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2022年 第44卷  第5期

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封面
2022-05期封面+目录
2022, 44(5)
摘要:
《工程地震与抗震防灾研究 》 专辑前言
2022, 44(5): 733-733.
摘要:
学术讨论
关于抗震防灾的若干思考
张敏政
2022, 44(5): 733-742. doi: 10.11939/jass.20220088
摘要:
本文试图从哲学和科学的角度,就我国地震工程研究和防震减灾事业的若干问题进行讨论。论文指出:宏观考察得出的地震烈度并不具备科学概念应有的确切内涵和外延;地震危险性分析结果不可能被验证;抗震设防标准的采用从根本上取决于社会经济与技术的发展水平;断层避让研究尚未达到工程应用阶段;不能追求结构地震反应数值模拟的精确结果。最后,提出了对当前地震工程研究的建议和前景展望。
综 述
基于目标风险的地震区划图
潘华, 张萌
2022, 44(5): 743-751. doi: 10.11939/jass.20220161
摘要:
为保证国土范围内建筑倒塌风险的一致性,提出了基于目标风险的地震区划图。该图通过求取地震危险性曲线与结构易损性曲线的卷积的风险积分方法计算目标风险。本文介绍了采用风险积分法确定基于目标风险的地震动参数的基本原理,回顾了这项技术在国内外研究与应用的最新进展。此外,还讨论了基于目标风险的地震区划图未来的发展及可能面临的问题。
我国大陆地区常用浅壳地震的地震动参数衰减关系
肖亮, 俞言祥
2022, 44(5): 752-764. doi: 10.11939/jass.20220142
摘要:
对地震动参数衰减关系应用时涉及的地震动参数、地震参数、基本模型、回归方法等方面的要点进行了阐述。以华北地区为例,简要介绍了数十年我国工程抗震设防应用中常用的几组浅壳地震峰值加速度、加速度反应谱衰减关系的主要特点,并对其差异进行了比较分析。最后总结了我国现阶段衰减关系研究的不足,对其未来发展方向进行了展望。
近断层速度脉冲型地震动相关问题研究
赵晓芬, 温增平
2022, 44(5): 765-782. doi: 10.11939/jass.20220141
摘要:
近断层速度脉冲型地震动研究对揭示建筑结构的破坏机理、开展抗震设防以及抗震设计具有重要价值。首先,对速度脉冲成因进行了系统的总结,并探讨了区分方向性效应速度脉冲和滑冲效应速度脉冲的思路;其次,系统地介绍了近断层速度脉冲的识别方法,评述了各种脉冲识别方法的优缺点;然后,基于速度脉冲特性,探讨了前方向性效应对速度脉冲特性的影响以及速度脉冲对反应谱的放大作用;最后,对速度脉冲型地震动输入方法以及对结构响应研究进行了系统总结,探讨了速度脉冲型地震动输入的关键问题。基于丰富的理论研究,未来对于速度脉冲型地震动研究工作应当充分结合实际工程需求,推进理论成果的规范标准化与工程实践。
地震动场地调整系数研究
闫静茹, 张郁山, 阚文亮
2022, 44(5): 783-796. doi: 10.11939/jass.20220086
摘要:
回顾总结了近20年国内外关于地震动场地调整系数的主要研究成果,重点分析强震动观测和数值理论方法在考虑场地条件对地震动参数影响方面的效果,总结各类方法的适用性和优缺点,结合国内外相关规范条文对比分析国内外的主要成果,得出我国软土的场地调整系数值小于国际水平,并进一步分析了造成这种差异的原因。最后基于目前国际地震区划工作的发展趋势以及各行业相关规范的新技术需求,对新一代区划图的研究工作进行了展望。
我国大陆地区地震动衰减关系研究进展
刘平, 徐政伟, 罗奇峰
2022, 44(5): 797-809. doi: 10.11939/jass.20220117
摘要:
地震动衰减关系是场地地震动估计的主要方法之一。本文首先对地震动衰减关系式的发展作了简要的阐述;其次,分析了胡聿贤先生提出的借用法的重要性,回顾了我国衰减关系的发展历程,并重点介绍了水平向地震动、竖向地震动及其它地震动参数衰减关系的研究进展;最后,讨论了衰减关系研究中存在的问题,并提出了发展强震动数据库和缺乏强震记录地区衰减关系的建议。
研究论文
多点地震动激励下的高效反应谱方法
王君杰, 郭进
2022, 44(5): 810-823. doi: 10.11939/jass.20220093
摘要:
在多点地震动激励下,结构的反应谱分析计算非常耗时。结构的地震谱响应可以用若干个相关系数来表示,如果相关系数使用解析形式来表示,可以大大减少计算时间。本文提出了空间相干函数的近似表达式,并对其系数进行积分,得到了相关系数的解析式。该解析表达式根据克拉夫-彭津(Clough-Penzien)和胡聿贤自功率谱密度函数模型推导得出。案例桥梁的计算结果表明,相关系数的近似解析表达式具有足够的工程精度,用于多点地震反应谱计算具有极高的效率。
基于希尔伯特-黄变换的近断层地震动脉冲特性研究
王东升, 陈笑宇, 张锐, 国巍
2022, 44(5): 824-844. doi: 10.11939/jass.20220090
摘要:
近断层地震动中存在的低频、大幅值速度脉冲使得临近断层结构具有更高的强度和延性需求。对近断层地震动脉冲特性的深入研究有利于加深对临近断层结构反应的认识,从而为临近断层结构抗震设计提供理论依据。受强震记录处理及速度脉冲识别和提取方法的限制,目前已有的研究工作主要集中于近断层地震动记录的单脉冲特性,多脉冲特性涉及较少。本文基于希尔伯特-黄变换及其相关理论,针对近断层地震动,提出了涵盖原始强震记录基线校正,至多速度脉冲定量判别及提取的整套脉冲特性研究方法,该方法对多脉冲记录尤为有效;基于提取出的理想化速度脉冲构建了(多)脉冲参数与地震参数的统计关系;以脉冲持时新定义了近断层地震动的有效强震持时,并通过多层结构非线性时程分析进行了验证。新方法中,基线校正过程可以获得稳定的地面峰值位移(PGD)和具有物理意义的基线偏移时程;提出的速度脉冲识别及波形提取方法可以将每个脉冲准确定位于时域,同时自动化获得脉冲相关参数;基于理想脉冲定义的近断层地震动有效强震持时可以良好地 表征多脉冲记录的强度。
断层地表同震位错的平均位移估计方法
王龙, 刘爱文, 李祥秀, 范晓庆, 张立宝, 王郁
2022, 44(5): 845-852. doi: 10.11939/jass.20220122
摘要:
根据管道性能设计的理念,现行管道抗震设计规范规定现行输油气管道重要区段和一般区段的设防断层位移分别为预测的最大位移值和平均位移值,目前的断层位移估计方法一般给出的只是断层未来一百年的最大位移值,而不能给出平均位移值。针对此问题,本文综合国内外发震断层在地表的同震位错分布调查结果,总结分析了断层同震位错沿断层地表破裂走向的分布形态特点,并通过对实际震例中不同计算方法得到的平均位移进行对比分析,得到了断层的平均同震位错量与断层最大同震位错量的比值关系。基于国内外地震断层位移的大量数据,考虑一定的安全系数,本文建议采用预测断层最大位移值的2/3作为一般区段输油气管道的设防断层位移。
夏垫断裂MW≥7.5地震动的预测
周红, 王文静
2022, 44(5): 853-867. doi: 10.11939/jass.20220089
摘要:
针对夏垫断裂开展了MW≥7.5地震动预测研究。首先基于全破裂模式设定震源(使其尽可能涵盖夏垫断裂的未知信息)模拟得到夏垫断裂发生MW≥7.5地震时研究区域内的地面地震动场,进而依据分位数筛选出各场点的地震动空间分布,讨论了包含不确定震源下的加速度峰值和速度峰值的分布特征,结果显示当夏垫断裂发生MW7.9地震时,通州城区、北京中心城区均会发生强烈的运动。之后对比讨论了仿真震源下MW7.5地震所引起的地面运动场的空间变化,结果显示对于同等震级而言,两种震源的模拟结果可以相互印证。
城市群地震灾害风险评估方法的一点探索—以粤港澳大湾区为例
姜慧, 郭恩栋, 林旭川, 刘智, 卢邦华, 刘爱文, 张移
2022, 44(5): 868-880. doi: 10.11939/jass.20220096
摘要:
基于粤港澳大湾区地震灾害风险评估的初步成果,分析了湾区城市群地震环境、承灾体分布和场地特点,提出了两种确定地震输入的设定地震原则,即潜在震源区设定地震原则和最大风险设定地震原则,按照这两种原则可以更加准确地进行城市群地震灾害风险评估。在前人工作的基础上,提出了考虑场地条件影响的地震灾害风险表达式,探索了适合三维模拟非一致激励地震动输入的建筑物和生命线工程灾害风险评估方法,提出了建筑物和生命线工程灾害风险评估中考虑场地影响的思路,为客观地评估城市群地震灾害和损失风险提出了可参考的建议。
多尺度分割和深度学习相结合的倾斜摄影三维影像建筑物震害信息提取
帅向华, 荆帅军, 郑向向, 刘钦
2022, 44(5): 881-890. doi: 10.11939/jass.20220105
摘要:
采用多尺度分割和深度学习相结合的方法对震后倾斜摄影三维影像建筑物震害信息进行提取,获取建筑物的屋顶和墙体多种破坏信息。以2017年九寨沟MS7.0地震后倾斜摄影三维影像为例,依据三维影像建筑物顶面和墙体等进行样本的多尺度分割,样本分为完好建筑物面、破坏建筑物面、其它地物和背景等三类,选取211个100×100像素的样本集对卷积神经网络模型进行训练,采用训练后的模型提取灾区千古情风景区和漳扎镇小学的建筑物震害信息,并将提取结果与目视解译结果进行精度对比,结果显示:破坏建筑物面提取精度分别为65.5%和71.1%,总体分类精度分别为82.1%和84.1%,卡帕(Kappa)系数分别为68.7%和64.9%,表明该方法在倾斜摄影三维影像建筑物震害提取方面具有一定的优势。
近断层地震动脉冲特性对设备-结构耦合隔震体系响应的影响
韩淼, 蒋金卫, 杜红凯, 赵鸣鹤
2022, 44(5): 891-902. doi: 10.11939/jass.20220129
摘要:
基于设备−结构耦合隔震体系模型,选取了50条近断层脉冲型地震波,以脉冲周期与结构基本周期比TP/T=1为分界线,分析了周期比和脉冲能量对结构响应的影响,并对穿零次数小于等于5的隔震层位移比与周期比和脉冲能量的关系进行了拟合。结果表明:脉冲特性对结构的影响主要与周期比TP/T和脉冲能量有关,同时也需考虑速度脉冲对应的加速度曲线穿零次数的影响;此外,设备响应与顶层楼面加速度直接相关,与近断层地震动的脉冲特性则无明显相关性。
地震动作用下刚体扭转效应的振动台模拟试验
赵世伟, 罗奇峰, 潘康, 翟永梅, 卢文胜, 赵斌, 曹文清
2022, 44(5): 903-910. doi: 10.11939/jass.20220092
摘要:
2008年汶川地震中江油市太白公园曲径桥上的石雕发生转动破坏现象,本文对这一转动现象进行了振动台模拟试验。模拟试验结果表明:① 在振动台三向加载1.5倍的汶川地震江油台记录的平动加速度后,模型的转动情况与实际观测的石雕转动情况比较一致;② 石雕的转动与石雕的非对称性、地震动输入角度和地震动的竖向作用有关;③ 加载竖向地震动作用后,石雕模型会发生摇摆现象,说明竖向地震动是造成模型扭转现象的重要原因,这也说明在分析相似震害现象时竖向地震动作用不可忽视。
不同时频特性近断层地震作用下的结构响应研究
韩淼, 赵鸣鹤, 杜红凯, 蒋金卫
2022, 44(5): 911-919. doi: 10.11939/jass.20220135
摘要:
研究不同时频特性的地震波作用下,抗震结构和隔震结构耦合设备的动力响应,对五层钢框架振动台模型试验数据进行小波分析。结果表明:主结构动力响应与地震波时频特性直接相关;由于主结构和隔震支座的滤波作用,设备的动力响应受地震波时频特性影响显著,但不具有直接相关性;隔震结构可以使设备的频率远离主结构的频率,从而降低设备的放大系数;设备耦合之后主体结构加速度的变化趋势取决于不同时频特性的地震波能量分布。