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基于震中附近數(shù)據(jù)的臺灣花蓮6.9級地震破壞力分析

轉(zhuǎn)載：陸新征課題組　 2022/9/26 22:59:00　 701

內(nèi)容簡介：一、地震動解析此前我們給出了花蓮6.9級地震引起的福建等地區(qū)的破壞力分析結(jié)果，本報告進(jìn)一步給出震中附近的分析結(jié)果?；凇禦econnaissance Report on Seismic Damage Caused by Guanshan Earthquake and Chihshang Earthquake (third edition, v3.0)》（以下簡稱《簡報》），選取最強(qiáng)的......

一、地震動解析

此前我們給出了花蓮6.9級地震引起的福建等地區(qū)的破壞力分析結(jié)果，本報告進(jìn)一步給出震中附近的分析結(jié)果?；凇禦econnaissance Report on Seismic Damage Caused by Guanshan Earthquake and Chihshang Earthquake (third edition, v3.0)》（以下簡稱《簡報》），選取最強(qiáng)的兩組地震動ECS和EYUL臺站記錄，如圖1和圖2所示。其中ECS臺站中長周期分量較強(qiáng)，而EYUL臺站短周期分量較強(qiáng)。

圖1 典型臺站地面運(yùn)動記錄(圖片來源：當(dāng)?shù)貧庀缶?

圖2 典型臺站記錄反應(yīng)譜（圖片來源：Reconnaissance Report on Seismic Damage Caused by GuanshanEarthquake and ChihshangEarthquake (third edition, v3.0)）基于圖1中的波形和圖2中的反應(yīng)譜，采用程慶樂、田源博士開發(fā)的圖形識別+地震動生成算法，解析得到地震動的波形和反應(yīng)譜與《簡報》中給出的圖片對比如圖3所示。在精確數(shù)據(jù)不可獲取的情況下，解析得到的數(shù)據(jù)基本可以滿足震害分析的需求。

(a)波形對比

(b) 反應(yīng)譜對比(ECS臺站)

(c)反應(yīng)譜對比(EYUL臺站）
圖3根據(jù)《簡報》圖片解析得到地震動的波形和反應(yīng)譜

二、地震動對典型單體結(jié)構(gòu)破壞能力分析

(1) 對典型多層框架結(jié)構(gòu)破壞作用

模型1：三層框架結(jié)構(gòu)（感謝中國建筑設(shè)計研究院王奇教授級高工提供模型）

將ECS臺站記錄輸入立面布置如圖4(a)所示的6度、7度和8度設(shè)防的典型三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，得到其層間位移角包絡(luò)如圖4(b)所示。

(a)立面布置示意圖(b)層間位移角
圖4典型三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)

(2) 對典型砌體結(jié)構(gòu)破壞作用

模型1：單層未設(shè)防砌體結(jié)構(gòu)

選取圖5所示紀(jì)曉東等開展的單層未設(shè)防砌體結(jié)構(gòu)振動臺試驗(yàn)?zāi)Ｐ停斎隕CS臺站記錄，分析結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)將處于毀壞狀態(tài)。（紀(jì)曉東等，北京市既有農(nóng)村住宅磚木結(jié)構(gòu)加固前后振動臺試驗(yàn)研究，建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2012,11,53-61.）

圖5單層三開間農(nóng)村住宅磚木結(jié)構(gòu)振動臺試驗(yàn)

模型2：五層簡易砌體結(jié)構(gòu)

選取圖6所示朱伯龍等開展的五層簡易砌體結(jié)構(gòu)足尺試驗(yàn)?zāi)Ｐ停斎隕CS臺站記錄，分析結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)將處于中度破壞狀態(tài)。（朱伯龍等，上海五層砌塊試驗(yàn)樓抗震能力分析，同濟(jì)大學(xué)學(xué)報，1981,4,7-14.）

(a)平面圖(b)剖面圖
圖6五層簡易砌體結(jié)構(gòu)布置

(3) 對典型橋梁破壞作用

模型1：某80年代公路橋梁（感謝福州大學(xué)谷音教授提供模型）

選取圖7所示某80年代公路橋梁模型，輸入ECS臺站記錄，分析結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)將處于毀壞狀態(tài)。

圖7某80年代公路橋梁模型

模型2：某特大橋引橋（感謝福州大學(xué)谷音教授提供模型）

選取圖8所示某特大橋引橋模型，輸入ECS臺站記錄，分析結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)將處于毀壞狀態(tài)。

圖8某特大橋引橋模型

綜上可見，本次花蓮地震的地震動除了對未設(shè)防建筑可能造成嚴(yán)重后果，對橋梁工程也能夠造成嚴(yán)重破壞，這與本次花蓮地震實(shí)際震害情況相符。

三、臺站附近地震滑坡分析

由于缺乏當(dāng)?shù)亟ㄖ?shù)據(jù)，所以我們不再進(jìn)行區(qū)域建筑震害分析。

根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦螖?shù)據(jù)、巖性數(shù)據(jù)和實(shí)測地面運(yùn)動記錄，可以計算得到不同滑坡體飽和比例下的滑坡分布，如圖9所示。其中，底圖為當(dāng)?shù)仄露确植紙D，每個圓圈代表每個臺站的計算結(jié)果，圓圈中的數(shù)字代表發(fā)生滑坡的臨界坡度，臺站附近坡度大于該數(shù)值的地方滑坡發(fā)生概率高。

分析結(jié)果認(rèn)為在震中附近30-40度以上坡度地區(qū)就可能發(fā)生滑坡，而震中附近地形又很復(fù)雜，因此滑坡的風(fēng)險很高。這與本次花蓮地震實(shí)際震害情況相符。