地震危險性分析研究

前言

　　本書是作者在從事地震危險性分析方面已取得的研究成果的基礎(chǔ)上撰寫而成。主要內(nèi)容包括：研究潛在震源區(qū)范圍的不確定性對地震危險性分析結(jié)果的影響，并基于簡化的地震模型提出了一種定量化確定潛在震源區(qū)邊界的方法；采用“借用法”建立中國東部中強地震區(qū)基巖地震動衰減關(guān)系；提出一種地震危險概率分析方法——一逐點計算法。本書討論了不同的反應(yīng)譜計算方法對計算結(jié)果造成的影響，指出了目前在反應(yīng)譜計算中最常采用的方法——線性積分方法的缺陷，并對人造地震動的譜擬合方法進(jìn)行了探討，針對“頑固點”的清除提出了兩種解決方案，即遺傳算法與小波變換。書中還針對非平穩(wěn)過程的不可重復(fù)性，結(jié)合超越概率提出了一致危險性非平穩(wěn)過程的概念，為非平穩(wěn)過程的研究提供了一條新的思路；同時，針對地震動的概率一致危險性反應(yīng)譜的譜擬合標(biāo)準(zhǔn)問題提出相應(yīng)的一致危險性地震動的概念，并將其應(yīng)用于人造地震動譜擬合中，得到了相應(yīng)的一致危險性地震動。本書研究了在齊次邊界條件和非齊次邊界條件、單層地基在基巖任意輸入地震作用下時間域內(nèi)一維土層粘彈性地震反應(yīng)完全解析解，分析了土層厚度、土層密度、土層剪切模量、土層阻尼比等模型參數(shù)對土層地震反應(yīng)的影響。應(yīng)用一維土層地震反應(yīng)等效線性化解法，研究了剪切波速的不確定性對黏土層、沙土層工程抗震設(shè)計地基動力參數(shù)的影響，并通過大量合肥膨脹土現(xiàn)場剪切波速的測試，分析了合肥膨脹土剪切波速的統(tǒng)計特征。采用多重剪切機(jī)構(gòu)塑性模型，考慮到液化后土體處于流動狀態(tài)，其強度值降為殘余強度，并應(yīng)用該方法對某防洪堤進(jìn)行地基液化后大變形數(shù)值模擬。此外，還研究了液化區(qū)分布范圍、殘余強度對地面大位移的影響?！　”緯谝徽?、第二章、第四章至第六章由高玉峰撰寫，第三章由張健撰寫。本書出版得到了江蘇省青藍(lán)工程和河海大學(xué)巖土工程國家重點學(xué)科資助，特此致謝！　　由于作者水平所限，書中不足之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書是作者在從事地震危險性分析方面已取得的研究成果的基礎(chǔ)上撰寫而成。全書共分六章，包括緒論、地震危險性概率分析、人造地震動技術(shù)、一維土層粘彈性地震反應(yīng)解析解、剪切波速的不確定性對土層地震反應(yīng)的影響、液化區(qū)分布范圍和液化區(qū)殘余強度對地面大位移的影響?！　”緯晒氖聨r土地震工程勘察、設(shè)計和科研的科技人員參考，也可作為高等院校巖土工程、防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程專業(yè)研究生的參考教材。

書籍目錄

前言第一章 緒論　參考文獻(xiàn)第二章 地震危險性概率分析　2.1 地震危險性概率分析中不確定性因素及其影響　　2.1.1 地震危險性概率分析方法簡述　　2.1.2 不確定性因素對地震危險性分析計算結(jié)果的影響　2.2 基于簡化的地震模型定量化確定潛在震源區(qū)邊界　　2.2.1 簡化的地震模型　　2.2.2 定量化確定潛在震源區(qū)邊界的方法　　2.2.3 確定潛在震源區(qū)邊界方法的應(yīng)用說明　2.3 中國東部中強地震區(qū)地震動峰值加速度的衰減規(guī)律　　2.3.1 地震烈度衰減規(guī)律　　2.3.2 地震動峰值加速度衰減規(guī)律　2.4 地震危險性分析計算方法　　2.4.1 逐點計算法的思路　　2.4.2 程序設(shè)計的技術(shù)處理　　2.4.3 舉例說明　2.5 結(jié)論　參考文獻(xiàn)第三章 人造地震動技術(shù)　3.1 人造地震動反應(yīng)譜的計算　3.2 反應(yīng)譜的數(shù)值計算方法　　3.2.1 卷積計算方法　　3.2.2 傅里葉變換方法　　3.2.3 直接積分方法（線性積分方法）　　3.2.4 三種反應(yīng)譜計算方法的計算比較　　3.2.5 小結(jié)　3.3 遺傳算法、小波變換在人造地震動譜擬合技術(shù)中的應(yīng)用　　3.3.1 引言　　3.3.2 遺傳算法在譜擬合中的應(yīng)用　　3.3.3 小波變換在譜擬合中的應(yīng)用　　3.3.4 遺傳算法、小波變換應(yīng)用的比較　　3.3.5 小結(jié)　3.4 人造地震動譜擬合標(biāo)準(zhǔn)探討　　3.4.1 引言　　3.4.2 問題的提出　　3.4.3 一致危險性地震動與一致危險性非平穩(wěn)過程的概念提出　　3.4.4 一致危險性地震動概念在人造地震動技術(shù)中的應(yīng)用　　3.4.5 小結(jié)　參考文獻(xiàn)第四章 一維土層粘彈性地震反應(yīng)解析解　4.1 單層地基一維土層粘彈性地震反應(yīng)解析解　　4.1.1 齊次邊界條件地震反應(yīng)解析解　　4.1.2 非齊次邊界條件地震反應(yīng)解析解　4.2 模型參數(shù)對工程抗震設(shè)計地基動力參數(shù)的影響　　4.2.1 土層厚度對工程抗震設(shè)計地基動力參數(shù)的影響　　4.2.2 密度對工程抗震設(shè)計地基動力參數(shù)的影響　　4.2.3 剪切模量對工程抗震設(shè)計地基動力參數(shù)的影響　　4.2.4 阻尼比對工程抗震設(shè)計地基動力參數(shù)的影響　4.3 結(jié)論　參考文獻(xiàn)第五章 剪切波速的不確定性對土層地震反應(yīng)的影響　5.1 剪切波速不確定性對黏土層地震反應(yīng)的影響　5.2 剪切波速不確定性對砂土層地震反應(yīng)的影響　5.3 合肥膨脹土剪切波速的統(tǒng)計特征　　5.3.1 引言　　5.3.2 現(xiàn)場土層剪切波速測試　　5.3.3 土層剪切波速的統(tǒng)計分析　5.4結(jié)論　參考文獻(xiàn)第六章 液化區(qū)分布范圍和液化區(qū)殘余強度對地面大位移的影響　6.1 概述　6.2 數(shù)值計算方法　　6.2.1 多重剪切機(jī)構(gòu)塑件模型　　6.2.2 動力有效應(yīng)力計算方法　　6.2.3 液化后變形的計算方法　　6.2.4 計算結(jié)果與震害實測結(jié)果對比　6.3 晉江防洪堤地震液化大變形數(shù)值模擬　　6.3.1 工程地質(zhì)概況　　6.3.2 單元劃分及計算參數(shù)　　6.3.3 計算結(jié)果　6.4 液化區(qū)分布范圍對地面大位移的影響　　6.4.1 大面積整體液化情況　　6.4.2 局部液化情況　　6.4.3 小結(jié)　6.5 液化區(qū)殘余強度對地面大位移的影響　　6.5.1 大面積整體液化情況　　6.5.2 局部液化情況　　6.5.3 小結(jié)　6.6 結(jié)論　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2.3 中國東部中強地震區(qū)地震動峰值加速度的衰減規(guī)律　　中強地震區(qū)是指地震活動強度中等，歷史上發(fā)生一些5級、6級左右的地震，沒有發(fā)生7級及更大地震的地區(qū)。在地震等震線圖上，震中烈度一般不大于八度，等震線范圍較大，亦即這些地區(qū)地震破壞主要來自中強地震，且地震影響范圍大（地震烈度衰減慢）。在許多工程實例計算結(jié)果表明：在中強地震區(qū)，采用強震區(qū)地震烈度或峰值加速度衰減規(guī)律進(jìn)行地震危險性分析計算，所得結(jié)果較小，往往低估了未來地震風(fēng)險水平，給新建工程帶來隱患。為此，研究中強地震區(qū)地震烈度和峰值加速度衰減規(guī)律，既有理論意義，又有重要的現(xiàn)實意義。下面選擇安徽及鄰區(qū)作為工作區(qū)域，研究中國東部中強地震區(qū)地震烈度和峰值加速度衰減規(guī)律。　　2.3.1 地震烈度衰減規(guī)律　　地震烈度衰減規(guī)律一般采用數(shù)理統(tǒng)計方法得到，本次工作也不例外。要想統(tǒng)計出某一地區(qū)地震動衰減規(guī)律，必須考慮到統(tǒng)計區(qū)域要集中（統(tǒng)計區(qū)域不能很大，否則失去統(tǒng)計意義），又要有一定的統(tǒng)計地震震例。選擇有代表性的中強地震區(qū)，是得到合適的中強地震區(qū)地震烈度衰減規(guī)律的關(guān)鍵。考慮到安徽及其鄰區(qū)位于華北斷塊、秦嶺一大別山斷塊、下?lián)P子斷塊和華南斷塊四個一級大地構(gòu)造單元的交接地帶，新生代以來地殼運動的性質(zhì)有繼承性，也有新生性。新構(gòu)造期各構(gòu)造單元那些適應(yīng)新的、統(tǒng)一區(qū)域應(yīng)力場的先存構(gòu)造相互滲透，相互配套發(fā)展，形成交接地帶新的構(gòu)造格局。該地區(qū)在地殼深部結(jié)構(gòu)、活動斷層以及新構(gòu)造等方面均表現(xiàn)出由華北向華南過渡的特征，反映出中國東部特殊的中強地震發(fā)生區(qū)的構(gòu)造背景。從地震活動空間分布特征來看，安徽自公元294年以來，發(fā)生過4.7～6.9級地震33次，其中6級以上地震4次，沒有7級及以上地震。與華北（7級以上地震19次，其中8級以上5次）、華南，以及湖北、江西、浙江（僅有少量中強震）相比較，無疑可視為中國東部地震活動南北向變化的過渡區(qū)。因此，把安徽及其鄰區(qū)作為一個特殊的中強地震區(qū)，研究地震烈度衰減規(guī)律是可行的。對于像浙江、江西、湖南等中強地震區(qū)，由于地震發(fā)生數(shù)少，難以直接統(tǒng)計得到地震烈度衰減規(guī)律，因此可以借用基于安徽及其鄰區(qū)地震烈度衰減關(guān)系之上建立的中國東部中強地震區(qū)地震動峰值加速度衰減關(guān)系。

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