“工程结构减震与隔震”专栏征稿启事

      中国是多地震国家，近年在西南地区具有破坏性的地震频繁发生，如2008年5月12日汶川8.0 级大地震、2013年4月20日芦山7.0级地震、2014年11月22日康定6.3级地震、2017年8月8日九寨沟7.0 级地震、2019年6月17日长宁6.0级地震、2021年9月16日泸县6.0级地震、2022年6月1日芦山6.1级地 震、2022年6月10日马尔康6.0级地震等。2022年9月5日12时52分，四川省甘孜州泸定县磨西镇发生 6.8级地震，造成了超过百人死亡。由于当前城镇化建设基础设施规模显著，人员生活较为集中，一 旦遭遇强震易导致严重的社会问题和经济损失。在高烈度地区采用减震、隔震及振动控制等相关 技术，无疑是提高建筑结构抗震性能和保障人民生命财产安全的手段之一。2021年5月通过的《建 设工程抗震管理条例》指出，位于高烈度设防地区、地震重点监视防御区的新建学校、幼儿园、医 院、养老机构、应急指挥中心、应急避难场所等公共建筑应当采用隔震减震技术，保证发生本区域 设防地震时能够满足正常使用要求，鼓励在除规定以外的建设工程中采用隔震减震等技术，以提 高抗震性能。
      为总结报道当前工程结构减震与隔震研究领域内的创新性研究成果与工程实践经验，促进工程 结构减震与隔震相关科研成果的快速交流，《工程科学与技术》期刊开设“工程结构减震与隔震” 专栏，并对通过审稿、达到发表要求的稿件进行优先发表。热忱欢迎从事相关研究方向的专家学者 将研究成果投稿至本专栏。
     

地震预测的新进展

临震预测是指对未来10 d内将发生地震的时间、地点、震级的预测．采用多学科多种观测方法进行临震预测,可以预测地震发震时间、地点和震级中的一二个要素,综合多种前兆异常信息,做出临震预测．其中,准确地预报了1996年包头Ms6．4级地震、1997-04新疆伽师地区Ms6．3-6．6级强震群、2000-07日本伊豆群岛 Ms6．4级地震和2001-12-18台湾Ms7．5级地震等．其独到之处在于可以预测发生在距观测点几千km以外的强地震,在这一世界性难题上实现了创造性的突破．本文对2003年以来的年度预测及临震预测,按照评分标准进行了评定和总结．     

基于地震学的强地震动衰减关系

世界上大多数国家或地区缺少足够的强地震动观测数据,难以直接用统计方法建立区域强地震动衰减关系.为克服这一瓶颈,本文讨论了在这些地区建立基于地震学的强地震动衰减关系的进展,强调了震源谱中的应力降Δσ、品质因子中的Q0和η以及几何衰减项的两个分段点距离R1和R2等区域性参数取值的重要性,提出了借助区域数字地震监测台网的小地震记录(Mw=3.5~4.5、震源深度≤30 km)联合反演这5个区域参数的思路和方法.将其作为输入,建立区域强地震动衰减关系,用区域强地震动观测数据(Mw≥4.5、震源深度≤30 km)检验,结果表明:在日本东北地区,本文方法建立的衰减关系与强震记录符合很好;在中国四川和云南地区,检验数据相对有限,5、6级的衰减关系与相应的强震数据(4.5≤Mw5.5、5.5≤Mw6.5)符合不错,7级的衰减在大于100 km处偏慢.通过3个地区的例子,说明了建立基于地震学强地震动衰减关系方法的适用性.     

江苏—南黄海地区M≥6强震有序网络结构及其预测研究

江苏—南黄海地区是我国东部地震重点监视防御区之一,自1846年以来,该研究区M≥6强震活动具有显著的可公度性和有序性,其主要有序值为74~75 a、57~58 a、11~12 a和5~6 a,其中74~75 a和57~58 a具有突出的预测作用.根据翁文波信息预测理论,构建了该研究区全区和南黄海海域M≥6强震的二维和三维有序网络结构,据此分析讨论了该区地震活动的分期,并对未来M≥6强震趋势进行了预测.研究结论表明:该区从1998年起进入新一轮平静幕,此幕可能持续到2042年前后;该区下次活跃幕的首次M≥6强震可能发生在2053年前后,地点很可能在南黄海海域内;未来第2次、第3次M≥6强震或强震群可能分别发生在2058、2070年前后.     

强震的孕育规律与孕震模式

针对强震能否预测以及如何预测的科学难题,建立孕震断层多锁固段脆性破裂理论,发现强震孕育过程的指数规律:s_f(k)=1.48^ks_c,其中s_f(k)和s_c分别为第k个锁固体断裂点与第一个锁固段膨胀起点对应的累加Benioff应变,可以利用锁固段在其变形膨胀点处开始发生的震群事件(加速性地震活动前兆)预测未来大震,并给出了强震四要素相关预测方法。通过对诸多历史强震(如邢台地震、海城地震、汶川地震、玉树地震等)的回溯性检验分析表明:强震可以预测,且其孕震过程都遵循着上述简单的共性力学规律。在此基础上,归纳出4种典型强震的孕震模式,即大震震级呈“大—小—大”型,大震震级呈连续上升型,锁固段快速连续破裂型与标准型。此外,根据相关强震预测理论方法,对有关抗震救灾未来研究的方向提出如下建议:建议加强活动断裂位置精确定位、性质判定的地震地质研究,并开展孕震区锁固段(闭锁区域)判识的地质与地球物理研究等。     

临猗5.0级地震前后品质因子值变化特征研究

利用西安数字地震遥测台网记录的数字地震资料,采用P波初动半周期残差法求得1998年7 月临猗5.0级地震前后不同路径的Q(品质因子)值变化,发现在地震发生前Q值为87～203,震后Q值 为67～164,震前震中区附近出现明显的高Q值异常。结果表明,地震前的高Q值异常可以作为地震预 测的一种手段。     

中国地震安全性评价中天然强震记录选取

为解决目前中国地震安全性评价中天然强震记录选取的问题,基于条件均值目标谱的概念,从中国地震安全性评价的已有结果出发,同时考虑震级、距离和地震动离散性,对危险性分析结果进行设定地震解耦,构建了反映结构特征和地震动特征的条件均值目标谱,为天然强震记录的选取提供匹配依据.安全性评价实例的强震记录结果表明,本文建议方法在保证选取物理意义与设定地震相符的前提下较好兼顾了全周期段的谱形匹配,均值偏差和离散性水平均较低.最后给出适用于中国地震安全性评价工作的天然强震记录选取建议流程,所得结果可为结构时程分析与抗震验算提供参考.     

强震作用下球面网壳动力强度破坏研究

为全面认识壳结构塑性发展全过程,以单层K8型球面网壳结构为例,采用ANSYS程序专有的Pipe20单元,对网壳结构的塑性内力重分布、网壳杆件进入塑性比率、杆件截面进入塑性程度、构件塑性变形、结构塑性位移、结构关键节点位移等随地震加速度幅值的全过程响应进行了全面分析．获得了对球面网壳结构有关塑性发展和动力强度破坏行为的认识,较完整地建立了网壳结构高烈度强震分析的实用方法．     

"数字黄河"工程及其关键技术支持

“数字黄河”工程的建设，目的是实现黄河信息化管理，最终实现黄河水利现代化．围绕“洪水威胁、水资源供需矛盾、生态环境恶化”三个中心，通过防汛减灾、水量调度、水质监控、水土流失治理与监测、水利工程运行与管理、电子政务及黄河网七个方面的应用牵引，全面带动“数字黄河”工程的实施．“数字黄河”的关键支撑技术包括地理信息系统、遥感技术、卫星全球定位系统、通信网络技术、空间数据(仓)库及虚拟现实技术．“数字黄河”工程的关键是黄河流域模型的建设．     

赣南及邻区地震活动特征分析

利用MapSIS软件[1]编制地震震中分布图、M-t图、频度图、活动性参数扫描,台湾强震与赣南及邻区、闽粤沿海地区中强地震对应统计对赣南及邻区地震活动特征进行了分析,认为该区域中强地震的发生需经历微震或有感地震活动增强过程,且中强地震发生具有与台湾地区、巴士系断裂带强震同步活动的特征,未来1～3年具备发生5级左右地震的条件,发生6级以上地震的可能性不大.     

Earthquake Emergency Response System of High-speed Railway by Least Square Method

This paper studies the Least Square Method to define high-speed railway(HSR) earthquake risk and solve the problem of its emergency response mechanism. Based on the construction of a monitoring system for HSR earthquake emergency response, the technical operational procedures for HSR seismic emergency response are proposed. The quantity, scale, and location of HSR earthquake emergency response mechanism are defined, and the corresponding emergency response system is built. In particular, the ear...     

相位非平稳人造地震动反应谱拟合技术研究

采用完全非平稳人造地震动技术,就是在传统的考虑幅值非平稳特性拟合目标反应谱的基础上,根据不同的场地条件和地震环境,引入实际强震或地震记录提取的非平稳的相位来共同拟合目标反应谱．本项研究技术将20多年来通用人造地震动的技术进行了实用性改进,建立了人造地震动与强震、测震记录的应有联系,使天然地震记录数据的推广应用有了更多的渠道和技术保证,可以直接应用于防震减灾工程实际．     

广州及邻区地震活动危险性分析

研究分析广州市及邻近地区1970年以来地震活动性,本区陆地中强地震主要发生在北东向和北西向断裂带或其交汇部位,本区陆地不具备孕育7级地震的地质条件。中强地震存在明显的活动周期,当前已进入平静时段。综合考虑近期该区域显著地震事件,分析认为该地区近期地震活动性有增强的趋势,但是广州及周边地区发生4.5级地震的可能性不大。     

广州市地震应急基础数据库建设及功能分析

运用地震减灾、地理信息理论及计算机技术等综合手段,以广州市地震前兆、震害预测、地震活断层等数据库资料为基础,建成地震应急基础数据库。该库具有应急响应和管理系统、城市活断层数据展现系统、农居和活断层管理系统等功能。本数据库的建成及投入使用,将为广州市震前和震时监测及震后救援决策提供基础数据和应急处置信息。     

四川珙县Ms 5.4级地震斜坡地震动响应特征

四川珙县M_s 5.4级地震是长宁M_s 6.0级地震第三大余震,在震中区诱发了多处滑坡和崩塌,研究坡体不同部位地震动响应特征对地震地质灾害预测和防治意义重大。通过在距离震源近的斜坡不同位置布置监测点,获取地震动参数及相关变化规律,对研究区域的坡体进行稳定性分析和研究。结果表明:地震在南北向的放大效应大于东西向,覆盖层土体最大位移达到了7.42 mm,与地震时南北向晃动强烈吻合; 对比分析各个监测点的峰值加速度(PGA)、阿里亚斯(Arias)强度,覆盖层土体比高位基岩的放大效应显著; 基岩地震波以低频为主,卓越频率为2～5 Hz,随着高程的增加对高频的地震波有过滤作用,在山顶3^#监测点的阿里亚斯强度比山脚1^#监测点(参考点)放大数倍,地震动能量强; 通过该区域的抗震设计反应谱与监测反应谱对比分析,可以得出覆盖层土体和高位基岩地震动强烈,前者的宏观表现为覆盖层土体上老旧房屋毁坏严重,后者为高位基岩坡体滑坡和崩塌。     

底部框架砌体结构抗震及加固措施的研究

我国某些城镇地区,底部框架砌体结构仍然大量存在。这类结构大多呈现出一种“下柔上刚”、“头重脚轻”的结构特性。这种弱底层结构,在地震作用下抗震性能往往表现很差。本文采用有限元分析软件,对一典型底部框架砌体结构进行分析,研究其在地震作用下的抗震变形。根据计算结果,对该结构采取两种加固方式。通过比较得出,在结构底部增加抗震墙的加固效果要优于增加框架梁截面高度,且使得楼层位移减小更加明显。     

地震灾区应急洪水预报方案建立研究

提出了一种建立地震灾区应急洪水预报方案的方法,即在划分基本类的基础上,建立每类的应急雨量站和面雨量的回归方程,并提出了时段面雨量计算方法,结合现有的经验预报方案,实现地震灾区洪水预报,用以满足灾后应急洪水预报的需要.该方法不依赖于流域内全部测站的降雨信息,可有效解决灾后流域内雨量站缺测的应急洪水预报问题.实例应用表明,该方法预报结果令人满意.     

GPS观测得到的汶川地震远场地面运动

通过对汶川地震时天津12个GPS连续站上的每秒采样的GPS观测资料和蓟县地震台上宽频带地震计实时记录资料,采用单历元精密定位方法研究了在这些GPS连续站在汶川地震观测到的远场地面运动。结果表明,利用每秒采样的连续GPS观测资料可以有效地记录到汶川8．0级地震在1500km以外的远场地面水平运动。而且在震中距大体相同的的情况下,地面运动的强烈程度主要受同样观测墩高度及观测墩基础地质条件的影响。但目前的精度水平下尚不能得到远场地面垂直运动的可靠信息。     

对于抗震措施总原则的一些看法

地震时房屋结构如果发生倒坍,就会造成人民生命财产的重大损失;发生了破坏修复不仅要花去很多费用,而且还不易恢复原有强度。因此,要求房屋遭到强烈地震时不会倒坍,遭到出现频数较多的较弱地震时不会破坏,是很有必要的。我国抗震规范提出“大震不倒,小震不坏”的设防原则,也就是这个目的。遗憾的是:规范对于如何才能达到这一目的并无相应的对策或具体内容。本文对规范的提法以及有关问题,提出一些意见以供讨论。