发震断层震前应力降现象及其机制探讨

为了探究发震断层临震应力变化与失稳过程之间的规律性联系,开展跨尺度岩体样本震前应力降现象及机制研究.通过对典型地震实验数据、野外地应力监测数据进行计算分析和再解释,研究不同尺度研究对象的震前应力-应变变化规律.结果表明:(1)从岩块、钻孔到地壳尺度的实验观测数据均显示,断层失稳前都有应力突然减小(应力降)的现象;(2)...     

竖向地震效应下近断层边坡永久位移预测模型

利用改进的能量法从美国NGA数据库的4 669条地震记录中量化识别出305条近断层速度脉冲地震动。脉冲具有方向性效应,所有地震动均转换到最强脉冲方向。基于Newmark刚塑性理论模型,考虑竖向地震效应,输入拟合后的地震动,计算了边坡永久位移值。根据大量计算结果统计发现,竖向地震效应对近断层内的边坡永久位移有显著影响,既有边坡地震位移预测模型的预测值离散性较大。通过相关性分析,发现竖向效应作用下,边坡永久位移值与近断层地震动的峰值速度相关性显著。采用统计学回归分析方法,建立了基于峰值速度(PGV)、Arias强度(I_a)、临界加速度(a_c)的预测模型,该模型简单实用,可应用于近断层区域的边坡滑坡地质灾害风险评估。     

地震作用下挡土墙位移模式的振动台试验研究

 设计并完成2个比尺1∶8的边坡大型振动台模型试验,通过水平向(X向)、竖直向(Z向)和水平竖直双向(XZ双向)3种激振方式,研究汶川波地震作用下重力式挡墙、桩板式挡墙、锚杆格构式框架和预应力锚索格构式框架护坡位移模式及变化特性,并且分析各支挡结构的抗震性能。研究表明：(1) X向或XZ双向激振下,重力式挡墙和桩板式挡墙在激振加速度峰值AXmax≤0.4 g时的永久位移,以及Z向激振下桩板式挡墙和预应力锚索框架护坡的永久位移可忽略不计;(2) X向激振下,当激振加速度峰值AXmax＞0.4 g时,重力式挡墙位移模式为向土体方向滑动和绕墙踵向土体方向转动的耦合,且以滑动为主,而桩板式挡墙位移模式为向土体方向滑动。Z向激振下,当激振加速度峰值AZmax＞0.267 g时,重力式挡墙位移模式为向土体方向滑动和绕墙踵向土体方向转动的耦合。XZ双向激振下,AXmax＞0.4 g和AZmax＞0.267 g时,重力式挡墙位移模式为向土体方向滑动与绕墙趾向土体外侧转动的耦合,且以转动为主,而桩板式挡墙位移模式则为离开土体向外侧滑动与绕基础向土体外侧转动的耦合,且以滑动为主;(3) X向和XZ双向激振下,预应力锚索框架和锚杆框架的位移模式相同,都是沿坡体向土体外侧及边坡下端移动。Z向激振下,当激振加速度峰值AZmax＞0.267 g时,锚杆格构式框架护坡位移模式为向土体外侧和边坡上端移动逐渐转变为向土体方向和边坡上端移动;(4) X向或Z向激振下,桩板式挡墙抗震性能优于重力式挡墙,而XZ双向激振下,重力式挡墙抗震性能优于桩板式挡墙。无论哪种激振方式,预应力锚索格构式框架护坡抗震性能优于锚杆格构式框架护坡。     

考虑破裂度与永久位移的基覆边坡地震稳定性评价方法

地震力属于动态荷载,极易诱发基覆边坡失稳破坏.文章结合连续介质力学的离散元方法(CDEM),定义了破裂度、永久位移;提出了破裂度、永久位移评价步骤;分析了地震力作用下覆盖层破裂度和永久位移的敏感性;建立了考虑破裂度与永久位移的基覆边坡地震稳定性评价方法.在小烈度地震(apeak=0.03～0.06 g)作用下,覆盖层及...     

1815平陆63/4级地震发震构造初步研究

通过收集已有资料和野外调查,对山西省平陆县灵宝盆地进行宏观的构造地貌分析和对比,结合地球物理资料以及地质剖面,确定断裂的几何分布和最新活动特征,进而探讨了平陆地震的发震构造,以供参考。     

基于近场发震构造最大可信地震的坝址设计参数综合评价

受近场大震影响的大坝场址,基于最大可信地震进行坝址地震动参数估计是现行水工抗震设计标准提出的要求,但工程实践中缺乏可操作性的规定.该文主要目的是基于随机有限断层法,考虑符合真实特性的震源破裂、路径及场地衰减等影响,建立坝址最大可信地震动参数评价方法,并以溪洛渡坝址为应用实例进行详细说明.首先针对地震活动和地质环境复杂的...     

考虑结构面退化的岩质边坡地震永久位移研究

针对岩质边坡平面滑动问题和楔形体滑动问题,提出了一种考虑结构面退化的岩质边坡的地震永久位移算法,提供了该法实施的流程,并用3个实例进行了说明。计算结果和前人的计算结果进行了对比,发现该法与试验计算结果吻合较好,能很好的估计边坡地震永久位移量值。传统Newmark法不考虑结构面退化,计算结果一般过低的估计了边坡地震永久位移量值,它较为适合估计地震永久位移量值较小的边坡。     

地震作用下动孔隙水压力对边坡永久位移影响的简便计算方法

基于转动平衡理论,提出了考虑地震作用下动孔隙水压力影响的边坡永久位移简便计算方法,并通过砂土边坡（长度×宽度×高度为1.96 m×0.96 m×1.20 m）的振动台试验进行了验证。结果表明：地下水对边坡动力特性影响较大,随着地下水位的升高,边坡的自振周期呈现增加趋势,水位1.0 m时边坡的自振周期是无水时的2.88倍;地下水位越高,地下水对边坡临界加速度的影响越显著,且当水位为1.0 m时边坡的临界加速度比无水时减小了28%;随着水位的升高,边坡永久位移均表现出增加的趋势,地震峰值加速度为2.0m/s²时,水位1.0 m的永久位移是无水时的9.8倍;此外,随着地震峰值加速度的增加,边坡永久位移急剧增加,当地震峰值加速度为2.0m/s²时,永久位移是地震峰值加速度为1.0m/ s²时的6.9倍。建议的简便方法与试验测得的边坡永久位移最大偏差在10%以内,验证了建议方法的可靠性。     

基于汶川地震强震动记录的边坡永久位移预测模型

边坡的永久位移为边坡工程的抗震设计和坡体稳定性判识提供了可靠的依据。利用汶川地震时记录到的大量强震动记录,建立了基于临界加速度比、 Arias 强度和地震剩余强度的永久位移预测模型。通过能量法将实测边坡位移转换为无支护结构的边坡永久位移,并利用其检验了模型的有效性。文中提出的 3 种位移模型与回归数据具有良好的相关性,基于地震剩余强度的模型拟合效果最佳,说明永久位移与地震剩余强度具有强相关性;以临界加速度比为参数的模型简单实用;以 Arias 强度为参数的模型判定系数和预测精度均较差。研究结果表明,由于记录台站的当地效应,基于强震动记录回归的永久位移模型具有区域相关性。文中提出的模型可为四川及其邻近省份的西部山区区域地震滑坡风险评价、震后滑坡灾势评估以及具体边坡工程地震稳定性的快速预估提供依据。     

三峡永久船闸陡高边坡直墙顶的水平位移估计及意见

在悉读了武汉片、宜昌片、北京片三地专家所写的“三峡船闸陡高边坡关键技术研究”后,主要针对直墙顶水平位移的大小有不同的计算结果,谈谈我对此问题的看法。１用工程估算法估算直墙顶的水平位 移ｕ 在保证边坡整体稳定的条件下,当计算卸荷条件时,直墙顶（图１）的水平位移ｕ可按下式估算： ｕ＝ｕ１＋ｕ２＝ 式中：ｘｉ,ｚｉ──考虑构造应力、自重应力卸载的水平应力及垂直应力／Ｍ Ｐａ; ｈｘｉ,ｈｚｉ──边坡垂直分层及水平分层的厚度／ｍ; Ｅｘｉ,Ｅｚｉ──边坡垂直分层和水平分层的岩体变形模量／ＭＰａ; Ｖｉ──岩体泊…     

地震诱发滑坡的概率分析

地震是1个典型的随机过程,地震强度、震中位置及地震频度等都具有不确定性。目前,地震滑坡初判准则中,对地震滑坡只做了确定性分析,而没有考虑地震的随机性,针对此问题提出了地震诱发滑坡初步预测的概率分析方法,并详细推导了评价地震滑坡危险性的概率函数。     

地铁施工引起邻近桥梁桩基差异沉降的概率分析

地铁工程施工往往会使邻近桥桩发生沉降,如果绝对沉降或差异沉降过大,就会影响桥梁的正常使用与安全。借助有限元ANSYS程序,分析地铁施工过程中主要不确定因素对邻近桥桩沉降的影响。结果表明：（1）对于模型中所考虑的施工顺序,桩基之间的差异沉降值在一定范围内按对数正态分布变化。根据盖梁结构所能承受的最大差异沉降,计算得到的可靠度在可接受的范围内;（2）桩基之间的最大差异沉降值与桩底持力层以及桩身所在地层的弹性模量密切相关,且在短桩情形下桩底持力层的弹性模量比桩身土层的弹性模量对沉降的影响更大;（3）桩基之间的最大差异沉降、桩顶沉降、隧道拱顶上方地表的沉降与边墙上部及隧道底板下部地层的泊松比以及初衬的弹性模量和泊松比的相关性均不显著;而该范围地层的弹性模量却对各沉降值影响很大。在施工中,应通过桩底注浆提高持力层的弹性模量,从而减小端承桩的沉降;为减小隧道开挖引起的边墙收敛,施工中应保证风道拱部和边墙处的注浆效果。     

BP神经网络在分岔隧道位移反分析中的应用

在西部交通建设过程中,沪蓉西宜昌—恩施段的高速工程穿过的多为崇山峻岭,地形地质条件极为复杂,遇到很多以前很少甚至从未涉及的难题。在隧道建设方面,为适应多变的地形地质条件,不仅设置连拱隧道、小间距隧道等多种型式,而且还设置分岔隧道,即一端洞口为连拱隧道甚至四车道大拱,而另一端洞口为上下行分离隧道。利用沪蓉西八字岭分岔隧道现场监控量测数据,结合有限差分程序FLAC3D与BP神经网络模拟技术,对该分岔隧道围岩参数进行位移反演分析,并考虑隧道围岩爆破松动圈的影响。工程应用结果表明,该方法适用于求解这类大规模、复杂非线性隧道工程问题,其稳定性、适用性良好,精度满足工程要求。研究结果将对该隧道和西部山区类似的复杂结构长隧道的勘察、设计、施工起到一定的指导作用。     

FBG传感器在量测围岩内部位移中的应用

 光纤光栅(FBG)传感器利用波长调制传感信号,因而量测信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响,可以广泛应用于量测应变、温度、应力、位移等参数。结合新奥法隧道施工中位移监测的要求,介绍光纤光栅传感器的原理及其在隧道围岩内部位移量测中的应用。与其他量测方法比较,利用光纤光栅传感器量测围岩内部位移具有仪器构造简单、安装量测方便、量测数据精确等优点,是一种非常实用的量测方法。量测数据验证隧道围岩变形的基本规律：不同位置的围岩其松弛变形不同,离开挖面越近的围岩,其松弛变形越大,离开挖面越远的围岩,相应的松弛变形越小;围岩的完整程度对围岩内部位移的影响很大。     

函数连分式渐近法在斜坡稳定性概率评价中的应用

介绍了函数连分式方法在斜坡稳定性概率评价中的应用,该方法可方便容易地计算出状态函数对各随机变量的偏导数,从而使传统的安全系数方法和概率评价有机地结合,相互补充。文中给出了研究实例。     

时间序列分析在隧道施工监测中的应用

用时间序列分析的更一般的组合模型描述隧道施工监测结果的变化规律，可以提高拟合模型的精度和预报的可靠性。其中，数据序列随时间变化的均值可用多项式或指数函数描述，而零均值的平稳过程可用ＡＲ（ｎ）或ＡＲＭＡ（ｎ，ｍ）模型拟合。对设测点前的断面位移值利用组合模型进行后推，并通过工程实例对该模型作了初步检验。     

自适应时序模型在地下工程位移预报中的应用

自适应时序模型的基本原理就是将自适应滤波理论应用于自回归时序AR(n)模型中。该模型在一定程度上根据量测数据和估计结果自行调整模型参数，通过递推算法自动地对模型参数加以修正，使其接近某种最佳值，即便在尚不完全掌握序列特性的情况下也能得到满意的结果。通过对山东龙口洼里煤矿一回采巷道金属支架的收敛位移和北京地铁王一东区间隧道北正线中洞断面收敛位移进行自适应建模，预报结果表明，此方法可行，预报结果也令人满意。     

均匀设计原理在地下工程位移反分析中的应用

以小湾水电站为背景，在试验、监测、前期分析结果的基础上，建立地质与施工的概化模型。以围岩基本力学参数和初始应力场为基本变量，按均匀设计方法进行计算方案的组合，采用考虑开挖卸荷效应的三维弹塑性有限元方法完成了地下硐室群开挖模拟，并应用多元线性回归模型进行了围岩基本力学参数和初始应力场的反演分析。应用反演计算所得围岩基本力学参数和初始应力场计算各监测点的开挖扰动位移增量，相应的计算值与实测值较为吻合，表明反演得到的力学参数和地应力场基本合理，均匀设计原理在地下工程位移反分析中具有较高的实用价值。     

三峡工程永久船闸边坡位移反分析回顾

总结了1994～2000年间，作者在三峡工程永久船闸高边坡的第一期和第二期位移反分析方面的主要研究成果，包括理论与工程应用、边坡岩体变形机制及其数值模拟方法等。认为位移反分析理论研究很重要，但足由十岩体变形的非连续性，工程应用上应该加强岩体的宏观变形行为及其数值模拟方法的研究。就三峡工程的块状结构边坡而言，岩体的变形主要由松动区的变形构成，在变形分析中将松动区等效为一种弱化的线弹性材料，模拟其宏观变形行为是合适的。