汶川特大地震汉源震害异常研究

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1、图书分类号：P315工学博士学位论文汶川特大地震汉源震害异常研究李平中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一三年五月图书分类号：P315单位编码：85406学号：2010105工学博士学位论文汶川特大地震汉源震害异常研究博士研究生：李平导师：薄景山教授申请学位级别：工学博士学位学科：土木工程专业：岩土工程研究方向：场地地震反应分析中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一三年五月DoctoralDegreeThesisTheResearchofSeismicDamageAnomaliesinHanyuanDuringWenchuanGreatEarthq

2、uakePHDCandidate:LiPingTutor:Prof.BoJingshanSubject:CivilEngineeringSpecialty:GeotechnicalEngineeringResearchField:SiteseismicresponseanalysisInstituteofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministrationHarbin·ChinaMay,2013独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外

3、，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得中国地震局工程力学研究所或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：签字日期：2013.5.26学位论文版权使用授权书本人完全了解中国地震局工程力学研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中国地震局工程力学研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

4、用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被查阅和借阅。论文作者签名：导师签名：签字日期：2013.5.26签字日期：2013.5.26摘要摘要2008年5月12日在汶川发生的8.0级特大地震，是新中国成立以来破坏最强、波及范围最广、救灾难度最大的一次地震。这起历史罕见的地震灾害所造成的巨大破坏，举国震惊，举世关注。距震中近250km的汉源县城为这一特大地震Ⅵ度区内唯一的Ⅷ度异常区，是十分典型而又罕见的远震高烈度异常区。汶川地震发生后，这一现象引起了国内外学者广泛关注。探索汉源县城震害异常成因，总结其形成条件和地震动特征，对促进场地条件工程抗

5、震影响的研究以及提高工程抗震水平具有重要的理论意义和工程应用价值，本文就这一问题开展了系统的研究工作。本文全面系统地归纳、总结和评述了当前本领域的前沿研究成果和相关文献。在整理汶川地震汉源科学考察资料基础上，利用现场震害调查、震后科学考察、勘察测试所获得的资料，通过理论分析和数值模拟等方法给出了汉源震害异常的原因的初步解释，开展了以下几个方面研究工作。(1)开展了汉源县城的震害调查、科学考察和场地勘察工作。汶川地震发生后防灾科技学院组织部分教师组成科考队对汉源震害异常区进行了全面、深入的考察。野外考察获得了汉源县城详细的震害、地质构造、地震地质灾害、地形地

6、貌、强震台站资料等数据信息；通过场地勘察及试验，获得了场地土层结构和土动力学参数资料。结合震害调查资料，本文采用经验公式法对汉源县城建筑物的自振周期进行分析，得到其破坏较严重结构类型建筑物的自振周期大致范围为0.1s~0.6s。(2)提出了汉源场地输入地震动的确定方法。本文采用人工合成地震动和强震记录反演两种方法来确定汉源县城输入地震动。在人工地震动合成方法中拟合了汶川地震发震断层下盘的基岩峰值加速度和反应谱衰减关系。分析表明，本文的衰减关系较好的反应了汶川特大地震发震断层下盘的基岩峰值加速度及反应谱衰减规律。根据所得的衰减关系本文确定汉源场地的峰值加速度

7、及其反应谱值。结合相关的经验参数，人工合成给出了5组地震动加速度时程。本文提出利用强震记录反演场地输入地震动的方法，其做法是把距汉源最近的九襄强震台站作为反演台站，由于位于汉源县城附近22km的九襄强震台有详细的建台资料，并且在汶川地震中获取了宝贵的强震记录，本文利用这些资料，采用一维等效线性化频域分析方法反演得到水平向EW和NS基岩场地输入地震动时程。分析表明，反演的基岩地震动具有较高的可靠性，可以作为汉源县城输入地震动。(3)研究了土层结构对汉源震害异常的影响。本文在汉源县城场地通过工程地质勘察获得了场地土层以及土动力学参数试验数据。在此基础上，利用一

8、维等效线性地震反应分析方法分别研究了表层土厚度、卵石层埋深、卵石层