地震方向

地震方向（精选四篇）

地震方向 篇1

鉴于目前国内外预测技术对地震的预测、预报效果欠佳的前堤,关键是未能捕获地震前准确的震源信息。黄纯忠先生进行了广泛的宏观研究,并发现《地球、气温考察站》是唯一能检测地球的设备,根据这一检测设备,黄先生总结出:从“地核吸能规律”和“地球内部的有机变化规律”所产生的“庞大蒸汽机械能”——高压气体,即形成地震的震源。根据轻清者可以上浮,重浊者可以下沉的原理,在板块制高点钻个孔,给地球装上减压装置,就可以达到防止地震的目的。这不仅关系到人民生命财产的安全,让悲剧不再重现;更关系到一个国家科技创新力量的展现,是一项具有极高社会价值和经济价值的创新成果,也为我国地震研究和预防开辟了一条新的道路。

地震到底从何而来?

其实,早在新中国成立之初,我国第一次发布地震预报,造成全民露宿三天时,地震的威胁对人类造成恐慌和不安,便引起了黄纯忠的关注。为了研究地震的形成,他通过相关资料和现场考察,发现地震的动力是一种从地下排出来的气体,这种气体和地表的物障起协同作用,以震波和冲击波的形式,造成各种损害方式。也就是说,是震源排除地壳造成的损害(这里是指形成地震的震源)。于是便寻找地球内部结构和变化的信息。

通过参考高中升本专科的成人高考指导地理分册,黄纯忠发现地球的三大结构和“地震是由地壳运动,使地壳受到挤压,超过岩石层所能承受的压力时,岩石层突然断裂或错位,使长期积蓄起来的地能急剧的释放出来形成的。岩石层断裂错动的地方是震源,相对称的上部是震中”的说法。但震源来自哪里?如何形成的?地能、震源这两者之间又有什么关系?为了解决这些问题又花费了黄先生很长时间。

另一方面,黄纯忠还从宏观角度对地球的诞生进行了推断,他介绍说,早期历史,是指地球诞生后,人们通过考古、记忆传说和推断等来了解地球之前的特别漫长的历史。近几年考古学家发现科罗拉多大峡谷最早在1450万年才有的。而人类的历史记载,最早元谋人是在170万年前才有的,总不到1亿年。也就是说还有59亿年的历史是空白。随着科学飞速发展,自然科学领域里的考古研究以及历史的记忆传说的研究,这个特别漫长的历史,将给它竖上里程碑,答案将浮出水面。

于是,黄纯忠以地壳的传热力低的自然现象,来研究地球早期的59亿年历史的空白,他说,“我们可以设想地球诞生时是一个没有温度(相对)的冰球,没有空气,靠太阳辐射,地核吸收;由于地壳传热力低,便要通过漫长的岁月才开始复苏,漫长的岁月冰雪才开始融化,又经一段漫长的岁月地球才有了温度,每个新起点都要经过漫长的岁月。开始具有汽化功能→生成空气→产生生物→产生动物→温度持续升高→达到温度高峰,形成锯齿状演变,这个过程约经40亿至50亿年。是地幔的高温汽化了软流层的液性物质,产生了高压气体,高压气体的持续膨胀,引发了囫囵地壳的爆裂,形成了六大板块”(如图1所示)。

最终,黄纯忠通过《地球气温考察记录》和地球的内部变化研究发现,地球有“地核吸能规!”和“地球内部结构的变化规!”。是“地表面的温度:是太阳辐射的能量。地球内部的能量:是地核高能量核子释放出来的能量”。与许多自然现象的未解、半解之谜,尤其是地球59亿年的历史空白相矛盾。(因为,是地核高能量核子释放的能量,一开始就会有现在的温度、水、空气,无论如何都不会有59亿年的历史空白。)是这些矛盾斗争推动‘扬弃’出来的新概念。另外,“地球内部结构的变化规律”是由地核吸能→地幔储温→地幔的高温汽化软流层的液性物质→产生高压气体→形成“庞大的蒸气机械能”呈现了类火车的有机反应。这些都证明地球是一个有机的球体。而在这个过程中形成的“庞大的蒸气机械能”,便是形成地震的震源。

为了证明自己的结论,黄纯忠在经济紧缺的情况下,自费购买仪表设备,设计施工,筹资2万余元,建立了6个测温点,8个时间段的《地球、气温考察站》,从《地球、气温考查记录》的数据显示,反应地壳的传热力低。结果发现,‘地核吸能规!’的机制表现有两大特点:一是总体变化和局部变化,二是具有吸收温度和反馈温度两个方面。它的总体变化是地核吸收太阳能的变化,局部变化是地壳内传和反馈温度的内部调节变化。它的主体吸收的温度梯度变化表现在3至8月。主体反馈的温度梯度变化表现在9至2月。它们的变化相互之间有着密切的联系。

上述的浅井温度变化是地核吸收太阳能的主体所产生的变化,是“地球内部结构有机变化规!”的一部分。黄纯忠表示,为了对防止地震寻找更多的理论依据,们可以从核日线的温度变化来研究。因为它们的‘联系的多样性:从大的方面说,联系可分为内部联系和外部联系、本质联系和非本质联系、必然联系和偶然联系、主要联系和次要联系、直接联系和间接联系等。资料记载,核日线的温度分布有三高三低,即近核温度高,近地气温高,大气层表温度高。它们温度高的特点是向心性增高,原因是与地核的强大引力分不开。它的三低是太空空气稀薄气温低。平流层下气温低,地表温度低。结合三高综合研究,如图2所示。

地球在自转轨道中,自转的引力产生了‘地球风’——平流层。‘风’是降温的一种行为。所以有近平流层温度低,远平流层温度高的现象。平流层以上大气层表温度高。是平流层在下降温的负面作用加上平流层对地核吸能的干扰,使部分辐射不能进入大气层而徘徊在大气层表所致。设大气层表的温度为E,太阳辐射为A,大气层的温度为T,徘徊温度为J,那么它的公式则:

平流层下温度低,是平流层(地球风)在上的降温干扰加‘地核吸能’所致温度向心性增高的表现。形成了上降下吸的两极分化的温度最低区。

近地气温高,是地壳传热力低干扰了地核吸能的温度向心性增高的主体,形成部分温度被阻滞在地表大气,所以近地气温高。设地表面气温为C,进入地壳的温度为N,阻滞温度为L,进入大气的温度为T,那么它的公式为:

地表温度低是由于地壳的传热力低,向地核传的温度本不是很多,还必须在大气温度降低后,遵循“温度在没有外力的情况下,总是由高温向低温转化”的原理,向大气反馈温度。形成内吸外反馈的两极分化,形成温度最低区(如图2所示)。详情可参阅《地球气温考查记录》)。设地核的温度为O,吸收的温度为N,反馈的温度为U,那么它的公式为;O=N60亿年–U60亿年。

“驯服”地球不仅仅是预防地震

偌大一个地球,看似不是人为可以驯服的。但黄纯忠相信,只要人类掌握了地球的客观规律,它总会有弱点,那么人类就可以向它发难:已知地震的震源是地幔的高温汽化了软流层的液性物质产生了汽化层,而地壳受地核引力的作用,反而将高温汽化的气体压在它的下面,形成高压。高温气体的持续膨胀,促使地壳运动造成地震。如果能够像蒸汽机一样,也给地球装上减压制动,“根据事物的固有联系改变事物的状态,建立新的具体的联系”。根据轻清者可以上浮,重浊者可以下沉的原理,在地壳板块制高点,钻一个直达汽化层的孔,用金属管装上测温、测压仪表,并设多个排气阀门,便可以把震源提到人们的眼下、手中。通过这些仪表,可以随时掌握地球汽化层的气温、气压的指数和震源信息。根据这些指数作准确的地震的预测、预报。调整这些排气阀门,不让负压超过正压,把它控制在所需要的指数,地震就不会发生了。让余能为人类服务,叫地球按人类的意志而存在。

地震方向 篇2

应用中国地壳观测网络GPS基准站连续观测资料,研究了昆仑山口西地震前后基线长度及方向的变化特征;根据昆仑山口西地震破裂方向,讨论了不同方位基线变化特征的差异性;从理论上探讨了基线长度与基线方向变化对地震的灵敏性问题.研究结果表明:①当基线方向与地震破裂方向近于一致时,基线长度的.灵敏性要高于基线方向的灵敏性;②当基线方向与地震破裂方向近于垂直时,基线方向的灵敏性要高于基线长度的灵敏性;③当基线方向与地震破裂方向近似于45°时,基线长度和基线方向对地震都有一定程度的反映,同时在震前有可能出现明显的变化.

作 者：闫伟 牛安福 马秀香 江在森 YAN Wei NIU An-fu MA Xiu-xiang JIANG Zai-sen  作者单位：闫伟,江在森,YAN Wei,JIANG Zai-sen(中国地震局地震预测研究所,北京,100036)

牛安福,NIU An-fu(中国地震台网中心,北京,100036)

地震方向 篇3

摘要： 近断层地震会给桥梁带来严重损害，其方向脉冲及竖向地震动效应日益引起研究者注意。以高速铁路多跨简支梁桥为研究对象，建立高烈度区地震作用下的非线性全桥模型，计算了水平及竖向地震作用下桥梁的弹塑性响应。结果表明：近断层地震下桥墩进入弹塑性阶段，刚度的改变其自振周期随之改变。相比远断层地震而言，近断层地震以其较大的脉冲周期与进入弹塑性的桥梁相耦合，将加剧桥梁的非线性响应。考察了竖向地震动对桥梁地震性能的影响，通过轴力变化改变影响桥墩滞回性能，增加塑性区变形，但不会导致墩顶横向位移的增加。建议设计时采用近断层地震因子及合适的竖向地震动参数考虑近断层效应的影响。

关键词： 高速铁路桥梁； 竖向地震； 速度脉冲； 非线性地震反应； 近断层地震因子

中图分类号：U448.13文献标志码： A文章编号： 10044523（2016）04070410

DOI：10.16385/j.cnki.issn.10044523.2016.04.018

引言

近断层地震对结构动力响应的影响日益引起研究者的注意，最近如1979 Imperial Valley （CA） 地震、1994 Northridge （CA） 地震、1995 Kobe （Japan） 地震、1999 ChiChi （Taiwan）地震、以及 1999 Kocaeli （Turkey） 地震，其地震动记录表现出明显的速度脉冲效应以及较大的竖向地震动等近断层效应。研究表明：当断层的破裂前锋朝着地震观测台站方向传播，会导致地震能量的释放并形成单向或者双向速度脉冲。

关于近断层地震的方向速度脉冲效应，Benioff，Kasahara，Haskell以及BenMenahem等首先在地震记录观测中认识方向脉冲效应。1971年San Fernando 地震、1994年 Northridge地震及1995年 Kobe地震后，近断层方向脉冲地震对结构的巨大破坏作用日渐引起研究者关注。MacRae等[1]基于理想弹塑性模型研究了近断层地震对于单自由度体系的影响。Baker & Cornell[2]论证了采用强度指标进行结构脉冲型近断层地震性能分析的可行性。Zhou & Anil[3]采用经验模态分离（EMD）方法分离并抽取速度脉冲并进行非线性计算，计算结果与实际脉冲记录吻合良好。McCallen等[4]研究了低频长周期进场地震作用下OaklandSan Francisco 海湾大桥的动力响应。

近断层地震对结构影响较大的另一个特征是其较大的竖向地震分量，即有较大竖向地震动与横向地震动比值PGA（PGA=PGAV/PGAH），这已在最近的近断层震害中所证实[5]。Kunnath等[6]以加州典型桥梁Camino Del Norte 桥为研究对象，采用OpenSees平台计算了近断层水平和竖向地震组合作用下桥梁地震响应。研究表明：竖向地震的对梁跨中及桥墩的弯矩及桥墩剪力影响较大。针对现有桥梁设计规范包括AASHTO没有精确考虑竖向地震动的情况，Legeron & Sheikh[7]给出一种适于短周期桥梁计算的简便反应谱方法。Sung等[8]以曾经经历过Northridge地震的Santa Monica桥及美国联邦公路管理局通用桥梁为研究对象，采用ZeusNL程序将数值仿真结果与试验结果相比较，重点研究了竖向地震动对桥梁地震响应的影响。Gulerce等[9]基于水平及竖向地震下的不同截面及跨度公路桥梁为研究对象，分析了其工程需求参数及地震动强度指标及竖向地震动的影响，为桥梁概率地震风险评估提供参考。Saiidi等[10]通过桥墩及两跨整桥大比例模型振动台实验，研究了竖向地震动对桥梁损伤类型及桥墩弹塑性变形的影响。

与公路桥梁相比，高速铁路桥梁墩柱有很大不同，墩柱厚重，纵横向高度比较大，纵筋率普遍较低，一般低于1%。《铁路工程抗震设计规范》等规范规定竖向地震取为横向的65%。事实上，许多近断层地震的竖向地震分量都远大于横向地震的65%，比如Northridge地震的Rinaadi波及NewhallFire Staion波的分别是横向分量的102.0%及92.9%。因此若采用横向的65%作为竖向地震动输入进行结构地震分析，会导致计算结果的较大偏差。同时，当前的抗震设计实践是基于反应谱理论的，即便采用设计分组考虑设计近震及远震，但无法考虑到方向性脉冲响应及较大的竖向地震的影响。对于低配筋大轴力的铁路桥梁，速度脉冲效应及竖向地震动的影响仍然不甚明了，基于设计角度有必要对此问题探究。

中国地处环太平洋和欧亚两大地震带的交汇处，是全球最活跃的地震区之一，境内至少有495个地震断裂带。快速组网的高铁桥梁邻近断层或跨越断层将不可避免。基于防震减灾角度，研究近断层地震效应对高铁桥梁结构影响亦是十分必要的。本文以高速铁路大量使用的多跨简支梁桥为研究对象，筛选具有速度脉冲及竖向地震效应地震动记录，建立非线性高速铁路桥梁分析模型，考虑了轨道不平顺的影响，计算了横向（FN）及竖向（V）地震作用下桥梁的非线性地震响应。通过与远断层地震的比较研究，定量地分析了近断层地震效应的影响。未来精确的地震区划图（主要地震活动带将全部被勾画出来）将会公布，本文为其必要性及高铁桥梁抗震设计规范修订提供依据。

Abstract： Longperiod pulse and vertical components in near fault earthquakes have been known to cause significant damage to bridge structures， which have increasingly been the topics of lots of researchers recently. The nonlinear global model of the multispan simply supported bridge in a high seismic region is set up， the elasticplastic seismic responses of bridge subjected to the combined effect of vertical and horizontal earthquakes are calculated. The calculation results show that， the natural period of the bridge will increase with the stiffness of bridge decreasing when the bridge pier step into the nonlinear state under the near fault earthquakes. As compared to far field earthquakes， the near fault earthquakes with the longer pulse period will interaction with the elasticplastic bridge， which will in general cause more damaged seismic response. Additionally， emphasis is placed on the importance of considering the vertical earthquakes on the seismic assessment of the bridge. The greater vertical earthquake will influence the hysteric performance of the bridge piers by the axial force fluctuations， Extend plastic hinge formations； While it cannot correspondingly result in the increase of the lateral displacement of the piers. The near fault earthquake factor and the proper vertical ground motion parameter can be proposed to consider the influence of near fault earthquakes.

地震方向 篇4

1 针对地震作用下车——桥系统的有限元模型分析

1.1 针对桥梁空间震动模型建立

为了能够更好的勘察到地震作用之下桥墩所出现的动力响应, 从而应用了AN-SYS有限元程序以及APDL的参数化语言, 并且在这基础之上建立起了一个应用在高铁多跨简支梁的车——桥系统方面的空间震动分析, 针对车辆的荷载来说, 通过应用弹簧——支梁系统来对其进行模拟, 将其两系悬挂系统做出简化, 进而使其能够成为一系悬挂, 对其作出计算, 但是所存在着的输入轨道并不是平顺, 因此应用了Beam188单元的模拟箱梁以及桥墩, 支座是采用Combin14单元来进行模拟两个水平方向以及竖直方面的位移, 桥墩的底部较为过节, 应用第三跨来对整个地震结果做出分析, 其有限元的模型图如下图1所示。

1.2 轨道的不平顺随机模拟分析

在本文之中, 所存在着的计算时采用了德国的低干扰谱的转化样本序列, 所存在着的不平顺全长为3km, 然而不平顺测点的距离为0.5m, 所具有着高低不平的幅度值为3.08mm在竖向的轨道中不平顺则是可以通过应用下述公式来进行计算。

公式中, 轮轨的竖向接触力主要是为;然而轨道的不平顺竖向位移列向量则是为;悬挂的等效刚度主要是为。

1.3 关于地震的作用模型分析

通过研究分析可以知道, 在破裂前锋朝向观测点进行传播, 同时断裂层的滑动方向也主要是指该点所存在着的两个条件满足的时候, 针对断层的破裂向前方向性将会出现, 与此同时向前的方向性效应必须要在速度和位移的波形图像表现为短时间, 并且内也具有着较大的脉冲, 所存在着的速度脉冲式出现在了垂直方向的断层之中, 表现的形式主要是为复形势, 针对这种向前方向性的脉冲来说, 可以简单成为其方向性脉冲。在本文之中, 主要是通过对加州大学伯克利分校当中的地震工程研究中心PEER-NGA项目的成果, 对其强震的记录引言, 从而全面的对近断层的地震波方向性脉冲对于高速铁路桥梁地震的响应进行分析。

2 地震作用后高铁桥梁圆端型墩动力影响分析

2.1 高铁多跨简支梁的概述分析

为了能够全面的分析近断层的地震方向脉冲效应对于高速铁路桥梁地震所带来的影响, 进而采取高速铁路最为常用的简支梁桥梁作为其研究的对象, 通过对其建立起五跨剪支护的桥梁计算模型。其设计的参数主要是如下所示:主要是采用32m跨C50的预应力混凝土箱梁, 选择2.3m×6m的远端型实体桥墩, 其墩身的混凝土主要是为C35的现浇筑混凝土, 并且墩底也较为固结。在对桥址进行选择的过程中, 主要是为II类场地, 并且是八度的设防, 在设计的过程中, 水平地震加速度主要是为a=0.2g, 罕遇的水平地震加速度主要是为a=0.4g, 主要是选择第三跨所得到了的结果来对桥梁的力学行为作出表示。通过采用ICE2列出的活载来作为其高速铁路的运营列出活载, 其编组主要是为:2× (动+ 动+ 拖+ 动+ 动+ 拖+ 动+ 动) 的方式。通过采用实际的横向以及竖向的地震动并且进行条幅, 从而使其能够满足设计的实际需要, 但是主要是可以通过应用横桥加竖向的地震组合方式来作为其激励所在。

2.2 有无地震分析

为了能够更好的分析出地震情况下的车——桥系统当中所具有着的动力响应, 首先必须要对其没有地震作用之下的车——桥系统中的响应进行分析, 同时根据具有着地震工况做出分析, 对其以下工况做出分析考虑:一是根据墩高是在14m的时候, 计算列车的编组主要是为160km/h、200km/h以及250km/h等车速的过桥分析。二是在对其无地震情况下进行分析的时候, 通过引用在1940年Imperial Valley地震的El Centro波作为其地震的输入, 因为所具有着的角度具有着短周期的成本, 现阶段已经是得到了典型的应用。同时可以根据PEER-NAG强震数据库, Imperial Valley地震的EI Centro波的水平加速取ELC180的分量, 然而其加速度的峰值主要是为0.313g, 在竖向方面的加速度主要是取ELC-UP分量, 其加速度的峰值则是为0.205g。根据相关规范的规定, 地震力的组合主要是为Ey+Ez, Ey主要是表示为横向所存在着的地震力;然而Ez则是为竖向方面的地震力。根据列出的速度是在350km/h过桥时候来说, 吨高主要是为14m。

对于上述的内容进行分析可以知道, 对于无地震的过程中, 所作用在桥梁当中每一项的响应出现了增加, 然而在没有荷载的时候, 桥梁当中的动力响应以及车辆之间的响应会随着车速在提高而出现增加, 但是针对于地震考虑的荷载作用在车——桥系统之中的动力来讲, 由于具有着地震方面的影响, 将会使其动力响应以及无震的时候具有着相应的差别, 然而针对地震作用之下的中小跨铁路桥梁来讲, 列出的行驶速递出现提高并不会明显的对桥梁结构的地震响应带来影响。

2.3 桥墩的塑性饺时程的分析研究

为了能够更加全面的对其桥墩在地震作用之下所出现的弹塑性变形的影响, 进而做出了对地震荷载之下地震的相应弹性做出了全面的分析。通过采用ANSYS软件, 进而对其车辆过桥中墩底所受到的平均轴压力, 在根据其实际界面尺寸大小和钢筋布置的情况来分析Mander约束混凝土应力——应变的关系模型, 通过使用UC-Fyber弯矩——曲率计算程序, 来对其屈服曲率和屈服之间的弯矩做出计算, 通过所计算出来的参数来赋予墩单元, 最终采用编制ANSYS-APDL语言对桥墩做出塑性的计算。

通过上述内容来对远断层以及近断层的地震作用之下的罕遇地震工况桥墩的弹性动力响应进行分析, 主要是根据桥墩高为14m, 在遇到350km/h的车速过桥的时候, 其罕遇地震的组合主要是根据Ey+Ez, 因此要对其不同地震波影响下的桥梁地震情况作出分析。最为主要是的便是可以得出以下几点:首先是罕遇地震之下的墩底将会直接进入到弹塑性的一个阶段, 同时针对于不同的地震波激励下, 桥梁所具有着的响应也并不相同, 与此同时墩底的弹塑性也会存在着不同。其次便是针对研究人员来说, 普遍的认为近断层的地震荷载——变形的曲线之中具有着较少的滞回环关系, 通过对其特性进行分析, 从而使其能够明确的表达出来荷载——变形曲线之间主要是呈现为一种中间加强的特点, 这是因为近断层地震在长时间处于某一高幅值脉冲的效率, 进而导致了地震的动能出现释放, 在这个过程当中, 桥墩则是具有着较好的能量释以及延性的需要。

3 结论

首先针对于远断层的地震来说, 其脉冲效应型的地震作用之下将会导致墩底梁出现位移或者是墩弯矩出现增加, 与此同时也将会出现塑性的形变。由于在近地层地震的影响之下, 在某一段时间之内将会导致结构受到破坏, 然而起到控制作用的便是速度或者是位移。其次便是针对近地层来说, 其脉冲型的地震作用情况下之下, 将会导致墩底的荷载出现形变, 同时变形曲线中间位置也将会出现加强, 在这个时候必须要要求桥墩能够具有着十分强的能量释放以及延性方面的需要。但是针对远断层的地震作用之下, 其主要是趋近于能量的不断释放, 所存在着较少的滞回环疲劳方面的联系。最后主要是由于近断层的地震将会具有着相对来说较大的竖向地震震动, 从而使其桥梁的竖向挠度要比断层之间增加较多, 在规范当中规定了竖向的地震为横向的2/3左右, 所以, 必须要对其竖向地震在一个合理的范围之内进行计算。

参考文献

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