设定地震及其烈度影响判别

设定地震常用于震害预测、地震小区划和重大工程选址,烈度衰减模型反映了地震引起的地面震动及其影响的强弱程度分布。设定地震包括确定性和非确定性设定两种方法,确定性方法基于构造或历史地震,非确定性方法是基于概率危险性方法,用于估计区域或城市未来可能遭遇的地震危险。缺失等震线或震害记载不详的历史地震和概率设定地震都不能确切地反映地震破坏影响,借助于烈度衰减关系模型和GIS,可直观地判别其影响分布情况,便于设定地震的取舍。     

考虑不确定性的地震烈度与地震动参数关系研究

采用97次地震中800个强震动观测台站所获得的强震动记录及震后调查地震烈度作为基础数据,得到地震烈度与地震动参数PGA和PGV并不是一个确定性的对应关系,不确定性是一种客观存在,提出考虑不确定性的地震烈度与地震动参数关系研究。研究结果表明log PGA和log PGV的频数分布图在数据多的情况下符合正态分布,进而给出了考虑不确定性的地震烈度与地震动参数的概率公式,并给出了各个烈度下的参数拟合方法及结果。最后给出了新的考虑不确定性的地震烈度与地震动参数的概率公式在烈度快速评估中的应用。根据贝叶斯公式可以由某一场地的台站记录到的地震动参数来估计其地震烈度的可能性,即概率大小。根据某地区所有台站点的地震烈度期望与标准差,可得到整个地区的地震烈度评估期望图和标准差图,并给出了新疆呼图壁6.2级地震烈度评估的实例应用。     

四川九寨沟7.0级地震强震动记录及特征分析

对"国家强震动台网中心"在2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震中获取的66组强震记录进行整理、基线校正和滤波等常规处理,分析记录的幅值以及频谱特征。此次地震记录到的强震记录PGA范围0.98~185gal,最大PGA为距震中最近的51JZB(九寨百河台)NS向获取;此次地震仪器烈度范围为0.93~6.8,与四川九寨沟7.0级地震烈度图对比结果显示仪器烈度与宏观调查烈度误差在1度以内;通过观测数据与霍俊荣和第五代《中国地震动参数区划图》地震动衰减关系对比,发现霍俊荣衰减关系更适用于此次地震的加速度衰减;用克里格插值方法绘制了水平向PGA等值线分布图,发现震中附近等值线呈NW向分布;分析了不同震中距和不同场地条件下典型台站的反应谱特性。     

随机方法在地震烈度速报中的应用

我国地震监测台网间距大,很难实现大震发生时地震烈度分布图的快速编制.基于随机方法,利用历史小震数据反演地震动估计模型的参数,参考地震发生时获取的少量强震动数据,选取合适的震源参数,正演地震动场的分布.根据地震烈度与地震动参数的经验关系,实现地震烈度速报.本方法可以模拟大震的近断层地震动特征,对高烈度区的判断较目前常用的烈度速报方法更为合理.研究成果既可以用于首张烈度分布图的发布,还能够用于地震烈度的动态修正.     

青藏工程走廊地震危险性对比分析及区划

潜在震源区地震活动性参数、地震动衰减关系对地震危险性分析结果至关重要。以中国第五代地震动区划图潜在震源区划分方案为基础,采用2类震级分档分别建立自编及五代图潜在震源区空间分布函数,收集4组青藏高原及周缘地区地震动衰减关系,采用不同组合对青藏工程走廊沿线的81个场点进行概率地震危险性分析计算,得到50年超越概率10%(地震重现期475年)的各场点基岩地震动峰值加速度(PGA),并转换为一般场地(Ⅱ类)PGA,对计算结果进行对比分析,并与第五代地震动区划图归档上下限值进行比较。结果显示:采用我国西部地区地震动衰减关系计算得到的PGA最大,采用云南地区地震动衰减关系得到的PGA最小,采用川藏地区及青藏高原东北缘地震动衰减关系时居中;在同一地震动衰减关系下,采用自编空间分布函数计算得到的PGA普遍略大于采用第五代图空间分布函数时;在震级上限为8.5的潜在震源区及附近地区,潜在震源区空间分布函数震级分档对计算结果有显著影响。综合分析表明,采用自编Ⅱ型震级分档空间分布函数方案与川藏地区地震动衰减关系组合方案的计算结果最为理想。最后,采用该组合方案对青藏工程走廊50年超越概率10%的基岩场地PGA及一般场地PGA进行了区划。     

中强地震活动区地震动衰减关系的确定

地震动衰减关系是影响地震安全性评价特别是地震区划结果的重要因素.我国现行的地震动衰减关系主要是依据6级以上地震的地面运动资料得到的,并没有考虑中强地震的衰减特性.为此,文中利用现有的烈度资料和其他可供参考的研究成果来建立我国中强地震活动区的地震动衰减关系.收集了我国华中、华南、东北等地区的51次地震的烈度等震线资料,运用单随机变量加权最小二乘回归法得到中强地震活动区烈度衰减关系.然后以美国西部地区为参考地区,运用缺乏地震动参数的地震动估计方法-地震对映射法得到中强地震活动区峰值加速度和有效峰值加速度衰减关系.最后,通过与我国强地震区和中强地震区已有的烈度衰减关系和地震动衰减关系的对比,验证了得出的我国中强地震活动区烈度衰减关系和地震动衰减关系的合理性.     

汶川地震烈度衰减异常——与郯城、海原地震的比较

在地震安全性评价以及地震区划等研究工作中,选用合适的地震动参数(加速度、速度等)衰减关系是非常重要的.由于缺少强震记录,我国目前的地震动参数衰减关系一般采用胡聿贤和张敏政(1984)提出的转换方法获得,通过利用既有烈度资料又有强震记录的地区(参考地区)的烈度衰减关系和地震动参数衰减关系,经过转换得到只有烈度资料的研究地区的地震动参数衰减关系.上述工作需要使用适合各地区的地震烈度衰减关系来体现不同地区的地震活动与震害分布的地域性特点.     

2020年10月22日四川北川MS4.7地震强震动特征分析

2020年10月22日11时03分37秒四川省绵阳市北川县发生MS4.7地震,四川强震动台网与预警烈度速报台网在震区建成较密集的台站,获取了532组三分量加速度记录,有助于开展区域地震动衰减和地震动特征研究.本文对强震记录进行常规处理后计算出强震动记录的相关参数,利用克里金插值方法得到地震动峰值加速度PGA和峰值速度PGV的空间分布图,长轴呈北西—南东方向.分析强震动记录PGA、PGV随距离的衰减规律,与常用衰减关系预测值进行对比,此次地震PGA的衰减特性与俞言祥和汪素云(2006)提出的中国西部地区水平向基岩加速度衰减关系有较好的一致性.北川MS4.7地震获得的密集强震动记录为建立区域衰减关系,以及开展基于经验格林函数方法(EGFM)再现大震强地震动场展布等研究提供了重要的数据支撑.     

山东省地震烈度速报系统研制与应用

发展地震烈度速报系统是我国现阶段防震减灾事业的一项重要工作.其目的是在地震发生后,对强震动数据进行实时分析和处理,快速给出强震对地表的破坏程度——地震烈度分布图.鉴于目前国内强震动台网分布密度及数据传输方式等诸多因素的限制,多数烈度速报系统是基于美国的ShakeMap系统进行二次开发生成烈度分布图,其计算过程更多地依赖于对地震破裂过程的反演及地震烈度衰减关系,产出的烈度图是静态位图,分辨率较低,与丰富的地理信息难以无缝衔接(Wald et al,1999a;张晁军等,2010;泽仁志玛等,2006).     

用有限强地震动记录校正等震线的估计研究

选用获得了加速度记录的2011年4月10日四川炉霍MS5.3及2011年8月11日新疆维吾尔自治区克孜勒尔自治州阿图什市与伽师县交界MS5.8地震,研究其快速生成震动图的偏差校正方法;通过台站实际观测值与借助经验性衰减关系估计值之间的残差分析,提出了利用台站数据对缺少台站地区借助经验性衰减关系估计值的对数偏差校正方法; 并比较了圆和椭圆衰减关系模型的对数残差及震动图的分布形态．结果表明, 适合于当地地震动衰减关系plusmn;3倍标准差的标准能够识别一些台站异常数据, 如炉霍MS5.3地震中炉霍地办强震台近场峰值加速度的高频脉冲引起的异常数据;对数偏差校正方法适合于地震动强度速报中缺少台站数据地区借助经验性衰减关系地震动参数估计值的系统偏差校正;圆衰减关系模型只能控制震动的程度,不能控制其分布形态．明确的地震震源机制、震源破裂过程、当地的地质构造背景及余震分布等信息有助于修正震动图的分布形态．      

青海玛多7.4级地震烈度快速评估

利用青海地震烈度衰减模型和基于断层最短距离的地震动参数衰减模型对青海玛多7.4级地震的烈度分布进行快速评估,将评估结果与实际烈度图对比分析。研究结果表明:两种模型可以在地震正式速报后1分钟内得到地震烈度分布的快速评估结果,时效性强,可以在最短的时间内为应急指挥和救援工作提供参考;青海地震烈度衰减模型计算结果比较理想化,在大致范围上有一定的参考性,但在重灾区范围上与此次实际结果存在偏差;基于断层最短距离的地震动参数衰减模型的PGV-v_(S30)计算结果较青海地震烈度衰减模型更为精细,在高烈度区的评估中具有较好的实际应用价值;相较于冉洪流等研究的地表破裂与震级的经验关系,Wells等研究的经验关系在本次地震中的适用性更好。文章研究结果在此次实际地震应急响应中进行了应用,为政府应急指挥决策和应急救援提供了重要数据支撑。     

2018年2月12日河北永清4.3级地震强震动记录分析

2018年2月12日河北省廊坊市永清县发生4.3级地震,震中位于廊固凹陷内的河西务断裂附近,国家强震动台网中心获取74组强震动记录,本文对触发台站进行场地分类,结果显示大部分为Ⅰ类场地(51.35%),其次为Ⅱ类场地(35.14%)和Ⅲ类场地(13.51%)。根据5个典型台站加速度时程记录及反应谱分析本次地震强震动特征,并对各台站峰值加速度反应谱与方位角和震中距的关系进行分析。采用克里格插值方法绘制地震仪器烈度分布图,由于台站分布不均,导致极震区附近烈度影响场计算缺值现象,本文通过拟合本次地震强震动记录得到该地区地震动衰减关系,在空白区域建立空间随机假设台站进行补点插值,解决了计算缺值问题,为缺少台站记录的震区提供准确快速制作烈度分布图的思路,为震害调查和地震应急救援提供重要依据。     

河北及邻区地震烈度衰减关系研究

地震震动的衰减关系在地震区划和工程场地的安全性评估过程中是不可或缺的。利用河北及周边区域历史地震的等震线资料,运用统计回归的分析方法,得到统计回归方程及地震烈度衰减关系,与其他烈度衰减关系进行对比分析,并与地震应急指挥技术系统软件及地震烈度分布资料进行对比,从而得到适用于河北及周边地区的地震烈度衰减关系。     

芦山7.0级地震强震台仪器烈度与调查点烈度的对比分析

2013年4月20日四川芦山7.0级地震发生在龙门山断裂带南段,该地震是继汶川8.0级地震后的1次强震,但并非余震。文中利用2013年4月20日芦山地震的强震记录计算等效峰值加速度A0.5换算地震仪器烈度,并且将地震仪器烈度与强震台站周边5km内调查点烈度对比分析。结果表明,芦山地震的仪器烈度与周边调查点烈度吻合度58.6%,且偏差不超过1度。然而,即使宏观烈度相同,观测地面运动参数也存在较大离散度。但在缺少现场调查的震后初期,地震仪器烈度有可能为地震烈度范围判断提供定量的参考指标。     

福建及邻区水平基岩加速度反应谱衰减关系

收集福建及邻区内既有仪器测定震级又有宏观烈度调查资料的28次破坏性地震资料,并对上述资料进行烈度等效处理、近远场补点、数据加权处理,加强对大震近场与远场的控制,建立了适合本区的地震烈度衰减关系;利用最新得出的美国西部基岩水平向地震加速度反应谱衰减关系,采用转换方法建立了本区的基岩水平向地震加速度反应谱衰减关系;并与华南地区的地震动参数衰减关系进行了对比,其结果更加符合该区近代地震震害分布的地域性特征.所得结果可应用于该区的地震安全性评价、震害预测、损失快速评估等防震减灾领域.     

工程场址地震危险性分析的概率计算

将南天山地震带西段(喀什—柯坪)和西昆仑地震带作为统计单元,确定了各单元及所属潜在震源区的地震活动性参数。利用新疆地区的地震烈度衰减公式和美国西部地区的烈度、加速度衰减公式,推算了新疆地区的加速度衰减公式。根据时空非均匀地震危险性的概率计算方法,计算了阿尔塔什、公格尔、下坂地三项工程场址的地震烈度和地动加速度超越概率。     

几种仪器烈度算法在汶川地震与芦山地震中的可靠性比较

破坏性地震发生后, 特别是在通信中断的情况下, 利用仪器烈度快速估计地震动强度(烈度)的分布情况, 可为开展最有效的地震应急救援提供决策依据. 该文介绍了现有的几种仪器烈度算法, 并利用汶川地震与芦山地震中获得的强震加速度记录对各种算法的可靠性进行了比较. 结果表明, 在这两次地震中只利用地震动峰值参数确定仪器烈度的算法可靠性较低, 而考虑反应谱特性的算法可靠性更高. 在未得到更多强震数据的检验前, 建议采用袁一凡提出的仪器烈度算法, 或利用谱烈度值确定仪器烈度的算法, 或利用加速度反应谱值确定仪器烈度的算法.