基于地震P波双参数阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法

以提升高速铁路地震紧急处置的时效性并满足有效性要求为目标,研究基于地震P波卓越周期τc阈值和最大竖向位移Pd阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法。利用日本K-net强震数据,分别统计P波触发后1,2,3s时间窗下τc与震级M的线性关系和Pd与地震加速度PGA的线性关系,基于这2种统计关系计算得到P波3个时间窗下震级M=6时对应的τc的阈值和PGA=40cm·s-2时对应的Pd的阈值,在此基础上,建立高速铁路Ⅰ级地震警报"4等级预测方法",明确等级3为达到高速铁路Ⅰ级地震警报的预测标准。采用2016年4月14日熊本6.5级地震时九州新干线沿线K-net强震台站的数据,分析"4等级预测方法"的有效性与时效性。结果表明:该方法可以在最接近震源的KMM006台站P波触发后1s准确地预测出Ⅰ级地震警报,并较九州新干线脱轨时刻和气象厅紧急地震速报发布时刻分别提前了3.34和4.84s,能够满足高速铁路地震监测预警系统发展的需要。     

浅层地震反射与散射联合成像法在工程探测中的应用

浅层地震反射与散射联合成像法是以常规地震反射法为基础,处理软件增加散射波的数学模型,能同时提取反射波和散射波的信息,故可以更有效的分辨地质透镜体、岩溶等复杂的地质体情况。通过实例重点阐述了该方法的资料解释,并验证了该方法的有效性和实用性。     

跨孔地震CT在铁路桥梁基础地下岩溶勘察中的应用

基于岩溶与周围介质间的弹性波速度差异,选择了跨孔地震CT法进行铁路桥梁基础地下岩溶的探测研究,提出“多孔之间一发多收”的采集模式,获得孔间岩体的弹性波速度分布情况,进而确定地下岩溶分布状况。通过与实际钻探资料对比,确定跨孔地震CT结果准确、可靠。     

井间地震层析成像在铁道勘察中的应用研究

岩溶对铁路桥梁、路基建设影响较大,在铁路勘察中必须将岩溶规模、边界探测准确。可以利用井间地震层析成像进行两孔间的岩溶勘察,即通过两个钻孔之间进行地震层析成像测试,得到孔间岩体弹性波速度情况,圈定溶洞的位置、规模、埋深。通过与声波测井及钻探资料的对比,确定井间地震层析成像反演结果是准确、可靠的。     

近场地震作用下铁路减震桥梁地震响应研究

为分析近场地震作用下的铁路减震桥梁顺桥向地震响应特性,用远场地震叠加三角函数型速度脉冲的方法模拟近场地震波,根据结构的弹塑性地震响应计算结果研究速度脉冲的波形、出现位置、脉冲时间对结构地震破坏的影响。结果表明:近场地震作用下铁路减震桥梁的减震效果降低,且支座的地震位移显著增大;速度脉冲波形、脉冲波发生时刻以及脉冲持续时间对桥梁地震响应有较大的影响;结构地震响应的最大值与地震波的SI值有较强的相关性,但与PGV/PGA值的相关性不明显;考虑限位装置地震碰撞效应以后,虽然支座地震位移得到了控制,但带来墩底剪力显著增大的问题;缓冲措施可以减小因碰撞引起的墩底剪力。     

高速铁路地震监控系统研究

高速铁路地震监控系统应结合我国国情和铁路自身特点,从地震信息识别与分析,地震报警与铁路列控系统、调度中心、车站等重要场所接口关系,地震报警与目前铁路防灾安全监控系统关系等方面进行研究。论述和分析地震监测信息采集和判识、地震报警阈值、地震监控系统与铁路防灾安全监控系统融合及信息共享等内容,提出开展共享国家地震监控网信息研究和高速铁路地震监控系统代理维护可行性研究的建议。     

顺层岩体各向异性对隧道地震响应的影响

为研究顺层岩体各向异性对隧道地震响应的影响,考虑顺层岩体的横观各向同性本构关系以及顺层岩体中地震波的偏振特性和相速度变化特点,基于黏弹性边界的时域波动理论,建立二维平面地震波从隧道底部入射的输入方法。以某顺层岩体中高速铁路隧道为工程背景,采用ANSYS软件进行地震响应数值分析,研究平面地震波由隧道底部入射时岩层各向异性强度对隧道地震响应不对称性或非反对称性的影响。结果表明:地震qP波入射时,随岩层各向异性的增强,同一时刻地震响应的不对称性总体上逐渐增大,且服从近似线性关系,但地震响应的内力包络却无明确且统一的规律,视岩层倾角而定;地震qSV波入射时,地震响应的非反对称性随岩层各向异性的变化缺乏统一明确的规律,视岩层倾角而定。     

基于ABAQUS的桩板墙地震响应分析

桩板墙是一种重要的新型支挡结构,已被广泛地应用于边坡的加固.本文结合工程实例,采用有限元数值分析软件ABAQUS,对位于213国道DK1 016+800-DK1 016+835处的抗滑桩进行了分析.选取了"5.12"汶川地震中卧龙台站记录的地震动时程作为输入,通过分析得到了抗滑桩的弯矩、剪力、土压力分布等,并把分析结果与规范结果进行了比较.比较结果表明,当采用规范计算时,地震综合影响系数应取0.4才能使工程满足设计要求.在此基础上,再分别将汶川波的PGA(Peak Ground Aeceleration)折换到7度(0.15 g)、8度(0.30 g)、9度(0.40 g)及0.6 g,分别对抗滑桩进行了分析,将分析结果与规范对比发现,当按照规范计算时,地震综合影响系数分别取0.30(7度)、0.35(8度)、0.40(≥9度)时,能保证工程设计要求.     

昆仑山地震断层的分布特征用其工程评价

青藏铁路通过昆仑山口活动断裂带,2001年11月14日昆仑山南麓发生里氏8.1级地震,位于昆仑山南麓近东西向展布的昆仑山口断裂是本次地震的发震断层.本文介绍了此次地震断层的分布特征,并从工程安全方面分析评价了其对青藏铁路建设的影响.     

波浪、海流环境中跨海桥梁深水桥墩的地震响应特性

以跨海桥梁深水桥墩为对象,建立可考虑波浪、海流及地震共同作用的精细化双向流固耦合计算模型,系统讨论了不同波、流参数下桥墩的地震响应特性及参数影响规律。结果表明,波、流联合作用时,深水桥墩响应峰值随流速、水深、波高的增加而增大,随波浪周期的增大而减小。波、流及地震共同作用下,桥墩响应幅值大于或小于地震单独作用时,但仍以地震作用为主,其响应特征与地震单独作用时相同;桥墩响应峰值随波浪相位、周期的增加而波动,随波高、水深的增加而增大或减小,随流速的增加而先增大后减小。波、流环境影响桥墩的地震响应,其程度与地震动频谱特性及波、流参数有关,其影响幅度最大可达到30.0%以上,在跨海桥梁抗震设计中应予以考虑。     

考虑湖盆摩阻效应的川藏铁路冰碛堰塞湖地震涌浪及溃决风险分析

川藏铁路沿线存在着众多冰碛堰塞湖,且大部分位于高烈度地震区,堰塞湖溃决洪水成为对线路方案起控制作用的灾害类型,而地震涌浪是导致冰湖溃决的主要诱因之一。目前湖泊地震涌浪计算公式一般忽略湖盆的摩阻效应,对水深较浅且糙率大的冰碛堰塞湖而言,计算值偏小。鉴此,通过开展不同水深、不同地震峰值加速度、不同糙率的振动台造波模型实验,研究湖盆摩阻效应对地震涌浪的影响。根据实验结果,建立考虑摩阻效应的地震涌浪计算公式,并利用漫溢型溃决临界水文条件提出了冰湖溃决判据;最后以川藏铁路帕隆藏布流域为例进行应用说明,从而建立一种与选线原则方案确定阶段精度要求相匹配的冰碛堰塞湖地震涌浪溃决风险评估方法。本文公式考虑湖盆摩阻效应,适用于水深较浅的冰碛堰塞湖,尤其是在大震强震情况下,其计算结果偏安全。     

地震映像剖面数值模拟研究

研究目的:在铁路勘探过程中,经常遇到采空区、软弱层等不良地质因素。对上述不良地质现象,地震映像法是一种有效的勘探方法。地下介质的复杂性决定了野外地震映像法采集波场资料的复杂性,资料解释和异常判别困难,有时甚至使方法失效。识别有效信号和干扰信号,可以提高资料的解释精度。研究结论:通过对实际模型的试算,有效地模拟了地震映像剖面。模拟剖面可以看到显著的物探异常,有效地反映了复杂结构中的波场形态和特征。研究表明,有限差分数值模拟不仅允许速度纵向变化,而且允许速度横向变化,更适用于实际模型,是一种行之有效的共偏移距剖面数值模拟方法。通过研究,可以更加准确地判定异常的空间位置和形态,提高探测精度,对实际的解释工作具有一定的指导意义。     

某铁路空间刚架结构的地震响应分析

该工点是某高速铁路与既有5线交叉,因高速铁路曲线半径较大,且受地物条件所限,交叉角度很小,如采用常规梁式桥跨越,其跨度将达到150 m以上,其梁高或桥式均不能与当地环境相协调,为此研究采用铁路空间刚架结构这一形式,针对这种特殊结构形式,考虑桩-土-结构相互作用,进行地震动力时程分析,对该结构的抗震性能进行了评价。采用集中质量模型建立了桩-土-结构相互作用的有限元模型,以人工波、Parkfield波及El-Centro波作为地震激励,分析了地震作用下结构的位移、内力及应力响应。分析结果表明:该结构具有良好的纵横向刚度,既满足高速铁路行车要求,又可满足结构抗震性能,并指出横梁与边墙钢-混凝土结合段是抗震构造的关键细节,设计中应加强构造细节处理。     

地震作用对有砟轨道桥上无缝道岔纵向受力与变形影响分析

桥上无缝道岔是在高速铁路、艰险山区铁路上铺设跨区间无缝线路不可避免的技术难题,同时跨越震区时,道岔结构自身处于双层薄弱环节之中。根据地震作用下有砟轨道桥上无缝道岔梁轨相互作用原理,建立地震作用下岔-桥-墩动力非线性有限元模型,分析地震波频谱特性、地震动加速度峰值、岔区阻力、梁体温差等因素下的有砟轨道桥上无缝道岔地震作用响应规律。研究结果表明:无缝道岔约束作用较大提高了桥梁结构的低阶自振频率,而且改变了其振动形态;地震波频谱特性和加速度峰值大小对桥上无缝道岔响应影响显著,地震荷载波频越靠近结构主频,加速度峰值越大,桥上无缝道岔受力和变形越大;在钢轨温变较高,又同时考虑地震荷载效应时,钢轨强度和线路稳定性均得不到保障,建议对跨越震区的桥上无缝道岔设计时检算地震荷载与钢轨、梁体温变共同作用时的钢轨纵向力以及道岔联结件受力、关键位置相对位移等。     

加筋土支挡工程的抗震稳定性研究

为研究高烈度地震作用下加筋土挡墙的抗震性能,采用Plaxis有限元软件建立数值模型,施加ElCentro地震波,分析了地震作用下加筋土挡墙的地震响应。模拟结果表明:在高烈度地震作用下,墙面板的水平位移沿墙高基本上呈线性分布;水平加速度沿墙高具有高程放大效应;加筋土挡墙墙后填土的潜在破裂面是在地震过程中逐渐形成的;在静力作用下,墙后填土的潜在破坏面呈折线型分布,而在高烈度地震作用下则近似呈线性分布。     

重力式支挡结构工程的地震动响应研究

为了研究地震作用下重力式挡墙的动力响应,本文利用有限元软件Plaxis建立数值模型,施加了Northbridge地震波,分析了不同地震动峰值加速度、不同墙高对重力式挡土墙地震响应的影响,得出了以下结论:墙底至0.5倍墙高范围内,水平加速度沿墙高逐渐减小,而在0.5倍墙高至墙顶范围内,水平加速度沿墙高逐渐增加;随着墙高的逐渐增加,挡墙地震主动土压力合力也随之呈非线性增大。随着地震动峰值加速度的增加,挡墙地震主动土压力合力也随之呈线性增大。地震主动土压力强度沿墙高呈非线性分布,且在挡墙底部略有减小。     

地铁双层交叉隧道非线性地震响应分析

以北京某地铁双洞盾构隧道近距离下穿既有矩形矿山法隧道为例,建立不同交叉角度的地铁双层交叉隧道三维数值模型,采用日本阪神波及北京人工波作为向基岩输入的地震波,研究其在水平强地震动作用下的地震响应特性,并与单层矩形/圆形隧道的地震响应特性进行比较。结果表明:双层近距离交叉隧道相互作用效应对上、下层隧道相对水平位移峰值和振动加速度均具有放大作用,且均随着交叉角度的增大而减小,对上层矩形隧道的地震应力有增大作用,对下层圆形隧道的地震应力有减小作用,且与交叉形式和基岩输入的地震波特性密切相关;上层矩形隧道顶、底板与侧墙的连接部位、中隔墙(中柱)的顶部和底部,以及下层圆形隧道的拱肩和拱腰处是结构的薄弱部位;矩形隧道和圆形隧道的地震变形模式分别近似于正弦曲线的单调递增段和反S形;场地土层的变形以剪切变形为主;土与结构的接触面是地震发生时的薄弱环节。     

反应位移法在盾构隧道纵向抗震分析中的应用

盾构隧道纵向抗震分析反应位移法基于地震剪切波的简谐波假定,通过在盾构隧道轴向和横向平衡微分方程中施加强制地震变位项,并以等效抗拉压刚度和等效抗弯刚度模拟盾构隧道的接头效应,进而求出盾构隧道的最大轴力和最大弯矩.为推动反应位移法在盾构隧道纵向抗震分析中的应用,在系统论述盾构隧道纵向反应位移法的基本理论、计算流程之后,并用实例加以阐述.     

预测反褶积在压制周期性多次反射波中的应用研究

多次波一直是常规地震资料处理中的一种干扰波,预测反褶积能通过压缩地震子波来压制多次波干扰,进而提高地震资料的纵向分辨率,以便更精确地识别地层构造。介绍了预测反褶积的基本理论,并分别用合成地震记录和Tesseral软件模型模拟的地震记录做多道预测反褶积,压制了周期性多次波干扰,提高了资料的分辨率,取得了较理想的结果。     

成都地区区域性场地的地震响应分析

通过选取震中距10 km内和60~80 km内硬土场地的地震记录,利用非线性一维软件NERA对成都市某场地的地面峰值加速度放大比、不同周期下的地面地震加速度放大比,及设计地震谱的适用性进行了研究.通过研究得到成都地区表层土(约30 m 深)对地震波有放大效应,但是由于成都地区表层黏土的强度较低,当强地震发生时,表层黏土将出现非线性地震响应,并使加速度产生缩小现象,同时得出了设计地震谱在成都地区的适用性.