地震工程研究的新进展
地震预测研究的现状与进展
地震预测研究的现状与进展地震是一种无法预见的自然灾害,它给人类带来了巨大的损失和影响。
因此,人们对地震的预测和研究非常重视,这也引发了人们对地震预测研究的现状与进展的关注。
一、地震预测基础地震预测是众多科学领域的交叉研究,需要涉及地质学、地球物理学、气象学、物理学、化学等多个学科领域。
在这些学科方面,地震预测的基础主要包括以下几点:1.地震的成因机理地震的成因机理是地震预测研究的基础,它涉及地球内部物理和化学过程和物质构造变化等方面。
只有深刻理解地震的成因机理,才能更好地预测地震。
2.地震观测手段地震预测的关键是地震的观测和监测,它需要用到地震仪、地震监测站、卫星遥感等一系列机器设备和技术手段的支持。
这些手段的发展和使用,对于地震预测的精度和准确性起着决定性的作用。
3.数据分析与处理地震预测需要对大量的地震监测数据进行处理和分析,包括地震波形数据、重力场、地电场、电磁辐射等方面的数据。
通过对这些数据的处理和分析,可以识别地震前兆信号,为地震预测提供依据。
二、目前的地震预测方法目前,地震预测主要包括下面几种方法:1.基于历史记录的预测这种方法是通过对历史上地震频率和时间间隔的观察,预测未来地震的可能时间和强度。
但是,这种方法只是一种概率性预测,其预报准确率较低。
2.基于地震前兆的预测地震前兆包括地震前的地形变化、水位变化、低频振动等现象,这些现象表明地震即将发生。
基于这些前兆现象的监测和预测,能够提高地震预报的准确性。
但是,地震前兆监测和预测的科学性和实用性也存在争议。
3.基于地震模型的预测地震模型是基于地球物理学、地球力学、地球化学等学科的研究,建立的地震发生机制和地震活动性预测模型。
通过模型预测未来地震的时间、地点和震级,并为防灾减灾提供技术支持。
三、地震预测研究的未来尽管地震预测的科学性仍存在较大争议,但这已经不能阻止人们对其进行研究和探索的步伐。
未来地震预测的研究将注重以下几个方面:1.新技术的研究地震预测主要依靠现代监测技术和现代信息处理技术,这都需要不断的技术革新和发展。
地震防护建筑技术的最新进展
地震防护建筑技术的最新进展地震是一种自然灾害,给人们的生命和财产造成了严重的损失。
为了减少地震对建筑物的破坏,科学家和工程师们一直在不断探索和研究地震防护建筑技术。
本文将介绍地震防护建筑技术的最新进展。
一、基础设计地震防护建筑的基础设计是确保建筑物在地震发生时能够稳定的关键。
传统的基础设计方式是采用混凝土桩基。
然而,最新的研究表明,使用基础隔离技术能够更好地减少地震对建筑物的影响。
基础隔离技术通过在建筑物的基础与地面之间插入隔离层,将地震能量传递到地面上,从而减少建筑物的震动。
这种技术不仅能够提高建筑物的地震稳定性,还能够减少地震对建筑物内部设备的影响。
二、结构设计地震防护建筑的结构设计是另一个重要的方面。
传统的结构设计主要采用剪力墙和框架结构。
然而,这种设计方式在地震发生时容易发生失稳和倒塌。
近年来,随着新材料和新技术的发展,一种新型的结构设计方式——基于形状记忆合金的防护结构开始逐渐应用。
这种防护结构利用形状记忆合金的特殊性能,在地震时能够自动调整形状,从而提高建筑物的抗震能力。
此外,还有一些研究人员探索使用纳米材料来加强建筑物的结构,以增强其地震抵抗能力。
三、材料选择地震防护建筑的材料选择也是关键。
传统的建筑材料如混凝土和钢材具有较好的强度和韧性,但地震发生时容易发生破裂和破坏。
而最新研究表明,一些新型材料如碳纳米管增强混凝土和高性能钢材具有更好的地震抵抗性能。
碳纳米管能够增加混凝土的强度和延展性,提高建筑物的抗震性能。
高性能钢材具有更好的强度和韧性,能够减少在地震发生时的变形和破坏。
四、监测与预警系统地震防护建筑的监测与预警系统也是关键。
传统的监测方式主要通过地震仪来实现,但这种方式只能提供地震发生后的数据,对于提前预防地震破坏的作用有限。
最新技术研究中,人工智能和物联网的应用正在逐渐成为地震防护建筑的监测与预警系统的主要手段。
通过在建筑物中安装传感器和智能设备,实时监测建筑物的震动和变形情况,并利用人工智能算法进行数据分析和预测,可以提前发现地震并采取措施,减少地震对建筑物的损害。
地震预测技术的最新进展
地震预测技术的最新进展地震,自然界中最具破坏力的灾害之一,其不可预测性给人类社会带来了巨大的威胁。
多年来,科学家们一直在探索有效的地震预测技术,以期减少这种自然灾害的危害。
随着科技的进步,地震预测技术也取得了一些重要的进展,尽管我们还不能精确预测地震的时间、地点和强度,但已经向这一目标迈进了一大步。
地震预测技术的发展可以分为几个方向。
首先是基于地震前兆的研究,科学家们通过监测地壳的微小变化,如地面的形变、地下水位的变化以及地震带的微小震动等,试图发现地震前的异常信号。
通过对这些信号的分析,可以评估某一地区发生地震的可能性。
然而,这种方法的挑战在于,并非所有的地震都有明确的前兆,且相同的前兆有时并不导致地震的发生。
其次是利用先进的地球物理方法进行监测。
例如,地震仪网的建立使得全球范围内的地震活动可以被实时监测。
通过分析地震波的速度和传播特性,科学家能够了解地下结构的变化,进而推断应力积累情况。
此外,卫星遥感技术的应用也能从空间尺度监测地表的细微变化,为地震预测提供辅助数据。
地震统计学也是一个重要的研究方向。
通过对历史地震数据的深入分析,研究者试图找出地震发生的规律和周期性,构建概率模型来预测未来地震的风险。
这种方法不依赖于直接的物理前兆,而是利用大数据和机器学习技术挖掘潜在的规律性。
最前沿的研究还包括实验室模拟地震和岩石力学实验,旨在理解地震的物理机制和破裂过程。
通过在高压高温条件下对岩石样品进行实验,科学家能够模拟地壳深处的环境,研究岩石如何在应力作用下断裂和滑动,这有助于揭示地震发生的深层次原因。
尽管地震预测技术已取得一定的进展,但我们仍面临着巨大的挑战。
地震是极其复杂的自然现象,其发生受到多种因素的影响,目前的技术水平还无法实现准确的短期预测。
未来的研究需要进一步加强地震监测网络的建设,提升数据分析的能力,并且加深对地震成因机制的理解。
只有综合运用各种技术和方法,我们才能逐步提高地震预测的准确性,最终实现对这种灾难性自然事件的科学预警。
地震预测方法新进展
地震预测方法新进展自古以来,地震一直是人类面临的严重自然灾害之一。
地震的突然发生给人们的生命财产和社会秩序带来了巨大的威胁和破坏。
因此,提前准确地预测地震的发生一直是地球科学和工程技术领域亟待解决的问题。
近年来,随着科技的发展和研究的深入,地震预测方法取得了新的进展,为我们更好地预防和减轻地震灾害提供了希望。
一、地震前兆的研究地震前兆是指在地震发生前出现的一系列异常现象。
这些异常现象可以通过观测和记录地下应力、地电场、磁场、地温、地形以及地下水的变化来探测。
研究人员通过统计分析地震前的这些异常现象与地震发生之间的关系,试图找到规律和特征,以提供可靠的地震预测依据。
目前,地震前兆的研究包括地震预警系统、地磁异常和地下水变化的监测等。
地震预警系统是一种通过快速分析地震波到达时间和振幅的方法,旨在提前几秒到几十秒地预警地震的可能发生。
这种系统需要快速的地震监测网络以及严格的数据处理和分析算法。
在日本、美国和中国等地,地震预警系统已经开始使用,并在一定程度上发挥了预测地震的作用。
然而,由于存在地震波传播速度不确定等局限性,地震预警系统仍然存在一定的误报和漏报的风险。
地磁异常监测是通过对地磁场的观测和分析,探测地震前兆的一种方法。
研究人员发现,地震发生前地磁场会出现一系列的异常变化,这种变化可以用来预测地震的发生。
通过对地磁异常变化的分析和记录,研究人员试图寻找地震发生前地磁场异常的规律和特征。
然而,由于地磁场的变化受到许多其他因素的干扰,因此利用地磁异常监测单独预测地震仍然存在很大的挑战。
地下水变化监测也是一种用于地震预测的方法。
研究人员发现,地震发生前地下水会出现异常的变化,如水位上升或下降、水质成分的变化等。
这种变化可以通过监测井水和地下水的水位和温度来观测。
通过对这些异常变化的分析和统计,可以为地震预测提供重要的依据。
然而,同样地,地下水变化也受到其他因素的干扰,因此利用地下水变化单独预测地震的可行性仍然存在争议。
地震勘探技术进步与发展趋势
地震勘探技术进步与开展趋势一、三维地震技术80年代以来,三维地震技术的广泛应用推动了整个油气工业的开展,其应用效果是有目共睹的,人们普遍认为,三维地震是增加储量、提高产量和钻井成功率的有效方法。
三维地震技术经过二十余年的应用日趋成熟和完善,无论是装备、采集技术、处理技术和解释技术都有长足的进展。
近年来,全世界三维地震工作量猛增,随着三维勘探本钱的不断降低,三维取代二维已成定局。
三维地震技术已成为当今世界油气勘探的主导技术之一。
1、地震装备技术地震装备技术的开展是地震勘探技术开展的根底。
自从90年代以来,24位多道地震仪取得了突破性进展,当前先进的地震仪器的主要技术特点如下:采集道数大幅度增加,一般在千道以上,可达上万道;记录动态围增大;小采样率、宽频带记录;具有现场实时交互的质量监控系统和实时相关功能。
SEG 66届年会上发表的“二千年地震系统〞一文指出了地震仪器的开展趋势:轻型、数千道、高可靠性、每道单价降低、采集数据存储在采集站上由中心站控制、控制方式无线电或电缆任选。
此外,三维地震技术的迅猛开展促进了有关技术的进步,如:高效震源、高精度检波器、GPS定位系统、海底电缆OBC,适于复杂地表的运载设备等。
目前,胜利油田的地震采集装备严重老化,不能适应复杂地表勘探以及高精度勘探的要求,更新装备,提高采集水平和精度是当务之急。
2、采集技术〔1〕覆盖次数普遍提高:80年代初由于受地震仪器道数的限制,三维覆盖次数多以12次为主,90年代初随着多道地震仪器的出现,三维覆盖次数一般为20—30次,一些低信噪比地区的覆盖次数那么高达60 —120次以上。
〔2〕观测系统灵活多样:传统的三维观测系统一般为条带式,近年来由于先进仪器设备的出现,三维观测系统的设计也采用了一些新的技术,如“全三维〞观测系统、棋盘式观测系统、可变面元观测系统、不规那么或蛛网观测系统以及放射状观测系统等。
〔3〕采集速度明显加快:在提高采集速度方面,除了采用多道地震仪外,还采用了扫描编码方法〔可控震源〕,同时用两个以上的振动器以不同的扫描信号产生振动,实现多炮同时采集。
地震研究新成果
地震研究新成果地震研究一直是全球地学领域的重点之一。
随着各种高新技术的快速发展,人们对地震研究的认识和探索也越来越深入。
近年来,地震研究领域涌现出很多新成果,这些成果不仅对地震预测和减灾具有重要意义,也为人类对地球内部的深刻理解提供了新线索。
首先,新一代卫星技术的应用,使得人们可以更加准确地研究地震的预测和监测。
卫星技术不仅可以提供高精度的地面移动监测数据,还可以通过卫星雷达技术获取地表形态变化的数据信息。
这些数据可以被利用来精确测量和预测地震风险地区的变形和变化,为建立更为严谨的地震预测模型提供了珍贵数据资料。
其次,新型地震探测技术也是地震研究的新成果之一。
以前的地震监测设备大多是基于地面安装模式,局限性较大,无法精确捕捉地震脉冲信号。
而新型地震探测设备则通过高灵敏度传感器技术实现了敏捷检测,真正意义上实现了全球性地震监测网络的统一。
此外,人类对地球内部的实际情况了解也在不断拓展。
最近有学者发现,地震导致的岩石震动传播可以揭示地球内部的物理特征,尤其是地球深处的结构和变化。
这些揭示给我们的一个重要信息就是,地球是一个处于不断变化和演化过程中的星球,地壳的运动、地震的发生是维持这个演化过程的最重要的因素。
认真研究这些特征及其规律,对于我们更好地掌握地震风险预测和管理至关重要。
最后,大数据和人工智能技术的发展,也为加强地震研究提供了巨大的数据支持。
通过深度学习算法等人工智能技术,人们可以快速处理多源地震、地表变形等数据信息,模拟地震风险的传播和爆发方式。
这些数据和算法不仅为地震风险的减轻和管理提供了很好的信息支撑,也为更好地认识我们所处的这个星球提供了机遇。
总之,地震研究领域的成果是不断涌现的,无论是从监测手段还是从研究内容方面,都呈现出多样性和创新性。
未来我们期待更多科学家能够深入探究地球内部深处的奥秘,并为提高地震风险管理能力做出更大努力。
城市地下结构抗震研究进展
然而,地下结构的抗震研究仍然存在一些问题。首先,由于地震动的复杂性 和不确定性,准确预测地下结构的地震响应仍然是一个挑战。其次,地下结构的 抗震设计标准相对滞后,不能满足现有地下结构的安全需求。此外,监管不足也 使得一些地下结构的抗震设计存在安全隐患。
二、地下结构抗震研究展望
为了提高地下结构的抗震性能,未来的研究应以下几个方面:
城市地下结构抗震韧性提升措施
为提高城市地下结构的抗震韧性,研究者们提出了一系列提升措施。例如, 优化地下结构的几何尺寸和材料属性,以提高其承载能力和耗能能力;采用新型 抗震加固技术,如钢板夹心加固、碳纤维布加固等,以增强地下结构的抗震性能; 开发智能减震控制系统,利用传感器和控制系统对地震动进行实时监测和调控, 降低对地下结构的破坏程度。
4、开展国际合作:通过国际合作,可以共享地下结构抗震研究的成果和经 验,加速地下结构抗震研究的进展。
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一、地下结构抗震研究现状
目前,地下结构的抗震研究主要集中在土-结构相互作用、地震动输入、结 构动力响应等方面。在土-结构相互作用方面,研究者们通过现场试验和数值模 拟,深入探讨了土与结构之间的相互作用机理。在地震动输入方面,研究者们通 过分析大量的地震记录,提出了更为精确的地震动输入模型。在结构动力响应方 面,研究者们利用有限元分析等方法,对地下结构的动力响应进行了深入研究。
3、加强跨学科合作与交流,促进多学科融合,共同推进城市地下结构抗震 研随着城市化进程的加快,城市地下空间的开发和利用越来越受到人们的。地 下结构作为城市基础设施的重要组成部分,其抗震韧性研究具有重要意义。本次 演示将介绍城市地下结构抗震韧性研究进展,包括研究现状、研究方法以及未来 研究方向。
3、结构类型选择:根据地震危险性评估结果,选择合适的地下结构类型, 如框架结构、圆筒结构、拱形结构等。
地震研究的最新进展与前沿领域
地震研究是地球科学领域的一个重要分支,随着科学技术的进步,地震研究也在不断取得新的进展和突破。
在本文中,我们将介绍地震研究的最新进展与前沿领域。
一、地震预测与预警地震预测一直是地震研究的一个关键课题。
尽管目前还无法准确预测地震的发生时间、地点和规模,但科学家们通过研究地震前兆、地壳运动和地震活动模式等因素,逐渐提高了地震预测的准确性。
近年来,人工智能(Artificial Intelligence, AI)在地震预测中的应用成为一个热门研究领域。
利用机器学习和深度学习算法,科学家们可以对大量的地震监测数据进行分析和挖掘,从而寻找地震的潜在模式和规律。
这种基于数据驱动的方法为地震预测提供了新的思路和方法。
另外,地震预警系统的研究也取得了重要进展。
地震预警系统通过在地震波传播过程中实时监测和分析地震数据,可以在地震发生前几秒到几十秒的时间内发送预警信号。
这样的预警系统已经在一些国家和地区得到实际应用,并取得了良好效果。
未来,科学家们将继续完善地震预警系统,并研究如何更好地将其应用于地震灾害防控工作中。
二、地震动力学与地震机制地震动力学是研究地震发生和传播过程的学科,对于理解地震机制和地震破坏性具有重要意义。
近年来,地震动力学的研究中涌现了一些新的进展和突破。
首先,高性能计算技术的发展为地震动力学模拟提供了强大的支持。
通过使用超级计算机和并行计算技术,科学家们可以模拟和研究更复杂的地震过程。
这使得他们能够更准确地预测地震破坏性、地震波传播规律等,为地震灾害防控提供更可靠的依据。
其次,与地震相关的多学科交叉研究也得到了广泛发展。
地震研究不再局限于地球物理学领域,而是涉及地质学、工程学、材料科学等多个学科的交叉。
这种跨学科合作为我们深入理解地震机制提供了新的视角和方法。
此外,近年来地震机制研究中出现了一些新的进展。
例如,通过使用全球网络化的地震台网和高精度的地震仪器,科学家们能够更准确地测量地震的震源参数,包括震源深度、震级、震源机制等。
建筑抗震技术的现状与发展趋势
建筑抗震技术的现状与发展趋势建筑抗震技术是指在建筑设计和施工过程中,为了减少建筑结构在地震时所受到的破坏和损失,采取的一系列物理、化学和材料科学等技术手段。
由于地震的不确定性和突发性,建筑抗震技术在保障人民生命财产安全方面扮演着重要的角色。
目前,随着我国建筑业的蓬勃发展,建筑抗震技术也在不断地得到完善和提升。
以下将从建筑抗震技术的现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、建筑抗震技术的现状1. 抗震设计标准的不断更新我国目前在对建筑抗震技术进行规范和标准化方面取得了显著进展。
自1988年发布的《建筑抗震设计规范》以来,我国先后发布了多个版本的抗震设计规范,包括2010年修订版和2019年最新版本。
这些标准的更新,不仅体现了我国建筑抗震技术的不断发展,也为抗震工程提供了坚实的法律依据。
2. 抗震技术的应用范围不断拓展目前,我国的建筑抗震技术已经广泛应用于各类建筑物的设计和施工中。
不仅是高层建筑、大型商业综合体等高风险地区的建筑物,就连普通的住宅小区以及学校、医院等公共场所的建筑抗震技术也得到了更加注重和重视。
3. 抗震材料的研发和应用推广建筑抗震技术的核心是利用各种材料和技术手段,在设计、建造过程中尽量减少建筑物的震动和荷载。
目前,建筑抗震材料的研发和应用推广也是建筑抗震技术的重要组成部分。
例如,增加钢筋的使用量、利用板材等材料对墙体进行加强等多种技术手段都可以有效减少建筑物的受损程度。
二、建筑抗震技术的发展趋势1. 建筑抗震技术的个性化定制建筑抗震技术是一个相对成熟的技术领域,但随着社会变迁和现代化发展的需要,建筑抗震技术也应与时俱进,不断实现个性化定制。
随着数据技术的发展,建筑抗震技术将会从基于统计数据和具有普适性的框架转向更加个性化的方向,更好地拟合不同地区的建筑需求。
2. 增加抗震性能预测技术研究和应用抗震性能预测技术是建筑抗震技术的一个重要组成部分。
在预测建筑物在地震中的抗震性能时,可以在设计阶段提前预判建筑物的受灾状况,从而尽早采取相应的应对措施。
地震预测技术的现状和发展趋势
地震预测技术的现状和发展趋势地震是一种突发自然灾害,给人们的生命和财产带来严重威胁。
因此,地震预测技术的发展一直是科学界和各国政府关注的焦点。
本文将就地震预测技术的现状和发展趋势进行探讨。
一、地震预测技术的现状目前,地震预测技术还没有达到完全准确的程度,但科学家们已经取得了一定的进展。
以下是一些地震预测技术的现状:1. 地震监测网络:各国都建立了一定规模的地震监测网络,通过监测地壳运动、地震波传播和脉动等信息,实时收集地震活动数据。
2. 地震前兆研究:地震前兆是地震发生之前的一些物理信号,例如地面异常变形、地磁场变化、地下水位异常等。
科学家们通过对这些前兆进行分析,试图找到地震发生的规律性变化,以实现地震预测。
3. 统计模型:通过对历史地震数据的统计分析,科学家们发现了一些地震活动的规律性特征。
基于这些规律性特征,他们建立了一些数学模型,用于预测未来地震的可能性和强度。
4. 人工智能技术:近年来,人工智能技术的快速发展为地震预测带来了新的思路。
通过对大量的地震数据进行深度学习和模式识别,人工智能可以发现一些非线性的地震活动规律,从而提高地震预测的准确性。
尽管地震预测技术取得了一些进展,但目前仍然没有一种方法可以准确预测地震的时间、地点和强度。
地震预测的复杂性和不确定性使得科学家们仍然面临巨大的挑战。
二、地震预测技术的发展趋势虽然地震预测技术目前仍然存在许多挑战,但科学家们对未来的发展持乐观态度,并提出了一些可能的趋势:1. 多种技术的综合应用:地震预测技术的发展趋势是将多种技术相结合,形成综合预测体系。
通过结合地震监测网络、地震前兆研究、统计模型和人工智能技术等多种手段,提高地震预测的准确性和可信度。
2. 大数据和人工智能:随着地震监测技术的不断进步,大量的地震数据被产生和收集。
利用人工智能技术的方法对这些数据进行处理和分析,将成为地震预测的关键。
人工智能的快速发展将为地震预测提供更多新的思路和方法。
地震预测技术的现状与未来展望
地震预测技术的现状与未来展望地震,这个大自然的“暴力行为”,一直以来都给人类带来了巨大的灾难和损失。
为了尽可能减少地震造成的危害,科学家们不断努力探索和研究地震预测技术。
如今,我们在这一领域已经取得了一定的成果,但仍然面临着诸多挑战。
同时,未来的发展也充满了无限的可能。
地震预测技术的现状可以说是在不断进步,但仍然存在很大的不确定性。
目前,主要的地震预测方法包括地震地质方法、地震统计方法和地震前兆观测方法等。
地震地质方法是通过研究地质构造来预测地震。
我们知道,地震往往发生在地质断层带等特定的地质区域。
通过对这些区域的地质结构、活动历史和地壳运动的研究,可以对未来可能发生地震的地点和大致时间范围进行估计。
然而,这种方法的准确性受到地质结构复杂性和不确定性的限制,很难给出精确的地震发生时间和震级预测。
地震统计方法则是基于历史地震数据的分析。
通过对过去地震发生的频率、强度和时间分布等进行统计分析,来预测未来地震的可能性。
但地震的发生是一个极其复杂的过程,受到多种因素的影响,单纯依靠统计规律难以准确预测单次地震的发生。
地震前兆观测是当前地震预测的重要手段之一。
常见的地震前兆包括地壳形变、地下水异常、地磁场变化、地电场变化以及动物异常行为等。
例如,地壳形变可以通过 GPS 测量等技术进行监测;地下水的水位、化学成分等变化也可能预示着地震的临近。
然而,这些前兆现象并不总是与地震的发生直接相关,有些可能是其他地质过程或环境因素引起的,因此需要对这些观测数据进行仔细的分析和判断。
尽管我们有了这些方法,但目前的地震预测仍然处于一个相对初级的阶段。
地震的发生机制非常复杂,涉及到地球内部的深部过程、岩石的力学性质、地壳应力的积累和释放等多个方面,我们对这些过程的了解还远远不够。
此外,地震的“不可预测性”也给预测工作带来了极大的困难。
有时候,即使出现了一些看似明显的前兆现象,地震也不一定会按照预期发生。
然而,科技的不断进步为地震预测带来了新的希望。
地震预测技术的进展与趋势
地震预测技术的进展与趋势地震是一种不能被预测的自然现象,因此地震预测一直是人们追求的目标之一。
在过去的几十年中,科学家们开展了大量的地震研究,研发了各种地震预测技术。
本文旨在探讨地震预测技术的进展和趋势。
一、传统地震预测技术的不足传统地震预测技术主要包括地震前兆监测、地震地质学、地震物理学、地震工程学等多个学科领域。
这些传统技术在一定程度上可以预测地震的时间、地点和震级,但存在以下不足:1. 性能问题:传统地震预测技术的性能存在很大的局限性,特别是在预测大地震方面。
因为实现这种预测需要具备充分而丰富的数据,数据量过小或差异过大都会影响误报率和漏报率。
2. 时间问题:传统地震预测技术有一定的时间限制,一般只能预测短时间或中等时间发生的小地震,而对于大地震的预测则无从谈起。
3. 破坏问题:传统地震预测技术无法消除地震的破坏性,仅是简单的预测地震的发生时间、位点和震级。
在感知地震后,现场可能的灾害损失还是很难避免。
二、现代地震预测技术的进展随着科学技术的不断进步,现代地震预测技术也在不断发展。
下面列举一些主要的现代地震预测技术:1. 统计学方法:统计学方法主要是利用大量的地震数据,通过统计分析找到一些与地震相关的规律和趋势,用于预测未来地震的概率和可能性。
由于可以处理大量的数据,且预测结果的可靠性和精度较高,因此受到越来越多的关注和研究。
2. 人工智能方法:人工智能方法包括神经网络、支持向量机、模糊系统等。
这些算法可以自动学习和发现数据之间的规律和关系,生成一些预测模型,从而提高预测准确率和稳定性。
但也有些人幸福地低估了预测的难度,还是无法建立一套可靠性强、具有普适性的模型。
3. 地震电磁法:地震电磁法是通过探测地震活动带周围地下电磁场的变化来预测地震的方法。
这种方法利用了地下介质中导电性和磁性的不同特点,通过分析不同特征参数预测未来地震的可能性。
4. 无人机技术:无人机设备可以在预测和监测地震过程中发挥重要作用。
地震预测技术的研究现状与展望
地震预测技术的研究现状与展望地震是自然界中最具破坏力的灾害之一,古今中外的地震灾害造成的损失不计其数。
因此,地震预测技术一直是全球科学家关注的重要议题之一。
随着科技的不断发展,以及越来越多的数据和信息被开发和利用,地震预测技术的研究也在不断地加强与更新。
下面将从实际应用、传统方法及新技术等角度,讨论地震预测技术的研究现状与未来展望。
一、实际应用地震预测技术的主要目的是为了在地震到来之前进行预警和预防,以减少地震灾害造成的损失。
在现实应用中,地震预测技术还被应用于许多领域,如:构建抗震建筑、法律制定、城市规划等。
在这些领域,地震预测技术可以提供科学的数据和信息,以便政府和行业管理者采取相应的措施来减少可能的地震灾害影响。
例如,在城市规划中,地震预测技术可以用来确定建筑物的抗震水平,以及评估城市各区的安全等级。
因此,地震预测技术的实际应用有助于建立可持续、安全、强大的社会基础设施,提高人类的生存条件。
二、传统方法传统的地震预测技术主要是通过观测地壳变形变化和地震活动来预测地震发生的时间和位置。
其中,测震台是传统地震预测技术的关键设备。
测震台记录并分析地震波,来判断地震的发生情况。
尽管传统方法已经得到广泛应用,但是地震预测的准确性受到一些严重的限制。
一方面,基础数据缺乏。
例如地震的发生受到许多环境因素的影响,这些因素的测量和收集都需要耗费大量的成本。
另一方面,传统的地震预测技术也被指出缺乏科学性和策略性,不能充分反映地震发生的机理。
三、新技术目前,随着科技的进步和数据的快速增长,新的地震预测技术不断被研发和创新,尤其是基于大数据分析和人工智能技术的创新。
以下是几种常见的新技术:1.基于人工智能的地震预测人工智能技术可以利用大数据进行分析和预测地震的发生。
通过分析地震数据、地形数据、环境数据和监测数据等多元化数据,可以建立更加精确的地震模型,并确定地震的发生区域和时间。
这种方法可以帮助科学家更好地预测地震的变化趋势、发生概率和地震烈度等重要参数,同时也为建立更准确的预警系统提供了一定的数据基础。
地震预测技术进展
地震预测技术进展地震是地球的自然现象之一,其造成的破坏和伤害常常给人们带来巨大的痛苦。
因此,地震预测一直是地球科学领域的重要研究课题之一。
随着科技的不断进步,地震预测技术也在不断发展和改进。
本文将介绍当前地震预测技术的最新进展。
传统地震预测方法在介绍最新地震预测技术之前,我们先来回顾一下传统的地震预测方法。
传统的地震预测方法主要包括观测法、模型法和监测法。
观测法是通过对地壳运动和地下应力变化进行观察和分析,来推断未来可能发生地震的区域和时间。
这种方法依赖于对地震前兆信号的准确观测和解读,然而由于地震前兆信号稀少且复杂多样,这种方法的可靠性和准确性一直存在争议。
模型法是通过构建数学或物理模型,模拟地壳运动和应力分布,并根据模型结果来推测未来可能发生地震的区域和时间。
这种方法依赖于对地球物理过程的深入理解以及模型参数的准确性,在计算结果与实际观测数据有较好吻合时,可以提供可靠的预测结果。
监测法是通过在地震活动频繁区域布置大量地震监测仪器,实时监测地壳运动和地下应力变化,并根据监测数据来判断可能发生地震的区域和时间。
这种方法依赖于监测设备的密集程度和数据采集、传输与处理的效率,在高密度监测条件下,可以提供比较准确的预警信息。
虽然传统的地震预测方法在某些情况下具有一定有效性,但是由于各种限制因素(如数据稀缺、不确定性等),它们往往无法提供准确、可靠且及时的地震预警信息。
因此,需要不断探索新的技术手段来改善或替代传统方法。
利用机器学习进行地震预测近年来,随着大数据和人工智能等新兴技术的快速发展,机器学习在各个领域都取得了突破性进展。
在地震预测领域也不例外,利用机器学习方法对大量的实时监测数据进行处理和分析,可以提高地震预测的准确性和可靠性。
目前已经有许多研究使用机器学习方法进行地震预测,并取得了一定的成果。
其中最具代表性的是基于深度学习算法的地震预测模型。
深度学习是一种基于人工神经网络结构的机器学习方法,其具有较强的数据处理和特征提取能力。
地震科学研究的最新进展
地震的发生机制、预测和减灾措施,科学家们一直在进行地震科学研究。
最近几年,地震科学研究取得了一些重要的进展,下面将介绍其中的一些方面。
一、地震监测技术的发展1. 全球定位系统(GPS)技术:GPS技术被广泛应用于地震监测和地壳运动的研究中。
通过对地震前后地壳运动的观测,可以更准确地了解地震的发生机制,并提供更可靠的地震预警。
2. 反射地震成像技术:反射地震成像技术通过记录地震波在地下不同介质中的反射和折射,重建地下结构。
这项技术可以帮助科学家们更好地理解地震断层的分布和形态。
3. 岩石物理实验室研究:岩石物理实验室研究通过模拟地震作用下的岩石变形和破裂过程,揭示地震发生的物理机制。
这些实验可以提供地震模型和参数,为地震预测和减灾措施的制定提供依据。
二、地震预测与预警研究1. 地震前兆指标:科学家们通过观测地震前兆现象,如地表变形、地震波传播速度等,尝试提前预测地震。
然而,地震前兆的解读和准确性仍然是一个挑战,需要进一步的研究。
2. 机器学习和人工智能:近年来,机器学习和人工智能技术在地震预测和预警研究中得到了广泛应用。
通过对大量地震数据的分析和模式识别,这些技术可以帮助科学家们更准确地预测地震的发生时间、位置和强度。
3. 实时地震监测网络:建立实时的地震监测网络是地震预警系统的基础。
科学家们通过部署大量地震监测设备,构建了覆盖广泛的地震监测网络。
这些网络可以实时监测地震活动,并提供地震预警信息。
三、地震灾害减轻研究1. 建筑物结构设计:科学家们通过研究建筑物在地震作用下的响应,提出了一系列抗震设计原则和技术。
这些设计原则可以使建筑物在地震中更具韧性,减少人员伤亡和财产损失。
2. 土木工程防护措施:地震波传播过程中,土壤的特性对地震影响至关重要。
科学家们通过研究土壤动力学,提出了一系列土木工程防护措施,如土壤加固、地基处理等,以减轻地震灾害的影响。
3. 社会准备和应对能力:科学家们不仅关注地震科学研究,还致力于提高社会的准备和应对能力。
地震工程学的最新进展
地震工程学的最新进展地震,这一自然界的巨大力量,始终威胁着人类的生命和财产安全。
为了更好地应对地震带来的挑战,地震工程学应运而生,并在不断的研究和实践中取得了显著的进展。
在过去,地震工程学主要侧重于建筑物的抗震设计,通过增加结构的强度和刚度来抵抗地震作用。
然而,随着研究的深入和技术的发展,如今的地震工程学已经涵盖了更广泛的领域和更先进的理念。
材料科学的进步为地震工程学带来了新的突破。
新型的抗震材料不断涌现,如高性能混凝土、纤维增强复合材料等。
这些材料具有更高的强度、更好的韧性和耐久性,能够显著提高建筑物在地震中的抗倒塌能力。
例如,纤维增强复合材料可以用于加固老旧建筑的结构构件,增强其抗震性能,延长建筑物的使用寿命。
计算机模拟技术的发展使得我们能够更准确地预测地震对建筑物和基础设施的影响。
通过建立复杂的数学模型,结合地质条件、地震波特征和建筑物结构等因素,工程师们可以在计算机上模拟地震发生时的情况,评估不同设计方案的抗震效果。
这不仅大大减少了试验成本和时间,还为优化设计提供了有力的支持。
监测技术的革新也为地震工程学注入了新的活力。
传感器网络的广泛应用使得我们能够实时监测建筑物和桥梁在地震中的响应。
这些传感器可以收集结构的振动、变形和应力等数据,通过无线传输技术将信息发送到控制中心,为及时评估结构的安全性和采取相应的应急措施提供依据。
此外,基于卫星遥感技术的监测系统能够对大范围的区域进行监测,快速获取地震后的灾情信息,为救援和重建工作提供重要的决策支持。
在抗震设计理念方面,性能化设计逐渐成为主流。
传统的抗震设计往往基于单一的设防烈度,而性能化设计则根据建筑物的重要性、使用功能和业主的需求,设定不同的抗震性能目标。
例如,医院、学校等重要公共建筑可能需要在大地震后仍能保持正常使用功能,而普通住宅则可以允许一定程度的损坏但不倒塌。
这种个性化的设计理念能够更好地平衡安全性和经济性。
隔震和减震技术的应用也越来越广泛。
地震预测的最新研究进展
地震预测的最新研究进展地震是地球上非常常见且具有破坏性的自然灾害之一。
由于地震的突发性和不可预测性,灾害预警和准确的地震预测一直是科学家和地震学家们关注的焦点。
近年来,随着科技的发展和研究的深入,地震预测领域取得了一些令人振奋的最新研究进展。
一、地震前兆现象的监测与研究地震前兆现象是指地震即将发生之前,地球内部产生的一系列物理和化学变化。
通过密集地震监测网络和先进的监测技术,科学家们可以观测到一些地震前兆现象的变化,如地表变形、地磁场异常、地震动态数量的变化等。
这些监测数据被用来建立地震前兆模型,从而预测地震的时间、地点和强度。
最近的研究发现,通过深入分析地震前兆现象的数据,并结合机器学习算法等先进的模型,地震预测的准确性得到了显著提高。
例如,研究人员使用卷积神经网络(CNN)对大量的地震前兆数据进行训练,能够准确地预测地震的时间和空间分布。
这种基于机器学习的方法为地震预测提供了新的可能性和希望。
二、地震预警技术的发展地震预警技术是通过实时监测和分析地震前兆现象的变化,提前几秒到几十秒的时间,向可能受到影响的区域发送警报,以便人们采取防范措施。
最新的研究表明,地震预警技术有望在减轻地震灾害的方面发挥更大的作用。
一项重要的研究成果是开发出一种名为“P波警报”的技术,它可以在地震波到达前的几秒钟内向人们发送地震警报。
这几秒钟的提前时间可以让人们有更多的机会躲避掉落物、寻找安全的避难所或进行其他适当的防护措施。
此外,地震预警技术还可以被用于停止地铁、关闭自动化系统等,从而减少附带伤害和损失。
三、地震模拟和数据模型的改进地震模拟和数据模型是地震预测研究中的重要组成部分。
通过建立准确的地震模拟模型,科学家们可以预测地震的强度、震源深度以及地表动态等参数。
最新的研究致力于改进地震模拟和数据模型,提高地震预测的准确性。
地震模拟模型的改进包括引入新的地质和地球物理参数,以更真实地模拟地震过程的复杂性。
此外,还有研究人员利用大数据和人工智能技术,对过去的地震数据进行深入分析,以预测未来地震的规模和强度。
第17届世界地震工程大会岩土地震工程相关领域研究进展综述
东河区旅游市场管理办法第一章总则第一条为加强旅游市场管理,保护和合理开发利用旅游资源,保障旅游者和旅游经营者的合法权益,促进本区旅游业的健康发展,根据有关法律、法规,结合本省实际,制定本办法.第二条本区域内的旅游经营者和旅游者,必须遵守本办法。
第三条应从本地实际出发,制定旅游业中、长期发展规划和年度计划,并纳入国民经济和社会发展计划。
第四条鼓励企业、事业单位和个人依照本办法在本区从事旅游经营活动。
第五条旅游经营者应遵循诚实、信用、公平的原则,遵从宾客至上、优质服务的宗旨,依法经营。
第六条旅游管理部门负责本行政区域内的旅游市场管理工作。
人民政府有关部门依照职责分工,协同旅游管理部门管理旅游市场。
第二章旅游资源第七条开发旅游资源,坚持经济效益、社会效益和环境效益相统一、整体开发与局部开发相结合的原则,突出地方特色,充分发挥资源优势.第八条旅游管理部门会同有关部门对旅游景点相对集中,旅游经济效益或潜在效益较高的区域进行评估后,报市人民政府批准,划定为旅游区。
第九条除法律、法规另有规定外,新建旅游景点,应征得当地旅游管理部门同意后,按规定程序报批.旅游区的发展规划以及新建、改建、扩建的旅游基本建设项目,在报批前须经当地旅游管理部门同意。
第十条旅游区、旅游景点的建设应进行环境影响评价.建设项目应与全区旅游业总体规划相适应,建设风格应与周围环境相协调。
第十一条应采取措施,保护旅游资源和旅游环境。
任何单位和个人不得破坏旅游资源和旅游环境。
第十二条在风景名胜区、游览景点,禁止擅自采石、采矿、挖沙、取土、葬坟、采伐林木、捕猎野生动物、排放污染物、倾倒废弃物.第十三条旅游资源普查和评估工作,由旅游管理部门会同计划、建设、环境保护、宗教事务、文物管理等部门进行.第三章旅行社第十四条旅行社的设立和经营按照《旅行社管理条例》执行。
《旅行社管理条例》未规定的,按本办法执行.第十五条旅行社异地设立办事、经营机构,须经设立地的旅游管理部门批准,并报旅游管理部门备案.外国旅行社在本省设立常驻机构,以及本区旅行社在境外设立办事、经营机构,须经省旅游管理部门审核,报国务院旅游行政管理部门批准.外国旅行社在本区设立的常驻机构只能从事旅游咨询、联络、宣传活动,不得经营旅游业务.第十六条旅行社不得出租、转让《旅行社业务经营许可证》。
地震勘探技术的新进展
地震勘探技术的新进展地震勘探技术是一种通过记录和分析地震波在地球内部传播的方法,用来获取地下结构和地质构造的信息。
随着科技的不断发展,地震勘探技术也得到了很大的进步和改进。
本文将介绍地震勘探技术的新进展,并探讨其在能源开发、地质探测以及环境监测中的应用。
一、高精度地震仪器的应用传统的地震仪器在获取地震波信号时存在精度不高的问题,而高精度地震仪器的出现很好地解决了这一问题。
高精度地震仪器采用先进的传感器和数据处理技术,能够更准确地记录地震波信号,并提供更精确的地下结构信息。
这种技术的应用使得地震勘探的数据质量大幅提高,为后续的地质解释和资源开发提供了可靠的依据。
二、多参数地震勘探技术的发展传统的地震勘探技术通常只能获取地震波的一个或几个参数,难以全面了解地下结构的细节。
而多参数地震勘探技术的发展填补了这一空白。
多参数地震勘探技术可以获取地震波的多个参数,如振幅、频率、极化等,从而更全面、细致地揭示地下结构的特征和变化。
这种技术的应用不仅提高了地震数据的可解释性,也为地质灾害预测和矿产资源勘查提供了更准确的信息。
三、三维地震成像技术的应用随着计算机技术和数值模拟技术的发展,三维地震成像技术在地震勘探中得以广泛应用。
传统的地震成像技术通常是基于二维数据进行分析和解释,难以准确地揭示地下结构的三维特征。
而三维地震成像技术能够综合地震数据的空间和时间信息,以三维模型的形式展现地下结构,为地质研究和资源勘探提供全面的视角和更准确的判断。
这种技术的应用大大提高了地震勘探的效率和准确性。
四、地震反演技术的改进地震反演技术是地震勘探中重要的数据处理和解释手段。
传统的地震反演技术常常只能得到地下结构的模糊影像,对于细节部分的解释力度较弱。
近年来,随着反演算法和计算能力的提升,地震反演技术在分辨率和精度方面有了显著的改进。
新的反演技术能够更好地还原地下介质的细微特征,提高了地震数据的利用率,为勘探和开发工作提供了更精确的指导。
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收稿日期:2005-03-10 作者简介:罗 群(1968-),女,工程师,工学硕士,主要从事防灾工程与防护工程的设计研究.文章编号:167124229(2005)0520428209地震工程研究的新进展罗 群1,渠建新2,朱 葳3(1.广东人防建筑设计院,广东广州 510405;2.广州大学土木工程学院,广东广州 510405;3.中国地震局工程力学研究所,黑龙江哈尔滨 150080)摘 要:对地震工程研究的一些新进展进行了评述,指出在北岭地震和阪神地震后地震工程研究进入了一个新阶段,主要特征是更着重于多学科交叉,在各种组织之间进行合作研究以及在减轻城市地震灾害中应用高技术的研究.在最近10年,强地震动研究,特别是强震观测有了新的成果;结构控制的理论和应用研究,特别是隔震技术的工程应用有了新的发展;土工抗震、生命线工程抗震成为新的研究热点;试验设备的扩充和网络化成为新的趋势.关键词:地震工程;减灾;研究进展中图分类号:T U 352 文献标识码:A 1994年1月17日美国北岭地震[1]与1995年1月17日日本阪神地震[2]以及1999年9月21日中国台湾集集地震[3]是发生在现代城市的较大的地震.这几次地震为人类提供了城市震害的丰富经验,使政府部门及广大民众进一步认识到地震灾害与城市的经济和社会发展有着密切关系,认识到大力开展减轻城市震害研究工作的重要性和迫切性,从而促进了地震工程研究的转型,推动地震工程科学向着新的深度与广度发展.当前地震工程研究的发展特点:在内容上由传统做法逐步转向高新技术的应用;在组织形式上从以单体研究为主过渡到组织合作研究,从工程师单方面研究过渡到工程师与地震学家、地质学家、社会学家联合研究.20世纪90年代,美国大力组织研究中心进行研究工作,在国家科学基金会(NSF )的推动下建立了三个互补的地震工程研究中心:①伊利诺大学(Urbana )的“美国中部地震中心”(MAEC )(Mid 2America Earthquake Center );②纽约州立大学(Buffalo )的减轻地震损失的高技术地震工程研究中心(Earthquake Engineering Re 2search Center for Advanced T echnologies for Earthquake Loss Reduction ),现更名为“多学科地震工程研究中心”(MCEER )(Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research ),这反映了地震工程研究的跨学科性质;③加州大学伯克利分校(Berkeley )的“太平洋地震工程研究中心”(PEERC )(PacificEarthquake Engineering Research Center ).各研究中心把工作重点放在对减轻地震灾害有重大意义的问题上,美国国家科学基金会与地方政府每年各资助每个中心2百万美元.此外,美国国家科学基金会组织加州理工学院(Caltech )等7所大学实施一个大的合作研究计划VE LACS ,用各所大学的离心机试验结果验证砂土液化的分析[4~7].该基金会从2000年开始,用了4年时间,投资8000多万美元组织18所大学和研究机构,启动了一项“地震工程模拟网络(NEES )”十年计划(2004~2014),将15座大型的实验设备(包括振动台、离心机和伪动力实验设备)联网,旨在通过世界宽带网整合和分享研究资源,开拓地震工程合作研究和教育培训的新纪元[8].中国自然科学基金会也正在资助一个重点项目,由同济大学等3个院所合作进行土木工程中远程协同试验技术的研究工作.近年来各国地震工程研究中心之间的合作研究也在进一步加强,如2000年美国三个地震工程研究中心与中、日、韩等国的多个地震工程研究中心组建了“亚太地区地震工程研究中心联合体(ANCER )”.2001年17个国家在意大利成立“国际隔震与消能减震控制协会(ASSISI )”,这些合作有力地推动了地震工程研究在国际间的交流. 第4卷 第5期2005年 10月 广州大学学报(自然科学版)Journal of G uangzhou University (Natural Science Edition )V ol.4 N o.5Oct. 2005近年来地震工程研究在内容、研究重点和途径方面都有了新的发展,本文将简述发展的情况.1 城市防震减灾减轻地震灾害乃至消除破坏性地震对人类和环境的影响是地震工程研究的最终目的.当前减轻城市地震灾害是国内外地震工程界面临的重要任务.阪神、北岭等地震的震害经验说明,城市的建筑环境、基础设施和网络系统日益复杂,而且功能与安全要求越来越高,减轻城市地震灾害问题变得越来越困难,减轻城市震害需要探讨新的打破常规的方法.美日两国是在城市减灾研究方面投入最多的国家.两国政府间在这方面开展了长期的合作研究,并取得了成效.目前除在1995年开始的“复合与混合结构”,1995年,美日正式启动“城市减轻地震灾害合作研究计划”,在5年中两国每年各提供150万美元资助,拟定了5个研究领域[9~11]:①考虑功能的设计与工程建设;②社会科学与多个相关学科的综合研究;③近代钢结构;④岩土工程系统;⑤高技术应用研究.此外,两国在研究中心之间的合作研究也很活跃,如开展“震后城市重建策略研究”,“用于减轻震害的高技术研究”等.合作研究包括以下学科领域:①微生物(细菌)的泄漏;②量子化电子学;③光化学;④射电天文学;⑤经济学;⑥用于减轻地震灾害的高技术;⑦震后重建.由此可见美日两国在地震工程与城市减灾合作研究的领域是非常广阔的.在减轻城市地震灾害中高技术应用研究的主要内容:①鉴别、评估、推动并改进适用于城市减轻地震灾害的高技术;②发展综合实时监测系统,用于探测震后火灾与破坏;③发展计算机辅助响应支持系统,用于震后危急管理;④发展原型机器人,用于搜寻与救援、消防、应急修复与拆除工作.高技术领域的研究将突破传统的减灾方法,目标是采用高技术手段发展新的减灾策略.这些高技术手段包括:①创新的工程材料和装置,包括自适应性介质材料,它能灵敏地响应外部激励,适用于建筑物与民用基础设施系统的控制和保护;②智能器件、构件和结构;③先进的保护系统及其应用;④用于防火、检测、阻燃、控制和快速灭火的新型材料与技术;⑤先进的无损检测技术、传感器和自动装置,用于状态评价与破坏检测和控制;⑥智能机器人与机器,用于快速搜寻和救援以及安全有效地拆除已破坏的结构,清除废料,进行重建工作;⑦综合监测和灾害信息系统及其在抉择各种减灾措施中的应用;⑧全球定位系统及其在监测地面与结构运动、实时破坏和损失评估、应急管理等工作中的应用[12~16].吸取近期几次大地震的震害经验教训和上述内容的研究实践,学者和管理层认识到城市减灾工作是一项大系统工程,实施起来十分困难.要有效地做好城市减灾工作,必须在震前做好各项预防工作,为震后抢险救灾与减轻震害损失提供有利条件.但无论震前预防工作或震后救灾工作,除采用行之有效的传统方法外,应主要依靠高科技提供的方法和手段,发展新的减灾策略及创新的方法和手段,才能更有效地减轻城市震害和损失.2 强地震动研究2.1 强震观测强震观测是地震工程的基础性工作,必须持之以恒.美日两国在北岭地震与阪神地震中取得了丰富的主震记录,在地震工程研究中,特别对近场强地震动研究发挥了重要作用.强震观测工作的新进展主要有以下两方面.2.1.1 取得了一批新的强震记录[17~22] 阪神地震(712级)是日本自1923年关东大地震以来发生的最大一次地震.据日本强震观测委员会(S ME OC)资料统计,共有165个台站获得了276个三分量主震加速度记录.其中230条记录的峰值加速度大于0110g;在离震中16km处的日本神户海洋气象台获得了本次地震的最大地表加速度记录,其水平峰值加速度为01818g.276个主震加速度记录中,取自各类建筑的有44处,桥梁8处,堤坝15处,结构下基础上50处,地下测井内34处,以及自由地表面125处.此外还取得了22个地面三分量主震速度记录,最大速度峰值达55cm・s-1.这是世界上7级以上强震中一组最丰富的强震记录群,对今后震源、传播、场地特性以及工程抗震的研究将起很大的推动作用.北岭地震(612级)是美国洛杉矶地区近代发生的最有影响的大地震.加州强震仪计划和美国国家强震仪台网所辖200余个台站获得了本次地924 第5期罗 群等:地震工程研究的新进展 震的主震记录,其中在震中距为6~181km范围内获得了峰值加速度超过0110g的较大记录,包括地表自由场75条,结构基底70条和各类结构85条,共230条.在本次地震中,有6个台站获得了峰值加速度超过1g的特大记录;在震中以南7km 处的T arzana取得了本次地震自由地表加速度最大的记录,水平峰值加速度为1182g,竖向加速度为1118g.其余5个台站分别位于一座水坝、一座公路立交桥和3座建筑物上,距震中15~32km.其中在震中东北18km处的Pacoima拱坝左岸坝肩取得了水平峰值加速度213g,竖向峰值加速度117g的最大记录.Pacoima拱坝左岸坝肩也是1971年San Fernando地震时记录到最大加速度的地方.这些强震记录是一批极具研究及应用价值的宝贵资料.集集地震时在台湾数百个台站获得了本次地震的主震记录,其中长周期速度和位移脉冲型的近断层地震动记录十分宝贵,对这些记录的分析推动了近场地震动研究的发展.2.1.2 强震观测工作向观测与综合应用的阶段发展 现阶段的强震观测工作与强地震动特性研究密切结合,也与结构抗震分析、结构状态监测、结构动态特性识别以及结构控制等发生了联系,作为一种重要观测手段发挥作用[23~27].由于扩大了应用范围,用户对强震记录的管理和传递也有了新的要求,强震观测工作出现了新的生机.但由于在强震观测记录的数据处理和分析中,沿用着传统的数据处理方法,所提供的信息资源难以满足日益扩大的应用要求.故应当发展新的数据处理方法,以提高强震记录的信息资源.2.1.3 强震观测正在同高技术结合,增强观测功能 利用G PS和GIS技术,通过改进的强震观测仪可以用来监测地面和结构的运动状态.随着智能材料和结构以及灵敏传感器等高技术的发展,必将推动强震仪向着可靠性、易维护性与小型化、智能化方向发展.212 近场强地震动影响这是国内外地震工程界关注的重要问题.在北岭、阪神与集集地震中,近场强地震动现象的突出表现令人吃惊,从而使城市地区近场强地震动影响成为研究热点.Hall等利用上述两次地震取得的大量记录和丰富的震害资料,详细考察了近场强地震动特性及其对各种结构的影响[28~31].王国权、周锡元等研究了集集地震近场强地面运动的特征[32];Makris研究了电流变阻尼器防止基础隔震结构受近场地震动影响的问题[33].由于近场地震动研究在地震工程与城市减轻震害工作中有重要作用,美国国家科学基金会已将其列入城市减轻地震灾害计划之中.3 岩土地震工程历次破坏性地震的震害经验说明,地基失效是引发或加重震害的主要因素.因此在地震工程与城市减灾中岩土地震工程占有重要地位.岩土地震工程是由实践经验、科学实验与理论分析综合发展起来的一门学科.岩土介质具有高度非线性和随机性,其力学特性十分复杂,而且与其所处环境密切相关.因此在解决岩土工程实际问题时,实践经验和科学实验起着关键作用[34].当前岩土地震工程研究十分活跃,是充满生机与挑战的研究领域.2004年在加拿大温哥华举行的第13届世界地震工程大会上发表的有关论文达220篇,占本次大会论文总数2345篇的1/10左右,涉及的研究课题主要有以下几方面:①建立先进的土工试验设施(包括实验室与现场测试设备),大力推进土工科学实验研究;②土—结构相互作用研究,与结构抗震和结构控制研究密切结合起来;③岩土介质中波传播特性研究,它与近场强地震动研究和液化机理研究密切相关;④地基失效、砂土液化及土坝与边坡稳定问题研究.离心机是近代进行土工试验研究的一种新手段.近年来,高汉彦对在离心机上模拟地震问题作了评述[35];K uttur论述了地震动离心机模拟的最近进展[36];Scotter评述了动力土工试验的进展情况[37].据统计,目前全球大约有土工离心机设备60台,其中15台离心机有振动台设备,主要在美国和日本.美国的VE LACS计划,用离心机试验证实液化分析,分两个阶段实施,第一阶段,采用盲比较法证明由不同设备得到的离心机模型试验结果的可靠性.渗透压、加速度、沉陷的试验结果表明:存在相当大的离散性.这是因为不同离心振动机系统产生的输入运动存在差异,同时土样的制备技术亦有所不同.第二阶段,按严格的规程和标准,用9个不同的离心机模型试验结果与用数值034 广州大学学报(自然科学版)第4卷 分析方法预测的结果进行比较,表明实验结果的离散性小于数值预测结果的离散性.随着这些基础研究领域取得的进展,依靠用盲比较法研究数据的可靠性而发展起来的科学方法,岩土地震工程学得到了进一步的发展.离心机在岩土地震工程研究中是特别有用的设备.在第13届世界地震工程大会上专门设立离心机试验研究分会,美国国家科学基金会将发展新型的土工离心机设备列入建设地震工程实验设备的计划中.4 结构隔震与控制自1972年姚治平发表《结构控制的概念》一文以来,结构控制领域逐步发展起来,到1994年达到高潮.在美国召开了首届世界结构控制会议,来自15个国家的337人参加会议,发表论文225篇. 1997年H ousner等10位著名教授联名发表评论文章《结构控制:过去、现在与未来》,引用文献687篇,对结构控制的历史沿革、主要内容、未来研究课题等都作了精湛的论述[38].1998年S pencer与Sain发表评述文章《结构控制:反馈的新前沿》,引用文献158篇,论述了混合控制、半主动控制及其在土木工程结构中的应用[39].同年,“Engineering Structures”杂志出版“结构控制”专集,刊载优秀论文11篇[40~42].在2004年第13届世界地震工程大会上,有关结构控制的论文共944篇,占本次大会论文总数的1/3以上,可见结构控制已成为地震工程领域最热门的研究课题.4.1 结构隔震近20年来,各种隔震技术的研究和应用迅速发展.中国、日本、美国、新西兰、欧共体先后颁布了隔震技术规范或规程.阪神地震后,日本的隔震建筑如雨后春笋般增长,至今已多达2000多栋,隔震建筑高达42层.近年来,隔震技术的发展主要是开发三维隔震支座和低弹性模量的天然橡胶和铅芯橡胶隔震支座,通过降低橡胶材料的弹性模量,即降低橡胶支座的水平刚度来延长隔震建筑的固有周期,达到进一步减少结构地震反应的目的.圆形橡胶隔震支座的直径和规格不断发展,直径由最初小于300mm发展到1600mm(日本).近年来,多国学者研究复合隔震支座.1999年,美国研究用玻璃纤维之类的材料代替隔震支座的内部钢板,以求减轻隔震支座的重量.但这些只是在试验研究阶段,未能实际应用.中国于1993年建成当年世界上最高最大的隔震住宅楼(混凝土框架结构),开始把橡胶隔震支座用于量大面广的民用住宅[43].于1999年和2000年先后开发出直径1000mm和1100mm的橡胶隔震支座.于2000年和2001年先后编制了“建筑隔震橡胶支座”产品标准和“叠层橡胶支座隔震技术规程”,形成了适合中国国情的隔震技术体系,至今已建成隔震建筑400多栋,在数量上仅次于日本.目前正在研究层间隔震,以求突破规范中只限于基础隔震的规定.4.2 被动能量耗散被动能量耗散系统包括用于增大阻尼、刚度和强度的材料与器件,既用于新建结构,又用于老化或缺陷结构的修复.结构被动能量耗散用的阻尼器主要有:①金属屈服阻尼器,已用于新西兰、意大利、美国、墨西哥等的建筑物上;②摩擦阻尼器,在加拿大采用的有Pall摩擦阻尼器,在日本采用的有Sumitom o摩擦阻尼器;③粘弹性阻尼器,用于抗震和抗风,在中、美、日等国的一些建筑物上已采用;④粘滞液体阻尼器,早已用于航天和军工,最近已用于结构中;⑤调谐质量(液体)阻尼器,已用于高层建筑、桥梁、高塔和高烟囱等的抗风和抗震.4.3 主动控制主动控制系统是借助外部动力控制作动器,作动器再将力按预先确定的方式作用在结构上,以消耗结构中的能量.第一个用于建筑物的足尺主动控制是日本K ajima公司在1989年完成的.此后,主动与混合结构控制成功地用于建筑物和桥梁.但要使建筑工程界普遍接受反馈控制技术,还有许多问题必须解决,如:①降低投资与维护费用;②发展能抗强烈地震的控制作动器;③尽量消除对外部动力的依赖;④提高系统的可靠性和耐久性;⑤人们对非传统技术的认可.4.4 混合与半主动控制混合控制系统是将被动和主动控制装置组合起来,它比完全主动控制系统更可靠.混合控制系统的研究主要集中在以下两类:①混合质量阻尼器系统;②主动基础隔震.至今已有20多座建筑物和10座桥梁采用了反馈控制策略,其中大部分134 第5期罗 群等:地震工程研究的新进展 是采用混合控制系统.半主动控制系统需要的外部动力大大小于主动控制系统,通常用蓄电池就可运行.好的半主动控制系统明显优于被动装置,而且有可能达到或超过全主动控制系统的功能,因它在很宽的动荷载条件下能有效地降低反应.半主动控制在土木工程中的应用是很有希望的.4.5结构控制用传感器结构控制和结构设计面对的问题之一是很少知道有关结构在地震时的实际应力和应变状态.一般的强震仪只记录结构的整体运动,而不是记录结构构件中的实际应力和应变.这就需要特殊的传感器,以确定结构构件的真实受力性能.光纤传感器同传统的电传感器(如电阻应变片、压电晶体等)相比有许多优点,近年已用于土木工程的温度和应变测量,并用于结构健康监测和振动状态监测[44].4.6 智能材料系统所谓智能材料是指有非寻常物理特性的材料.这种材料提供了另一种控制结构运动的可靠途径.它们能通过自身的适应能力使其功能达到最大,而使所耗费用减到最小.目前对这类材料已完成了大量的研究工作.形状记忆合金(S MA)在结构控制领域中的应用已由许多研究者做了大量的分析与实验.Aiken,Nim和K elly着重研究了S MA在抗震设计中的应用问题.Dyke等研究了带有磁流变(MR)阻尼器的半主动控制系统的有效性[46~48].用一个三层结构模型在振动台上作对比试验,用E l Centro N2S波作输入,记录测得的反应.试验结果表明:有MR阻尼器的半主动控制的反应比没有控制的反应减少很多;第三层峰值位移减少7415%,峰值加速度减少4716%.MR阻尼器对降低反应的效果是十分显著的.4.7 结构控制的研究课题H ousner等在文献[38]中对结构控制的研究课题提出了如下建议:①用于非线性系统的被动、主动、半主动和混合控制的元件与控制算法,重点是有效能量法和发展能处理强输入信息的硬件;②非线性土木基础设施系统的模拟与识别;③发展创新的高性能和智能材料系统;④土木基础设施系统的健康监测、状态评价和破坏检测;⑤用于分布测量和弥散系统控制的智能传感器研究;⑥近场强地震动研究,它对结构控制的应用有重要影响;⑦对大尺度结构试验开展国际合作研究.这些研究课题代表了结构控制未来的研究方向.5 生命线地震工程自1971年圣费尔南多地震后提出生命线地震工程的概念迄今已逾34年,其间经历的数次大地震,特别是北岭地震与阪神地震成为生命线地震工程发展的强大推动力.当前生命线地震工程仍然是地震工程和城市减灾领域中最重要的研究课题之一.在2004年召开的第13届世界地震工程大会上,11个大会报告中生命线地震工程方面的报告有两个.美国康内尔大学的O’R ourke教授在“Advances in Lifeline Earthquake Engineering”的主旨报告中全面总结了生命线地震工程的研究进展.在这次大会上,生命线地震工程的论文共80多篇,从单个专题来看,论文总数仅次于结构工程、工程地震和岩土工程.5.1 公路网络地震危险性分析降低公路网络的地震危险性,网络的模拟与地震危险性,以及生命线网络的地震危险性评价等,是生命线地震工程的重点研究课题[49~53]. 2004年,美国Werner提出了一种多学科、模块化的公路网地震灾害评价方法,编制了一个分析软件.该方法涉及地震学、地震地质学、岩土工程学、交通工程和规划、经济学等内容.分析软件包含数据的输入、分析、输出等多个模块,每个模块集中完成一种功能.这样的优点是便于修改整个程序并可随时吸收好的研究成果.在该程序中初始数据有三部分:①公路网数据,如公路空间分布、桥梁涵洞等设施和构件的抗震性能参数、场地地震动反应特征等;②交通运输数据,如目的地、交通运输需求等;③地震数据,如地震活动性背景、假设地震等.根据初始数据首先进行地震危险性分析,然后利用所得结果进行公路设施、构件和逐段线路的地震破坏分析.接着是系统分析、网络分析、最后进行经济损失评价.5.2 油气管线报警系统这是城市减灾工作中最重要的研究课题之一,也是生命线地震工程研究中的热点课题[54]. 1995年日本Y oshikawa等研制了城市供气管网的早期报警系统SIG NA L,用356个地震传感器组成监测系统.一旦发生地震,由传感器测得的数据用234 广州大学学报(自然科学版)第4卷 无线通信方式送到供气管理中心.对用户房屋和管线破坏的估计、震级与震中的估计、反应谱的估算以及决策分析(是否立即切断还是继续供气)等事项都可很快得出处理结果.该系统对减轻由地震引发与煤气有关的次生灾害方面起到重要作用.日本T akada 等研究了生命线地震监测与实时破坏估计问题,提出一个估算管线系统破坏部位数目的方法,该方法建立在监测地震动的基础上,并计入液化影响.液化区域和管线破坏数量综合起来由计算机程序给出[56].5.3 桥梁抗震研究与修复桥梁抗震研究是生命线地震工程研究中的又一重要课题.在北岭与阪神地震中有相当多的桥梁遭受破坏[57].震后,美、日两国对桥梁抗震与修复问题开展了合作研究,着重研究桥墩及其与梁的接头部位的抗震能力,取得了很多研究成果,研究领域不断扩大.隔震(振)技术、无损检测、状态监测、结构识别与结构控制,以及光纤传感器等都在桥梁抗震研究中得到了发展[58~60].5.4 社会经济影响这是新的研究专题.在1994年美国第4届生命线地震工程会议上,对地区交通系统震前评价和震后恢复计划,生命线服务突然中断引起的经济损失估计,生命线工程地震危险性区划,地震火灾与经济影响,生命线功能与商业恢复等问题,都有一些新的研究进展.6 地震工程研究中的实验工作实验室研究与现场试验研究以及结构地震反应研究是地震工程研究的重要手段.科学实验与解析研究和设计研究相结合使设计方法得到系统的完善,减少灾难性地震对工程结构的破坏.因此实验研究(包括现场试验)在地震工程中起着举足轻重的作用.美、日两国对实验设备研制和实验研究工作都非常重视.美国国家科学基金会花重金组建全国高性能地震模拟设施网络,利用通信技术和网络化方法,通过使设备升级和现代化发展下列实验设备:地震模拟设备(振动台和大型波动罐);反力墙/强地板设备;带行程振动器的土工离心机设备;现场试验设备[61].日本科技厅计划建设能对重达2000t 实尺结构做验证试验的超大型地震模拟设备[62].欧共体在意大利建成了欧洲结构评价实验室(E LS A ),设立了联合研究中心(JRC ),对钢筋混凝土框架结构和桥梁等已做了许多试验研究,发表了多篇论文,其实验工作的重点是在伪动力试验方面[63].看来地震工程界对实验研究的重要性和关键作用已取得共识.大力加强试验设备建设和试验研究工作是新世纪地震工程研究的发展趋势.7 结束语近几年,地震工程在北岭地震和阪神地震推动下,其研究领域不断扩大,研究的方法、重点和途径也发生着重要变化.本文涉及的只是其中一部分,免不了挂一漏万,只是希望能引起业界更多的关注.值得强调的是,当前结构控制理论和应用正在逐步发展;高技术正在同地震工程联姻;新的数学方法(如模糊数学、神经网络、小波分析与希尔伯特—黄锷变换等)已经或将要敲开地震工程科学的大门,从而推动它向前迈入多学科研究的新领域.我们应当打破传统思想束缚,采用高新技术,大力开展创新研究.使人类减轻地震灾害的理想早日实现.参考文献:[1] Hall J F.(ed.).N orthridge earthquake of January 17,1994:reconnaissance report [J ].Earthquake Spectra ,1995,11(Sup 2pl.):1-513.[2] 日本强震观测事业推进连络会议.1995年1月17日兵库县南部地震[R],强震速报N o.46.日本科学技术厅防灾科学技术研究所,1995.S trong 2M otion Earthquake Observation C ouncil.K obe earthquake of Jan.17,1995,Japan [R],S trong 2M otion Report N o 146.Dis 2aster Prevention Research Institute ,JST A ,1995.[3] Murao Osamu ,Ichiko T aro ,Nakabayashi I tsuki.Evaluation of building reconstruction process in Chi 2Chi area based on a GIS 2database after the 1999Chi 2Chi earthquake[A].13th WCEE [C],2004,Paper N o.174.334 第5期罗 群等:地震工程研究的新进展 。