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玉田低烈度异常区位于河北省玉田县的中北部地区,该区在1679年三河—平谷8.0级特大地震和1976年唐山7.8级大地震中都表现出了明显的低烈度异常现象,是典型的低烈度异常区。唐山大地震以后,国内外众多学者对其异常的原因进行了较为深入的研究,取得了丰富的研究成果。作为一种探索,本文在已有研究成果的基础上,采用谱元法对异常原因进行了更为深入的研究。谱元法属于广义有限元法,是一种新的地震动数值模拟方法,具有计算精度高、收敛快以及易于实现并行运算等优点,用其进行数值模拟计算能大大减少内存需求和计算时间。近年来,该法取得了较快的发展,目前已成为进行大尺度、复杂地质结构模型地震动数值模拟分析的重要工具。破坏性地震震害异常机理的探索是进行场地条件对地震动影响研究的核心问题之一。本文为震害异常机理的研究提供了一种新的方法,这一工作对促进震害异常机理以及场地条件对地震动影响的研究具有重要的理论和实际意义。本文在对震害异常产生原因和研究进展进行详细归纳和总结的基础上,通过对玉田低烈度异常区已有研究成果和收集资料的分析,重点从基岩地形和土层特性两个方面,对玉田地区3个计算剖面的地震动反应进行了谱元法模拟,研究了玉田低烈度异常区的异常机理,得到了若干有意义的结论。本文取得的主要研究成果如下:(1)建立了玉田地区105m深度内的土层波速结构模型。根据收集的68个钻孔数据,从钻孔深度、覆盖层厚度、土层剪切波速以及场地类别4个方面对玉田地区土层的波速特性进行了详细分析,拟合得到了黏性土、砂土和碎石土剪切波速随深度变化的经验公式,再结合不同土层的波速特征,以平均剪切波速作为分类指标对玉田地区的土体进行了分层统计,建立了该区105m深度内的土体波速结构模型。(2)研究了基岩地形特征对地表地震动强度的影响。在对简单基岩凸起模型理论分析的基础上,通过对简单基岩地形模型的谱元法分析,从多个方面探讨了基岩凹陷或凸起地形对地表地震动强度的影响。结果表明,基岩凹陷或凸起地形的存在改变了地震波的入射角度,在使其出现多次折射与反射现象的同时,也使传播至凹凸变化区域的地震波向内汇聚或向外发散,从而导致与该区域相对应地表处的地震动强度整体得到加强或减弱,形成地震动强度相对增强区或减弱区。地震动强度相对增强区的范围较基岩凹陷区小,两者的比值随着基岩凹陷地形陡度和覆盖层厚度的增大而逐渐减小。地震动强度相对减弱区的范围较基岩凸起区大,两者的比值随着基岩凸起地形陡度和覆盖层厚度的增大而逐渐增大。(3)研究了玉田地区基岩地形对震害异常的影响。通过对玉田地区3个剖面6个基岩地形模型的谱元法分析,探讨了各剖面中基岩地形的变化对地表地震动强度的影响。结果表明,玉田地区地表地震动的强度受基岩地形凹凸变化的影响,且这种影响在玉田地区的南北方向上表现得较为明显。玉田县城下基岩凸起地形的存在,降低了城区内大部分区域的地震动强度,形成了地震动强度相对减弱区;而县城以北区域下基岩槽形洼地的存在,则增大了该区的地震动强度,形成了地震动强度相对增强区。相对增强区内的地震动强度为相对减弱区的2倍左右。地震动强度相对减弱区与震害异常区相对应,且其范围较基岩凸起区大。(4)研究了玉田地区土体对震害异常的影响。通过对玉田低烈度异常区内外土体模型的谱元法分析,从地震动强度和频谱特性两个方面,探讨了同一地震作用下异常区内外土体地震动反应的异同。结果表明,在0~105m的深度范围内,玉田异常区内外土体的地震动强度相差不大,且都具有大致相同的频谱特性。异常区内外土体对较低频段(异常区内为0.67~3.17Hz,异常区外为0.67~2.94 Hz)地震波都具有明显的放大作用,而对高频段(6 Hz左右)地震波则都具有一定的吸收作用,并且这种放大、吸收作用在水平方向上表现得尤为明显。(5)研究了玉田地区基岩地形和土体对震害异常的共同影响。通过对玉田地区3个实际剖面的谱元法分析,综合分析了基岩地形和土体对震害异常的影响。结果表明,基岩地形与土体的共同作用,在增大地表地震动强度的同时,更显著地加强了基岩凸起(凹陷)地形对地震波的发散(汇聚)作用,表现出了明显的低烈度异常现象。低烈度异常区的范围较基岩凸起区大,但与震后现场调查得出的0.2等震害指数包线相比,其在南北向的范围较小,东西向则相差不大。综上所述,在合理考虑介质各向异性、地质构造背景以及场地条件等多种影响因素的前提下,建立正确的计算模型,利用谱元法进行震害异常机理研究是可行、有效的。玉田低烈度异常区的出现,是基岩地形与土体共同作用的结果。其中,玉田地区基岩地形的凹凸变化,在加强玉田县城以北区域地震动强度的同时,也降低了玉田县城内大部分地区的地震动强度,从而使县城内大部分地区的地震动强度相对更低;玉田地区深厚覆盖层的存在,导致土体的卓越频率主要位于较低频段,这与唐山地震时区内建(构)物自振频率较高的特点正好相反,避免了共振现象的产生,降低了玉田地区建(构)物的破坏程度。基岩地形和土体的共同作用,使玉田城区内大部分区域的震害程度相对更低,从而形成了典型的低烈度异常区。 相似文献
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高密度电法在黄土-泥岩接触面滑坡勘察中的应用 总被引：1，自引：1，他引：0
受特殊的地质地貌和大地构造背景影响,历史上多次强震在宁夏西吉县诱发了大量的黄土-泥岩接触面滑坡,给当地人民生命财产安全带来严重威胁。因此,探明这类滑坡的地层结构、基岩面埋深及空间展布情况,对进一步开展黄土-泥岩接触面滑坡的形成机理和危险性评价研究具有重要意义。文章利用高密度电法对宁夏西吉县苏堡村滑坡进行探测,并结合钻孔资料进行了验证。勘察结果表明:电阻率参数能够很好的反应研究区的地层分布特征,表层疏松干燥的黄土为高阻反映,随着埋深增加,含水量较大的黄土呈现出低阻反映,在黄土与泥岩接触带饱水区呈现低阻反映。高密度电法在黄土-泥岩接触面滑坡勘察中具有较好的适应性,能为进一步分析滑坡机理和防治提供可靠的地球物理依据。 相似文献
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1718年通渭7.8级大地震和1920年海原8.5级大地震分别在通渭县境内诱发了大量的黄土地震滑坡,本文通过野外现场调查及遥感解译等手段,对县区内的80处黄土地震滑坡进行了分析研究。得到了研究区地震滑坡的空间及变形分布特征,并对滑坡形成的内、外在影响因素及机理进行探讨分析。根据本文的研究成果,对通渭县区城镇化建设提供参考建议。 相似文献
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地震滑坡的滑距与重力滑坡的滑距有着显著的不同，科学预测地震发生时黄土地区滑坡的滑动距离是合理评估黄土地区滑坡风险和减轻滑坡灾害的有效方式之一。基于海原特大地震诱发黄土滑坡的400组野外调查数据，通过引入BP神经网络算法，论证了BP神经网络模型用于预测黄土地震滑坡滑距的适宜性和可行性；建立了地震诱发黄土滑坡滑距的BP神经网络预测模型，并通过67组数据进行了验证。BP神经网络算法和传统多元线性回归、多元非线性回归结果的对比显示，BP神经网络的预测更接近真实情况，具有较为理想的预测效果，可以用于黄土地震滑坡滑距的预测，并为圈定较为可靠的致灾范围提供依据。 相似文献
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黄土地震滑坡是陇西地区黄土丘陵地区的主要地质灾害之一,快速评价黄土斜坡的地震稳定性是陇西地区工程建设规划选址以及地震应急救援的需求。在野外调查及遥感解译获取坡高H、坡角α及估计烈度值I的基础上,运用逻辑回归分析方法,拟合得到研究区黄土斜坡地震稳定性的快速评价经验公式,经回判、判别校验及实例判别应用证明,该经验公式适用于快速评估陇西地区内黄土斜坡的地震稳定性。该文提出的方法对黄土地区城市建设规划和地震应急救援有重要的应用价值。 相似文献
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首先总结了地震烈度及其异常的特点; 其次在分析多个烈度异常区震害资料的基础上, 从地形条件、 土层特性、 断层、 土层结构及地下水位等五方面详细分析和总结了烈度异常的形成原因和分布规律; 最后从宏观考察、 现场测试, 强震记录分析, 以及数值模拟三方面对烈度异常的研究进展进行了系统总结. 总的来说, 现阶段对烈度异常现象的研究还不全面, 大多是基于宏观震害资料、 区域地质构造及局部场地条件等方面的研究, 研究成果不能全面充分地解释烈度异常的原因, 且对异常现象的定性分析较多, 缺少一定的定量分析, 特别是缺乏基于强震记录的定量分析. 文中对进一步研究烈度异常的形成原因、 分布规律及震害影响提出了建议, 对下一步开展地震烈度异常方面的研究工作具有重要的参考价值. 相似文献
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汉源县城位于汶川M_S8.0特大地震六度区内唯一的八度异常区,为典型且罕见的远震高烈度异常区.汉源县城处于流沙河的河流阶地之上,河谷地形对地震震害有显著的影响.为定量分析河谷地形对汶川大地震汉源县高烈度异常的影响,基于汉源县城震害科学考察和场地勘察获取的资料,根据震害分布特征和流沙河谷地形的特点,选取1条实测得到的横切汉源县城并垂直流沙河河谷方向的典型剖面作为计算模型,以脉冲作为基底输入,采用有限差分方法研究了该剖面的场地放大效应,分析了地形对高烈度异常的影响.计算结果表明:汉源县城场地对地震动放大效应的显著频段是1.0~10Hz,且这一频段老县城场地的放大效应比新县城场地显著;汉源老县城场地对汶川M_S8.0地震主震的地震动有显著的放大效应,地表峰值加速度大大超过了抗震设计规范的规定值;汉源场地地形放大效应显著频段与汶川M_S8.0地震的能量集中频段基本吻合,汉源老县城建筑物的自振频率恰恰位于该频段,产生共振效应,从而造成更显著的放大效应,这也是汉源震害异常的主要原因之一.由此可见,河谷地形对地表地震动有重要的影响,在工程选址和抗震设计时应考虑其影响. 相似文献
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本文运用高密度电法对宁夏西吉县西南山区典型的黄土地震滑坡进行了探测,并结合钻探资料进行验证分析,目的是查明滑坡区域的地层结构、黄土厚度、基岩埋深、富水地段以及空间展布等特征.结果表明:电阻率参数能够很好的反应研究区的地层分布特征,表层疏松干燥的黄土为高阻反映,随着埋深增加,含水量较大的黄土呈现出低阻反映,在黄土与泥岩接触带饱水区呈现低阻反映;滥泥河流域典型的黄土梁斜坡具有阳坡黄土沉积薄、富水层薄、基岩埋深浅的特征,而在阴坡则表现出黄土沉积厚、富水层厚、基岩埋深大的特征.探测结果可有效的应用于黄土地震滑坡的勘察,为进一步开展黄土地震滑坡的成因机理和防治研究提供参考数据. 相似文献