4·20芦山Ms7.0级地震地质灾害特征

为了揭示芦山7.0级地震次生山地灾害发育规律,结合遥感解译,震后第一时间对芦山震区开展了应急调查和危险性分析等工作.芦山7.0级地震诱发的地震地质灾害以小型崩塌为主,崩塌主要沿双石-大川断裂带,北西向几个深切峡谷段,如S210芦山-宝兴峡谷,芦山-双石峡谷,芦山-太平峡谷发育,其中震中附近的宝盛、太平及龙门崩塌密度最大.崩塌源主要分布在陡立谷坡中上部、突出山嘴等部位,堆积以块石、孤石及碎石为主,对灾区的公路破坏大,其次是坡脚的民房,并在今后一段时间内,威胁公路的正常运行.潜在不稳定斜坡和土质小型滑坡,由于沟道物源的增加,震后泥石流灾害链不可忽视.地震波强度及地形放大效应是控制灾害发育的主因,斜坡结构及风化也有重要的控制作用.      

基于元胞自动机的地震触发崩塌滑坡分布规律

为了从物理角度对地震触发崩塌滑坡分布规律的机理进行诠释,通过汶川震区典型路段考察和遥感资料解译发现:位于IX度地震烈度区,崩塌滑坡方量与出现频率之间存在良好的负幂律关系;在X度区,崩塌滑坡面积与出现频率的关系仍可用负幂律描述;在XI度区,这一关系转为对数正态分布.元胞自动机模拟表明:以扰动值递增模拟地震强度的增大,沙堆模型的动力特性也经历了幂律—幂律弱化—对数正态分布的演变过程,从而在自组织临界性的概念框架下,证明了上述不同烈度区地震触发崩塌滑坡分布概型的演变规律具有普适性,为汶川地震崩塌滑坡编目以及高烈度地震山区灾势预估等提供了科学依据.      

汶川、芦山、尼泊尔地震触发崩塌滑坡分布规律

为探究地震触发崩塌滑坡的分布规律,基于汶川地震22 302个、芦山地震1 608个以及尼泊尔地震919个触发的崩塌滑坡数据,利用GIS技术对其分布与断层距、岩性、坡位和坡形之间的关系进行了统计分析.结果表明:3次地震触发的崩塌滑坡均具有硬岩区比软岩区、复杂坡形(凸、凹形坡)比简单平面坡更严重的规律和上下盘效应;在一般情况下,地震触发的崩塌滑坡分布具有断裂带效应,但在烈度异常情况下不存在断裂带效应;仅当烈度不小于Ⅸ度时,崩塌滑坡才凸显出在高坡位更严重的特点.      

GPS资料获取的四川地区应变率演化状态

为了研究汶川5·12地震事件对青藏高原东南缘及四川盆地的应力再分配作用及该区域现今的地震危险性,使用1997-2015年共计355个GPS站点观测资料获取了该区域1997-2008、2009-2011、2011-2013、2013-2015年共计4期独立的速度场,基于规则格网和张力样条插值方法计算了上述速度结果对应的面膨胀率、垂直轴旋转率及最大剪应变率.以2008年汶川Ms8.0级地震为主要节点,以芦山2013年Ms7.0级地震、康定2014年Ms6.3级地震为参考节点,分析了应变率场的时空演化过程及其与地震事件的潜在关联性.研究结果显示:随着汶川震后的时间推移,沿龙门山断裂的3种应变率分布均有减弱趋势,但至今仍未恢复至震前状态,说明该区域的震后回弹受下地壳黏弹性流变物质的弛豫影响较为显著;安宁河-则木河断裂及周边的面压缩率在汶川地震之后有增强趋势,该趋势可能与区域的地震危险性有所关联;安宁河-则木河断裂带及鲜水河断裂北段是未来一段时间该研究区域内应该持续关注的主要地震危险区.      

基于强震记录快速确定康定地震的震源破裂方向研究

2014年11月22日四川省康定县发生MS6.3级地震,主震3d后发生MS5.8级余震.为研究两次地震震源破裂特性并探讨通过强震记录快速确定震源破裂方向的方法,利用强震记录并基于网格搜索方法,快速确定了使强震动峰值参数预测值与震源方向性系数修正的观测值误差最小的震源破裂参数.研究结果表明:由于MS6.3级地震震中西北方向强震台站缺失致其记录空间分布严重不均匀,确定的震源破裂方向不理想;对于MS5.8级余震,结合流动台站的强震记录,快速确定了震源为双向破裂,主破裂方向约为北偏东320o,与断层走向及余震分布较为一致,主破裂方向上的破裂占整个震源破裂的70%~90%,破裂速度约为2.5~2.8 km/s.      

岩溶地带公路隧道地震动力响应研究

基于土—结构相互作用模型,利用粘—弹性边界条件,运用时程分析方法研究了岩溶地带公路隧道地震动力响应。探讨了溶洞发育程度和位置对隧道地震动力响应的影响,总结了岩溶地区公路隧道结构位移场、围岩塑性区等的地震动力响应分布规律。     

山地系统灾变行为自组织临界性研究

为了研究山地系统宏观动力学的整体规律,基于戴维斯地貌发育理论,提出处于地貌发育阶段幼年晚期的河谷及壮年期的山地具有自组织临界性(self organized criticality, SOC)的内禀属性,并建立了基于斯特拉勒积分的大流域地貌发育阶段判别方法.以地震触发崩塌滑坡为切入点,通过震区实震资料分析、元胞自动机模拟、振动台沙堆模型实验,提出不同烈度区地震触发崩塌滑坡分布的演化规律:在Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度区,崩塌滑坡规模与出现频率之间存在良好的负幂律关系,在Ⅹ度区,幂律关系弱化,在Ⅺ度区,这一关系转为对数正态分布. 通过3个案例介绍了SOC理论在岩土体地震扰动深度评估、泥石流防治工程设计径流量极值计算、基于地震活动性参数b值在地应力评估中的应用.      

气体动理论的基本统计规律的建立

首先推出了气体分子热运动速度分量和角速度分量分布的统计规律,再根据此统计规律建立了气体的分子速度和角速度、分子速率、气体的温度、理想气体压强、均分定理、内能、平均碰撞频率、均自由程的统计规律.     

三塔斜拉桥抗震性能非线性时程分析

以正在建设的一座大跨径3塔结合梁斜拉桥为研究背景,建立空间动力有限元模型,对E1和E2水平的三向地震作用下结构地震反应进行了非线性时程分析,并研究了行波效应对结构地震反应的影响.结果表明:该桥在两阶段设防的地震反应符合相关抗震规范要求,具有较好的抗震性能;主塔地震反应中,弯矩与应力分布规律有不一致的现象;行波效应对3塔斜拉桥中塔纵向地震反应的影响很小,对边塔的影响较大,且相对一致激励为不利影响,其随视波速的增大而减小;行波效应对主塔横向地震反应影响很小.     

车载自组织网络拓扑特性及控制

传统的车载自组织网络体系结构研究专注于通信协议及其拓扑,未从宏观角度揭示其网络本质.针对这种情况,提出基于复杂网络理论的车载自组织网络模型.首先介绍模型算法.然后采用平均场理论进行度分布分析,讨论模型特殊情况,判定度分布指数范围,计算度分布及度与次序之间的关系,以度分布满足幂率分布规律验证车载自组织网络的无标度特征.最后以网络状态方程为基础,导出被牵制控制到平衡点的网络状态方程,计算矩阵最大特征值和网络特征值,提出车辆自组织网络牵制控制策略.仿真结果表明,车载自组织网络度分布指数γ >2 ,网络若被牵制到平衡点 -X ,重点控制网络的最大特征值λ1 .     

分形元胞自动机在自组织临界性中的应用

基于元胞自动机分形模型，探讨了散粒体自组织临界性（SOC）的机制．不同级配散粒体单面坡的已有试验表明，散粒体的SOC与非均匀系数有关．应用分形理论计算了沙堆颗粒级配的分维数，结果表明，呈现SOC的沙堆，颗粒级配具有分形特征．进而假设：若大尺度非均匀沙系统的组构特征具有分形特性，系统也能呈现SOC．为解释此假设，建立了既能表征非均匀系数又具有分形组构特征的元胞自动机沙堆模型．数值模拟表明，元胞排列方式服从分形时，沙堆模型呈现SOC，而等间隔排列的模型不呈现SOC，结果与假设一致．最后对SOC的判据进行了讨论，认为系统组构特征具有分形特性是大尺度非均匀沙系统呈现SOC的必要条件．     

散粒体斜坡地震崩塌规律离心模型试验研究

根据拟静力离心试验原理,以沙堆作为散粒体斜坡的概化模型,开展粒径分别为0．5～1．0mm、8．0～10．0mm2种均匀沙和粒径范围为0．25～10．0mm、非均匀系数为3．1的非均匀沙沙堆模型离心试验．试验分别在Ⅴ度、Ⅵ度和Ⅶ度3种不同地震烈度条件下进行,出现了不同的崩塌现象．试验结果表明：粒径为0．5～1．0mm的均匀沙在3种烈度地震作用下的崩塌规模均服从准周期分布;8．0～10．0mm的均匀沙和非均匀系数3．1的非均匀沙在Ⅴ度地震烈度作用下的崩塌规模服从负幂律分布,呈现自组织临界性特征,而在Ⅵ度、Ⅶ地震烈度作用下的崩塌规模服从正态分布．根据试验结果给出了崩塌规律为负幂律分布和正态分布的分布函数．     

芦山地震触发崩塌滑坡的优势方向与机理

利用芦山地震强震记录、水系图和1 754个地震触发崩塌滑坡数据,对芦山地震触发崩塌滑坡的优势方向的控制因素进行了研究.对比分析了崩塌滑坡数的优势方向与研究区自然坡体的优势坡向;基于对抗性原理,确定了芦山震区新构造应力场方向;对崩塌滑坡确定性系数分区进行了分析.认为自然坡体的优势方向是决定崩塌滑坡方向的首要因素,但应考虑不对称地形造成的坡向分异现象;新构造应力场是崩塌滑坡方向的全局性影响因素,地震台站的最大累计加速度方向是其代表区域内崩塌滑坡方向的影响因素.对于盲断层型地震,上述三因素对地震触发崩塌滑坡方向的控制效应可能是具有普适性意义的规律.      

尼泊尔8.1级地震文化遗产建筑震害调查与分析

针对尼泊尔地震对加德满都谷地的文化遗产建筑造成的巨大破坏, 对谷地内的文化遗产建筑进行了大量的震害调查,按照砖木结构、砖石结构和生土结构分类对典型震害进行了描述,并定义了3类结构的破坏等级分类标准.通过统计分类得到不同结构震害等级所占的比例,并对结构毁损原因进行了研究.结果表明:由于承重墙体分层和重力偏心,且构件之间缺乏有效连接,整体性较差,砖木结构损毁严重;由于质量和刚度均较大,砖石结构的震害较重;由于墙体强度低、延性差,生土结构均遭受严重破坏.最后,根据震害调查及分析结果,结合汶川地震、玉树地震和芦山地震中文化遗产建筑的破坏,对我国文化遗产建筑提出了整体隔震、加强常规修缮和针对性研究等抗震保护建议.      

2013年4月20日芦山地震最大加速度记录分析

2013年4月20日芦山地震是汶川地震后龙门山断裂带发生的又一次破坏性地震,中国数字强震动观测网络有100余台仪器触发并获得加速度记录.设置在四川省宝兴县防震减灾局的强震台(编号51BXD)在东西向获得了1.026g(-1 005.3gal)的峰值加速度记录,这是我国首次在自由地表获得峰值超过1g的记录,是我国强震动观测历史上的重要事件.经震后灾害调查,发现观测台站附近建筑物破坏并不严重,确定地震宏观烈度为Ⅶ度,这引起了社会的广泛关注与争议.通过现场考察,初步认定台站的特殊选址带来了局部地形影响,陡峭山坡放大了高频段地震动.还分析了宝兴县另外3个强震台站的观测环境,并采用全球新一代地震动预测方程进行对比分析,结果显示,该台在小于0.2 s范围内的反应谱放大明显.为了进一步说明台址受场地地形影响,对台站附近进行了背景噪声测试,采用水平/垂直谱比法计算了场地背景噪声的卓越周期、水平向放大系数,得出了随着地势由山脚向山坡上增高,场地卓越频率逐渐增大,且放大系数也随之增大的结论,这与51BXD强震动记录反应谱特征一致.最后,与汶川地震典型记录反应谱、抗震规范谱等进行对比,分析了51BXD强震动记录不同频段的特点;结合附近建筑物现场震后调查结果,初步解释了造成建筑物破坏较轻的原因,验证了局部地形影响是造成峰值加速度记录较大的主要原因.      

隧道地震反应分析

针对北京地铁隧道,采用弹性地基模型,以EI地震波为地震荷载,进行了平面有限元动力计算分析。该计算结果既可为相似的隧道设计提供一定的参考依据,也可为地下结构的抗震设计规范的修订提供一定的计算数据。