走滑式断层地震的折迭突变模型

利用过势函数微分形式的途径,计入远场外力功的影响,对走滑式断层地震机制进行分析．研究表明:突变理论中折迭突变模型展示的性状,与走滑式断层地震的主要特征之间一一对应．折迭突变可对包括震前、震后围岩-断层系统稳定性描述在内的断层失稳起、终点位置、断层失稳错距等作出描述．给出3种性状可相互印证的断层失稳围岩弹性能释放量图解．走滑式断层地震强度与围岩压力及围岩断层的刚度比等有关,围岩压力大、刚度比小、主切应力轴与发震断层面夹角大,则地震强度大．     

控制存在延时的建筑结构地震作用下的最优控制方法

直接从时滞微分方程进行控制律设计,对控制存在延时的建筑结构在地震作用下的最优控制方法进行了研究。在控制时滞量为采样周期的整数倍和非整数倍的两种情况下,通过采用零阶保持器,将包含时滞的连续系统转化为形式上不包含时滞的标准离散线性系统,然后进行控制律的设计。所得出的控制律表达式中,除了含有当前的状态反馈外,还包含有前若干步控制项的线形组合。最后对某三自由度结构模型进行了仿真计算,结果表明,延时对控制效果有较大的影响,延时并非愈短愈好。     

THE DYNAMIC FRICTION TERM IN THE SPRING-BLOCK MODELS FOR EARTHQUAKES: A CONSTRAINT FROM SEISMIC MOMENT AND ENERGY CATALOGUE

In the spring-block models of earthquakes, one of the key factors is the dynamic friction term which determines the complexity of the faulting process. Generally, two kinds of friction, namely velocity-dependent friction and slip-dependent friction, are used in the modelling. But until now there has still been a lack of information on which kind of friction term is more suitable for modelling the phenomenology of earthquakes. Based on the numerical studies of Shaw (1998 Bull. Seismol. Soc. Am. 88 1457), we have examined the ratio of the broadband radiated energy and the scalar seismic moment of shallow earthquakes worldwide from 1987 to 1998. The result shows that for earthquakes with strike-slip mechanisms, velocity-dependent friction seems to be predominant, while for thrust and normal events, slip-dependent friction seems predominant. This suggests that in the spring-block models for earthquakes, the type of focal mechanism has to be accounted for, and different types of earthquakes require different dynamic friction terms in the corresponding spring-block model.     

地震作用下主-从结构的被动优化控制研究

提出了一种利用主－从结构间的相互作用来减少在地震作用下结构响应的控制方法。该方法通过优化设计主－从结构间的被动耗能单元,最大限度地耗散结构的相对振动能量能减小主、从结构的整体振动水平,或最大限度地吸收主结构的相对振动能量以减小主结构的振动。文章首先导出了在平稳白噪声激励下被动耗能单元优化刚度和阻尼的一般表达式,并分析了不同结构参数对控制效果的影响,比较了在不同的平稳过滤白噪声激励下主－从结构相对位     

一个关于高柔结构顺风向抗风设计中考虑地震作用组合的概率模型及求解

基于概率方法建立了高柔结构顺风向抗风设计中,考虑地震作用组合的总水平荷载的计算模型并进行了求解．在基于Turkstra准则的具体组合分析中,考虑了风和地震作用作为离散随机过程的发生概率以及风速和地面加速度的概率分布特征,并按照随机变量及相应函数的概率密度关系,得到了风和地震作用的概率密度分布．后利用卷积方法,分析探讨了结构抗风设计中地震作用的组合,并给出了实际的高柔结构算例．该研究反映对于水平荷载由风荷载起控制作用的高柔结构,最大水平荷载验算中,考虑风和地震作用后组合的总荷载可能较抗震设计中考虑了风荷载组合的结果更为不利．     

Self-organized Criticality in an Earthquake Model on Random Network

A simplified Olami-Feder-Christensen model on a random network has been studied. We propose a new toppling rule — when there is an unstable site toppling, the energy of the site is redistributed to its nearest neighbors randomly not averagely. The simulation results indicate that the model displays self-organized criticality when the system is conservative, and the avalanche size probability distribution of the system obeys finite size scaling. When the system is nonconservative, the model does not display scaling behavior. Simulation results of our model with different nearest neighbors q is also compared, which indicates that the spatial topology does not alter the critical behavior of the system.     

动荷载作用下高速铁路风积土地基动力特性试验研究

根据辽西地区的地震资料和波速测试资料,通过动三轴试验,进行了地震冲击荷载和列车振动荷载两种动荷载作用下辽西风积土地基的动力特性试验研究。研究结果表明,风积土的动强度、动变形和动模量等指标与荷载类型、持续时间、振动频率和动应力幅值等条件有关。在地震荷载作用下,动荷载频率和动应力幅值越大、震动持续时间越长,其产生的动应变越大;在高速列车振动荷载作用下,土的动强度和动抗剪强度随振动次数的增加而降低;固结比相同时,动弹性模量Ed和动剪切模量Gd随固结压力的增大而增大;随动应变εd的增大而减小,且初始时刻减小速度明显,之后逐渐变缓。     

基于PI法的门源MS6.4地震前震中附近地震热点图像异常变化研究

基于1980年以来青海省和甘肃省区域地震台网的定位地震目录,分析了研究区最小完备震级,选取空间网格尺度为0.2°×0.2°、地震活动异常学习时间段和预测时间段均为3 a,应用图像信息（PI）法,分析了门源M_S6.4地震发生前震中附近地震热点图像的异常变化过程。结果表明,在2013年1月1日至2016年1月1日的预测时间窗内,冷龙岭断裂和祁连山北缘断裂附近存在明显的地震热点,且地震热点图像颜色偏深,发震概率较高,向前滑动至2014年1月1日至2017年1月1日,2015年1月1日至2018年1月1日和2016年1月1日至2019年1月1日3个预测时间窗,此两断裂附近仍存在地震热点,地震热点图像颜色逐渐由深变浅,而门源M_S6.4地震就落在PI法得到的地震热点内。门源M_S6.4地震前存在明显的地震热点,且地震热点相对集中,地震热点图像颜色由深变浅,震后消失;在祁连山北缘断裂附近,地震热点持续存在,分布较集中,地震热点图像颜色也呈由深变浅的过程。未来需关注祁连山北缘断裂,附近有发生强震的可能。     

拟合地震波作用下综合管廊抗震有限元分析

以包头市城区综合管廊为研究对象,利用工程场地土的剪切波速等参数,合成基岩地震加速度作为输入地震动时程,并利用Midas GTS NX软件对其进行模拟,得到了土体位移响应、土体加速度响应、管廊加速度响应、管廊相对位移变化以及管廊最大剪应力,并进行了分析。结果表明:土体深度越小,土体加速度放大系数越大;综合管廊各点处加速度时程曲线与输入地震波时程曲线基本吻合;管廊最大剪应力出现在右侧顶板,证明了在地震作用下管廊受土体变形的影响发生了一定的扭曲破坏。因此,在设计、施工过程中应该对管廊的顶板进行重点设计与防护。     

The diversity of the physics of earthquakes

Earthquakes exhibit diverse characteristics. Most shallow earthquakes are “brittle” in the sense that they excite seismic waves efficiently. However, some earthquakes are slow, as characterized by tsunami earthquakes and even slower events without any obvious seismic radiation. Also, some earthquakes, like the 1994 Bolivian deep earthquake, involved a large amount of fracture and thermal energy and may be more appropriately called a thermal event, rather than an earthquake. Some earthquakes are caused by processes other than faulting, such as landslides. This diversity can be best understood in terms of the difference in the partition of the released potential energy to radiated, fracture, and thermal energies during an earthquake. This approach requires detailed studies on quantification of earthquakes and estimation of various kinds of energies involved in earthquake processes. This paper reviews the progress in this field from historical and personal points of view and discusses its implications for earthquake damage mitigation.