂的点火准则。实验层面的点火准则包含判定固体推进剂点火的发火/不发火判据、压力判据、温度判据、光谱辐射强度判据、多参数协同点火判据等。... 详细信息

为了建立通用的固体推进剂点火准则,分别从实验和模拟两个角度总结了近年来国内外固体推进剂的点火准则。实验层面的点火准则包含判定固体推进剂点火的发火/不发火判据、压力判据、温度判据、光谱辐射强度判据、多参数协同点火判据等。对比分析表明,点火准则均受实验条件以及测试设备的限制,且存在温度等关键点火参数测试难度较大、测试参数延迟等缺陷,因此很难进行拓展应用,但多参数协同的点火判据具有更高的准确性和更大的推广可能性。模拟层面则主要是基于固相、气相、异相点火理论建立的温度点火准则、压力点火准则和化学信号点火准则3类。相较于实验点火准则而言,模拟点火准则更符合固体推进剂的点火理论,但需要从实验获得点火温度、动力学数据等关键参数作为模型输入,且不同种类推进剂的点火理论不尽相同,因此该类点火准则仍需进一步研究。此外,对实验、模拟点火准则进行了关联性和通用性讨论。附参考文献49篇。

关键词：固体推进剂点火准则点火理论研究进展固体火箭发动机