最新文章2025年1月7日的西藏定日6.8级地震造成了大量建筑倒塌破坏和重大人员伤亡。为分析此次地震震害原因,该文采用国家烈度速报与预警工程台网获取的35组强震动记录,分析了近场地震动的幅频特性与传播衰减规律。通过与中国西南地区地震动预测模型(ZYLW22模型)进行对比分析发现:地震的近场地震动参数(包括加速度峰值和反应谱值)实测值略低于模型的预测值,而远场观测数据则呈现高于模型预测值的特征。研究表明,本次地震的高烈度区地震动具有显著的1.0~3.0 Hz高频能量优势特征。定日地震震中处于农牧区,震区建筑结构以自建低矮石木/土坯和框架民居结构为主,结构整体性较差、自振周期接近地震动特征周期,导致大量民居结构倒塌破坏,这是本次地震致灾的关键因素。此外,定日地震近断层地震动还表现出震源破裂方向性效应特性。
2025年1月7日,西藏定日县发生6.8级地震,Ⅷ~Ⅸ烈度区域出现了较大范围的典型场地液化现象,为高海拔场地液化问题提供了重要直接研究资料。通过现场走访与踏勘,探讨了本次地震场地液化现象的宏观特征、分布区域和致灾作用,考察了村镇、路堤、漫滩和湖岸等区域的喷砂冒水情况,分析了喷出物的微观形态与矿物成分,提出了地震液化灾害防治的若干启示。调查结果表明:喷砂冒水主要分布于河谷漫滩、湖岸及公路两侧,呈圆心式、裂缝式和串珠式,圆心式喷砂冒水直径约50~250 cm,裂缝式宽约14~30 cm,长约85~100 m,呈零星或成群连片分布,在调查的乡镇和村庄未发现明显喷砂冒水现象;G219国道嘎定线附近发现面积、距离和体量相当的2处液化场地,造成2段破坏程度截然不同的公路,一段基本完好,另一段严重毁坏,路堤显著沉降,路面完全毁坏,护栏扭曲错位,2处场地的喷砂冒水特征分别呈裂缝式和圆心式;致灾作用表征与分析方法应为目前地震液化灾害防治技术发展的重要课题方向,以弥补液化风险评估和抗液化措施两方面衔接纽带的缺失。调查资料与结果,为场地地震液化现象认识、灾后恢复重建和液化灾害防治工作提供了借鉴。
2025年1月7日,西藏自治区定日县发生6.8级地震,导致桥梁结构出现一定的损伤。该文基于现场调查,主要介绍了国曲线X222线1号桥、2号桥、G219噶定线杂村二号桥及萨迦县机脚桥的震害。结合主断裂与桥梁的位置关系、台站地震动记录等信息,初步分析了各桥构件震害的失效原因。地震中受损的桥梁主要为空心板梁结构,震害以轻微破坏为主,主要体现在桥台的锥坡发生严重破坏,主梁侧移但挡块未发生破坏,支座垫石多处出现裂缝或压碎的情况。最后,该文提炼了具有实践指导价值的经验教训及技术启示。
结构地震响应监测对城市建筑(群)地震损伤及抗震韧性的精确评估具有关键作用。针对现有地震传感器成本高、普及率极低的问题,该文提出了一种基于监控相机的结构地震响应监测系统,开发了建筑结构中线段描述子逐级匹配算法,研发了基于线匹配算法的结构地震位移响应时程数据提取技术,解决了实际地震场景中结构表面无标靶且自然特征点不明显的难题。该系统可实时监测亚像素级别的层间位移响应,并在四川某中学教学楼完成世界首例实际地震视觉监测应用示范。结果表明,即便在夜间复杂多变的光照条件下,该系统仍能保持高度的准确性,实现亚像素级别的层间位移监测,层间位移峰值误差35%以内,结构自振频率误差不超过5%。此外,监测系统采用轻量化设计,在处理单个监控视频时,中央处理器(central processing unit, CPU)和图形处理器(graphics processing unit, GPU)的资源占用率均低于15%,可满足多节点实时处理的需求,使系统能够高效运行。相比传统加速度计方案,视觉监测系统无需额外布设专用传感器,利用现有安防监控设备即可构建建筑群监测网络。这不仅实现了现有监控相机的平急两用,还为城市建筑(群)地震监测提供了新的技术途径。
地震发生时,城市电力系统破坏严重且恢复时间较长,因此,地震作用下电力系统的功能分析及震后的恢复过程亟待研究。为了更准确地评估和更好地提升城市电力系统抗震韧性,该文建立了功能视角下的城市电力系统抗震韧性定量分析框架。基于电力潮流分析和震后电力系统破坏情况,求解震后城市的电力能力,将正常得到供电的人口与总人口的比率作为电力系统功能指标,通过积分法得到抗震韧性指标。同时,考虑恢复策略对韧性提升的影响,基于功能分析方法和元件重要度理论,提出了基于动态重要度、静态重要度和混合重要度的修复策略。以我国某电网为实例研究,验证了韧性评估框架和修复策略对韧性提升的有效性。结果表明:基于功能的电力系统韧性评估框架可较准确地完成震后电力系统的功能分析和级联失效模拟;基于动态重要度理论的修复策略得到的韧性指标高于静态重要度策略,混合重要度的结果介于两者之间;混合重要度兼顾了动态和静态的特点,保证较高韧性的同时兼顾了计算效率,在面对大型计算、多场景计算时是一种较好的恢复策略。
在近海环境下,在役钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构由于氯离子的侵蚀作用,致使钢筋锈蚀,进而其抗震韧性会随着服役时间延长而逐渐降低。在此背景下,为研究可更换摩擦耗能器与纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer, FRP)筋对RC框架-剪力墙结构全寿命周期抗震韧性的影响,该文以普通RC框架-剪力墙(RC-frame shear wall, RCF-SW)结构与RC框架-带可更换摩擦耗能器的FRP混合配筋剪力墙(RC frame-FRP hybrid reinforced shear wall structures with replaceable friction dampers, RCF-FRSW-FD)结构作为研究对象,基于增量动力时程分析方法,讨论了2种结构在服役0、35、55 a时的地震响应。同时,依据FEMA P-58理论框架,对2种结构震后韧性指标(修复成本、修复时间和人员伤亡)进行了系统分析。研究结果表明:随着服役时间增加,结构损伤程度和修复成本明显上升,修复时间延长,整体韧性下降,且地震动强度越大,锈蚀对结构劣化影响越显著;与RCF-SW结构相比,剪力墙采用可更换摩擦耗能器与FRP筋结合的方案能显著降低框架-剪力墙结构地震响应和破坏概率,有效增强结构全寿命周期的抗震韧性。
为揭示P-Δ效应对基于损伤结构残余位移延性需求的影响规律,基于Park-Ang损伤模型建立单自由度体系基于损伤的残余位移延性系数μres谱,研究场地类别、弹性稳定系数θ、极限延性系数μu以及滞回模型对基于损伤μres谱的影响。通过回归分析,建立考虑P-Δ效应的基于损伤μres谱预测方程,对比分析基于延性和基于损伤μres谱的差异。研究结果表明:场地类别对基于损伤μres谱的影响不超过10%;不考虑P-Δ效应时,μu对基于损伤μres谱的影响超过20%,考虑P-Δ效应时,μu对基于损伤μres谱的影响超过50%;与基于损伤理论的μres谱相比,基于延性理论的μres谱值估计趋于保守;构建了考虑P-Δ效应的基于损伤μres谱比预测方程。研究结果可用于结构残余位移延性需求准确评估以及结构抗震韧性评价。
为提高建筑结构的抗震性能,解决传统被动式调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)减振频带窄且自身频率难以调节的缺点,基于由形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)材料制成的SMA弹簧,提出了一种具有调频能力的新型TMD(shape memory alloy tuned mass damper, SMA-TMD)。通过频率测试试验发现, SMA-TMD的频率会随着通入SMA弹簧电流的增大而升高。通过设计并开展振动台试验,验证SMA-TMD在调频与减振性能方面的可行性与有效性。试验结果表明,与失谐的传统TMD相比,通过调节输入电流而与主体结构再次调谐的SMA-TMD,在控制结构顶层峰值加速度响应方面,能够展现出更高的减振率,减振性能至少可提升21.5%。此外, SMA-TMD的工作行程相比于传统TMD也有显著改善,前后2组试验工况下的最大工作行程分别至少能够降低46.9%、39.2%。这不仅能够节省装置的安装空间,预留更多的建筑面积,还可拓宽装置的应用场景,使其能够布置在一些具有空间局限性的结构中。
地震动参数量化了地面运动的强度及其对建筑结构的影响程度,选取合理的参数对震前抗震设计与震后震害评估具有重要意义。地震动参数和结构地震反应间的统计关系常通过传统的相关性分析和回归方法建立,且数据多来源于数值模拟,难以捕捉两者间真实的非线性映射关系。为此,该文收集整理了2011年3月11日东日本大地震后近128万条房屋实际震害数据,基于XGBoost(eXtreme cradient boosting)、随机森林(random forest, RF)、LightGBM(light gradient boosting machine)和CatBoost(categorical boosting)共4种机器学习分类模型建立地震动参数与建筑破坏等级之间的复杂映射关系。引入SMOTE过采样和贝叶斯超参数优化法对模型进行优化,结合2种重要性评价方法选出包含7个参数的最优地震动参数组合。结果表明:XGBoost算法表现最佳,在测试集上的整体准确率可以达到71.39%;最优地震动参数组合为峰值地面加速度(peak ground acceleration, PGA)、Td、VSI、峰值地面位移(peak ground displacement, PGD)、峰值地面速度(peak ground velocity, PGV)、PGV/PGA、谱加速度Sa;地震动幅值、频谱及持时参数与震后建筑损失的相关性较强,而累积能量参数与其相关性较弱。最后,通过新西兰3次地震的实际震害数据建立基于XGBoost算法的地震损失预测模型,验证了所选参数组合的完备性、可靠性和地区泛化性能。研究成果能够为建筑抗震设计及地震风险评估等工作提供一定的理论依据和工程参考。
含不确定性的震源破裂激发的地震波传播至近地表引起的地震动具有不确定性。该文以随机变量表征震源凹凸体强度和破裂速度的不确定性,通过设置不同破裂情景考虑凹凸体位置和初始破裂位置不确定性,研究了考虑震源不确定性的近倾滑断层河谷场地地震动参数的空间分布,分析了断层距和断层倾角对河谷场地地震动参数不确定性的影响规律。采用乘子降维法提高不确定性量化过程的计算效率,基于边界元法模拟从断层破裂到场地响应的物理过程。研究结果表明,震源不确定性导致地震动参数不确定性,且河谷场地对地震波的散射效应导致地震动参数的不确定性出现非均匀放大;河谷中心点竖向地震动峰值加速度变异系数可达0.27,山体竖向地震动峰值速度变异系数空间分布表现出剧烈波动现象;河谷场地地震动变异性随断层距增大而降低,断层距大于4 km后此趋于稳定,随断层倾角增加而降低,最大可达凹凸体强度变异性的4倍。