第四节 地震工程
1955年~1978年,在哈尔滨的国家地震局工程力学研究所(以下简称工力所)由刘恢先
主持,完成了《地震工程研究》。内容有强震观测、地面运行、地震力理论、各种工程结构
抗震性能和设计方法、抗震设计规范的编制、震害考察、土力学与土工抗震、振动测量仪器
的研制和实验室的建立等。此项研究,不但可满足国民经济建设的需要,而且为国家地震工
程各个领域的研究奠定了基础。
1960~1966年,工力所林宗义、刘颖等利用工力所的电磁式振动三轴仪和气动式冲击三
轴仪系统地研究各类土壤的动力特性,完成《模拟地震荷载条件下土壤的动力试验》,为工
程地基抗震设计和边坡、土坝的抗震稳定性分析提供了依据。
1960年工力所刘恢先参加国家铁道部大桥工程局组织的“南京长江大桥建桥新技术”重
大项目,任参谋,并领队,队员中有工力所何度心,参与南京长江大桥初步设计方案的研究
工作。至1981年建成长江大桥后,工力所刘达等参加了大桥的行车振动研究工作。“南京长
江大桥建桥新技术”项目于1985年获国家科技进步特等奖。
工力所罗学海、徐宗和与国家地震局地质研究所、地球物理研究所及广州地震大队合作
,1962~1974年完成《新丰江水库地震的研究》。内容有新丰江坝的强震观测、新丰江坝加
固前后的原型试验、新丰江坝抗震加固方案的模型试验及抗震设计,为新丰江坝的抗震加固
提供了科学依据。1985年获国家科技进步一等奖。
1962~1980年,工力所尹之潜、李树祯等完成了《带填充墙的钢盘混凝土框架结构的抗
震问题》的研究,给出一个估算多层钢盘混凝土框架结构的周期公式,为抗震规范所采用。
该项研究中提出的填充墙框架结构侧向承载能力的计算方法,具有较大的实用价值。1983年
获国家地震局科技成果二等奖。
1964~1966年,工力所刘颖、谢君斐、何启智等研究提出边坡稳定性分析的积分方法,
突破了惯用繁冗的试算方法,完成《四川渡口攀枝花钒钛磁铁矿露天采场边坡稳定性研究》
。该计算方法对平时或地震时的边坡稳定性均可简便确定。在地震活动区的西南三线建设中
,主要在四川渡口攀钢的岩石高边坡及尾矿坝坑地震稳定性分析和陕西引渭上源水利工程黄
土高边坡的稳定性分析中都得到应用。
1969~1985年,工力所原第三研究室曾几次参加西部核地面爆炸和地下核爆炸效应的现
场观测试验,对各种防扩工程试验结果,以及冲击波、地震波作了大量的分析和数值计算,
为国家核试验提供了可靠的数据。
1972~1978年,工力所编制成《中国地震烈度表》。该表充分反映了全国20多年来各次
大地震的丰富资料和有关科研成果,既有地震烈度宏观表达,又有应用震害指数作为宏观烈
度的定量指标,简单明了,易于掌握使用,利于将烈度标准逐步向定量化过渡,这是地震工
程的一项基础工作。1983年获国家地震局科技成果二等奖。
1973~1978年,工力所高光伊、郭玉学等参加完成水电部东北勘测设计院负责的丰满水
电站池洞进水口水下岩塞爆破的重大科研项目,进行两次水下岩塞爆破地震效应观测,给出
的数据及爆破引起的地震衰减规律,对估计丰满大坝安全性起了重要作用。1985年获国家科
技进步一等奖。
1975年,由工力所主编《海城地震震害》,协作单位有国家地震局地质研究所、辽宁省
建筑设计院和鞍山建筑设计院,于1979年编写完成。该书系统地提供了1975年2月4日海城7.
3级地震的工程震害资料,并深入地总结了工程震害经验。全书共51万字,附照片近30幅。内
容有地震概况、震害分布和场地条件影响,有城镇农村民用房屋、工业厂房、构筑物和道路
、桥梁、水利、水电等工程设施的震害及其分析,是地震工程学的基础资料。1983年获国家
地震局科技成果二等奖。
1976年,工力所尹之潜、李树祯等做了大量的分析计算工作,提出多层框架和单层厂房
的弹塑性地震反应分析方法和计算程序,于1979年编写成《建筑物在地震作用下的弹塑性反
应分析及其在工程中的应用》。其计算程序,可供分析结构地震反应和对结构进行动态设计
应用。1983年7月获国家地震局科技成果二等奖。
1976~1977年,工力所谢君斐、张克绪、刘颖等完成《地基与土坝的抗震研究》。其内
容有唐山地震时密云水库的沙土坝斜墙保护层滑落原因分析及修复方案;饱和土液化破坏及
其预测方法;均匀砂坝及非均质土坝砂壳的地震稳定性分析;陡河水库土坝沙基液化动力分
析;天津市震害异常的初步探讨;水平土层液化的判别分析;土坝的震害规律和抗震设计问
题;土坝坝料的振动三轴试验及其结果在坝抗震设计的应用;论抗震规范的砂土液化判别方
法等10篇研究报告。编写了8个地基、土坝地震反应分析的计算程序,提出循环荷载下土壤的
应力应变关系、液化破坏准则和砂土液化的预测方法。1983年获国家地震局科技成果二等奖
。
1977~1979年,工力所杨玉成、杨柳、高云学等对大量多层砖房的震害进行调查研究,
计算了唐山等6个地震中15个地点,400多幢多层砖房,1000多层次、7万多墙段的抗震强度,
并与震害建立统计关系,取得在不同烈度区多层砖房的开裂临界值和高烈度区的倒塌临界值
,提出多层砖房抗震抗倒双重设防准则。同时,就场地条件对多层砖房抗震的影响提出两个
观点,并在结构的自振特性方面提出两个经验公式。完成《多层砖房震害预测》。应用这一
研究成果,可以设计出“小震不裂,大震不倒”的多层砖房,也可用于评定现有多层砖房的
抗开裂、抗倒塌能力。1983年,获国家地震局科技成果二等奖。
同一时期,工力所强震观测研究室开发与完善了华北地区强震观测网并完成强震观测及
其数据处理。该台网及其流动观测台阵在举世震惊的唐山地震中取得具有重要价值的唐山强
震加速度记录;为编制我国抗震规范,开展地震工程的科学研究及重大工程的抗震设计提供
了强震记录。并研究发展了一套模拟图形记录与模拟磁带记录的数据处理分析的理论、方法
和技术。1983年获国家地震局科技成果二等奖。
1977年,工力所杨升田等参加国家计委组织的国家重点工程七七工程设计。研究在爆炸
环境下地下洞库的振动规律及安全评价,提出近场爆炸地震波在不同地下洞库内传播规律的
经验公式和地下岩洞安全标准,安全距离和安全评价,为国家制定安全规范,评定安全距离
提供资料和科学依据。1985年完成设计,并获国家科技进步二等奖。
1978年,工力所俞祖范、杜景林、廖舜德等开始根据国内外高炉抗震及其分析方法的资
料,对高炉动力特征进行了分析,并对高炉抗震计算方法,按平面简图进行大量分析和比较
,提出按平面简图计算,至1980年完成《高炉抗震分析》,使计算具有足够的精确度,减少
了大量的工作量。这对编制高炉抗震设计规程很有参考价值。1983年获国家地震局科技成果
二等奖。
同年,工力所胡聿贤、朱镜清等开始根据已知的结构反应和结构性能,反演计算结构的
输入。提出复合结构模型的反演方法,时频或混合反演方法以及多点输出条件下的反演方法
等。1980年完成《结构振动的输入反演计算方法》。此法除应用于结构地震反应分析外,对
估计强震地面的运动和基岩地震参数,校正各类地震仪的输入以及其他非地震领域的各种工
程振动问题均有应用价值。1985年获国家地震科技成果二等奖。
1983年,工力所胡聿贤、冯启民和国家地震局时振梁等承担《渤海油田三个场址地震危
险性分析及地震估计》招标。他们首先对3个场址周围300公里范围内未来50年的潜在震源区
进行评定和区内的地震参数进行评估,又采用构造法和概率法,针对海底土层的具体特征,
重点开展了渤海及邻海历史地震、活动构造与地震关系、震源机制、现代构造应力场与形变
场、震源深度及近期微震活动图像等多方面的研究,确定潜在震源区划及地震参数,给出适
合于该地区的地震动衰减规律和可供海洋平台抗震设计使用的地震参数。1984年完成这项研
究,同年通过鉴定,并在海洋平台开发建设中得到应用。1985年获国家科技进步二等奖。