首页/文章/ 详情

震级4.6,深度70km,仍然能引起破坏?从今晨日本4.6级地震谈起

1年前浏览413

今天早上3点半,日本发生了一次4.6级地震,震源深度70km。根据我们的经验,一般5级以上地震才可能引起破坏,而且深度超过30km后,同样震级的地震破坏力会大幅度减小,所以看到这个地震我并没有多想,翻个身继续睡了。早上起床看了一眼地面运动数据却吓了一跳,测得的最大地面峰值加速度达到140cm/s/s,而且超过80cm/s/s的地震记录有好几条,于是就用RED-ACT系统做了一下分析,具体分析结果参见后文。

当然,这样的地面运动强度对日本不会引起任何破坏。但是如果是中国的建筑,则结果就未必了,比如以我的家乡安徽芜湖为例,这样的地震可以导致最多39%的建筑达到中度破坏,61%的建筑达到轻度破坏(MYG007台站数据)。类似的,从后文单体结构分析结果也可以看出,这样的地震也可以引起单层非设防砌体的轻微破坏。如果当真某一天,在芜湖脚底下发生了一次同样的深度70km的4.6级地震,我们根据经验认为不会有事,那可能在地震应急上就会导致误判。

日本0307地震对芜湖建筑的破坏力


所以,回到我们此前一再强调的话题,震级、震源深度确实是地震破坏力大小的一个重要参考指标。但是,地震是如此之复杂,地震实际破坏力和震级、震源深度的关系其实有很大的离散度。而地震动的时程又非常复杂,简单的一个峰值并不足以提供充分的信息(比如下面分析就可以看出,MYG002台站的地面运动峰值加速度比MYG007台站高了近一倍,但是实际破坏力反而更低)。

所以,利用现在发达的传感和通讯记录,直接测得地面实际地震运动强度,进而利用高性能计算机进行建筑和城市的抗震弹塑性分析,对提升震害评估的准确性是一个非常有效的方法。

有关讨论参见相关文章

为什么需要发展城市抗震弹塑性分析 | 从8.8九寨沟地震和8.21意大利地震谈起

好好的剧情,怎么反转又反转了呢? | 从18、19日东 京 地 震谈谈城市抗震弹塑性分析的必要性

------RED-ACT地震破坏力分析结果------

致谢和声明

       感谢日本K-NET与KiK-net为本研究提供数据支持。本分析仅供科研使用,具体灾情和灾损分析应根据现场调查情况确定。


一、地震情况简介

        当地时间3月7日04时26分在日本宫城县附近根室半岛海域发生4.6级地震,震源深度70千米,震中位于北纬38.7度,东经141.6度。


二、强震记录及分析

20190307日本宫城县附近发生了4.6级地震获得了29组地震动,由于地震动没有完全收集,可能还有更强的记录。典型地震记录分析如下:

MYG002台站位置为北纬38.72度,东经141.51度(图1),记录到水平向地震动峰值加速度为139.65cm/s2,竖直向地震动峰值加速度为27.06cm/s2。该地震动及反应谱如图2、图3所示。

MYG007台站位置为北纬38.58度,东经141.25度(图4),记录到水平向地震动峰值加速度为82.62cm/s2,竖直向地震动峰值加速度为28.25cm/s2。该地震动及反应谱如图5、图6所示。

分析发现MYG002PGA最大,但是破坏力不大,MYG007破坏力更大,因此后续单体建筑破坏分析使用MYG007台站记录的加速度。

 

图1 MYG002台站位置

 

(a) EW

 

(b) NS

 

(c) UD

图2 MYG002台站地面运动记录

 

图3 MYG002台站记录反应谱

 

图4 MYG007台站位置


 

(a) EW

 

(b) NS

 

(c) UD

图5 MYG007台站地面运动记录

 

图6 MYG007台站记录反应谱

三、地震动对典型城市区域破坏能力分析

利用密布强震台网在震后获取的实时地震动信息,再结合城市抗震弹塑性分析,就可以得到地震发生后不同地点的建筑破坏情况,为抗震救灾决策提供科学支撑。图7(a)为根据20190307日本宫城县4.6级地震震中附近范围内台站记录分析得到的建筑震害分布示意图图7(b)为人员加速度感受分布图。

 

图7(a) 20190307日本宫城县4.6级地震不同台站地震记录破坏力分布图(建筑抗震承载力取均值)

 

图7(b) 20190307日本宫城县4.6级地震不同台站地震记录人员加速度感受分布图(建筑抗震承载力取均值)


四、地震动对典型单体结构破坏能力分析

(1) 对典型砌体结构破坏作用

模型1:单层未设防砌体结构

选取图8所示纪晓东等开展的单层未设防砌体结构振动台试验模型,输入MYG007台站记录,分析结果表明该结构将处于轻微破坏状态。(纪晓东等,北京市既有农村住宅砖木结构加固前后振动台试验研究,建筑结构学报,2012,11,53-61.)

 

图8 单层三开间农村住宅砖木结构振动台试验


模型2:五层简易砌体结构

选取图9所示朱伯龙等开展的五层简易砌体结构足尺试验模型,输入MYG007台站记录,分析结果表明该结构将处于完好状态。(朱伯龙等,上海五层砌块试验楼抗震能力分析,同济大学学报,1981,4,7-14.)

     
     

(a) 平面图

(b) 剖面图

图9 五层简易砌体结构布置

(2) 对典型桥梁破坏作用

模型1:某80年代公路桥梁(感谢福州大学谷音教授提供模型)

选取图10所示某80年代公路桥梁模型,输入MYG007台站记录,分析结果表明该桥梁将处于完好状态。

     

图10 某80年代公路桥梁模型


模型2:某特大桥引桥(感谢福州大学谷音教授提供模型)

选取图11所示某特大桥引桥模型,输入MYG007台站记录,分析结果表明该桥梁将处于完好状态。

     

图11 某特大桥引桥模型


------End------

相关研究

相关文章,在仿真秀官网搜索:

  1. 场地-城市耦合弹塑性分析+神威太湖之光+无人机 | 三项黑科技助力新北川县城震害预测

  2. 新论文:地震-连续倒塌综合防御组合框架结构体系研究

  3. 新论文:扔砖头、跳盒子,这也是做科学试验哦! | 地震次生坠物情境中的人员疏散模拟

  4. 新论文:改变框架-核心筒结构剪力调整策略对其抗震性能影响的研究

  5. 综述:城市抗震弹塑性分析及其工程应用

  6. 新论文:适用于多LOD BIM的建筑地震损失评估

  7. 新论文:新型地震和连续倒塌综合防御韧性PC框架承载力计算方法

  8. 新论文:角柱失效后平板结构连续倒塌行为实验研究

  9. 新论文:城市建筑群多LOD震害模拟及北京CBD算例

  10. 美国NSF SimCenter+清华城市弹塑性分析=旧金山184万建筑地震模拟

  11. 新论文:受折纸启发的可更换承载-耗能双功能耗能器

  12. 新综述论文:21世纪建筑结构连续倒塌和鲁棒性的研究和实践

  13. 新论文:中柱失效后板柱结构连续倒塌传力机理研究

  14. 新论文:一根钢筋混凝土梁,承载力你能算对么?| 梁的压拱效应计算方法

  15. 新论文:无人机+机器学习+城市弹塑性分析=震后近实时损失预测

  16. 新论文:这个混凝土框架能抗震,能防连续倒塌,还功能可恢复,您不进来看看么?

  17. 新论文:一个好汉三个帮|带端部阻尼器伸臂桁架的抗震性能试验研究

  18. 新论文:BIM+新一代性能化设计=喷淋系统破坏后的地震次生火灾模拟

  19. 新论文:村镇建筑群火灾蔓延模拟与案例

  20. 新论文:建设地震韧性城市所面临的挑战 

  21. 新论文:烈焰焚城 | 地震次生火灾的精细化和高真实感模拟

  22. 新论文:城市韧性——基于“三度空间下系统的系统”的思考

  23. 新论文:防屈曲支撑伸臂桁架?几个“狗骨头”可少不了!

  24. 新论文:城市抗震弹塑性分析中如何确定高层建筑的损伤程度?

  25. 新论文:考虑楼板影响的钢筋混凝土框架边柱连续倒塌试验

  26. 新论文:提高地震荷载分项系数,抗震安全性提高了多少?

  27. 新论文:采用减振子结构来控制超高层建筑的地震楼面加速度

  28. 新论文:500m级超高层建筑简化模型及其在结构体系对比中的应用

  29. 606m 超高层建筑OpenSees模型



来源:陆新征课题组
ACT振动建筑BIM控制试验无人机
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-03-09
最近编辑:1年前
地震那些事
博士 抗震防灾数值模拟仿真
获赞 40粉丝 54文章 556课程 0
点赞
收藏
未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈