施甸盆地三维速度结构模型研究

盆地对地震动的放大作用是地震工程的一个重要研究问题.由于计算能力的限制,早期的盆地地震动模拟主要采用二维模型,不能反映真实的盆地地震波传播.近年来,三维盆地地震动模拟成为盆地效应研究的主要方法.合理的三维盆地速度结构模型是研究的必要基础.施甸盆地是我国西南地区的典型小型盆地,其地震动研究对于探讨小型盆地地震动的分布规律具有重要意义.本文在施甸县城小区化的研究基础上,基于盆地内24个钻孔的土样和波速测量结果,探讨了盆地覆盖层的分布规律,给出了盆地内典型的第四纪覆盖层剖面.在此基础上建立了施甸盆地的三维速度结构模型,为研究历次地震中施甸盆地地震动异常和分析小型盆地地震动放大作用奠定了基础.     

物理地震危险性分析中的地震动模拟方法研究进展

随着计算机计算能力的大幅提升和地震科学方法认知的不断丰富和完善,众多的学者开始用基于物理机理真实断层模型和速度结构模型的地震动数值模拟来评估未来可能发生的破坏性地震的灾害特征.本文初步汇总了地震动数值模拟在地震危险性分析中的研究现状、计算方法和研究实验项目,阐述了地震动数值模拟在物理地震危险性分析及应用中的发展趋势.从...     

唐山地区基岩地震动峰值衰减特征研究

基于搜集的唐山地区的强震记录数据,采用考虑地震动峰值加速度、近距离和震级的三种衰减模型,然后利用数理统计回归的方法对这些模型的结果进行了对比和分析,获得了唐山地区基岩场地峰值加速度衰减关系.并用2012年5月28日的唐山4.8级地震对此衰减关系进行了验证.     

唐山地区强震动记录的应用研究初探

本文给出了唐山地区强震动记录应用研究的两个实例,提出了建筑结构采用时程分析时选用强震动记录的原则和方法,通过对唐山地区强震动记录的分析处理,得到了其峰值加速度及加速度反应谱,确定了本地区进行弹性时程分析时选用的强震动记录;研究了局部场地条件对地震动影响的唐山响堂三维强震动观测台阵,以唐山响堂台阵2号测井(地下32m)的基岩强震动作为输入,通过2号测井的土层剖面,利用2个一维土层地震反应分析程序,分别计算得到地表的峰值加速度和加速度反应谱,并把计算结果与同次地震相应的地表强震动记录峰值加速度与加速度反应谱进行了对比分析。     

工程地震动模拟研究综述

地震动时程输入是结构抗震设计发展的必然要求,工程地震动模拟则是确定输入时程的主要方法.以研究满足工程需要的地震动模拟技术为宗旨,阐述了工程界合成地震动的历史与现状,以及地震学方法的工程应用,并总结出相关方法的特点和适用性.最后结合工程应用的特点,对工程地震动合成的发展方向进行了展望.     

用随机方法模拟唐山7.1级余震地震动场

在系统介绍用随机方法模拟地震动的基础上,用该方法模拟了唐山7.1级余震地震动场。模拟结果表明,唐山地区发生MS7.1级余震时,该地区产生了强烈的地震动,很多区域加速度峰值超过400cm/s2,地震断层面长65km,宽13.5km,地震过程中断层面的平均滑动为1.08m。模拟与记录的地震动持时符合得不好,其原因是随机方法中的经验关系大都是在美国大陆得到的,所以建议加强中国大陆相应的地震动经验关系的研究,使随机方法能更好地适用于中国大陆。尽管如此,由于用随机方法模拟的地震动峰值和反应谱与记录符合得比较好,这些模拟结果可以作为建筑物抗震设防的地震动输入。     

地震动加速度时程一致性评价方法研究

为评价使用各种方法获得地震动加速度时程与区域内地震动加速度时程观测资料的一致性,提出一种能够综合时频特性的地震动时程一致性评价指标及其相对性判据,该方法可以量化分析待评价地震动时程对区域构造信息的反映能力。通过评价唐山地区陡河地震台和四座楼地震台模拟结果与实际观测结果的一致性,给出了实用化的算例。     

基于GP14.3运动学混合震源模型和SPECFEM 3D谱元法的宽频地震动模拟

基于确定性物理模型的全过程地震动模拟是现代地震工程的重要发展方向.然而受限于合理震源模型和计算资源需求,目前模拟的有效频率还多处于低频范围,难以满足工程结构敏感频带(5～10 Hz或更高)需求.本文即借助运动学混合震源模型能激发宽频地震波和谱元法空间高精度及计算收敛快的优势,首先将确定性的凹凸体震源模型与GP14.3随机震源模型结合得到有限断层运动学混合震源模型,进而将上述混合震源模型开发到SPECFEM 3D谱元法开源代码中,实现了基于谱元法和运动学混合震源模型的全过程宽频带地震动模拟.将方法首先应用于一维波速结构模型0～10 Hz地震动模拟,通过与频率波数域(FK)方法结果进行比较,验证了方法的精度;进而应用于2021年5月21日云南漾濞6.4级地震0.1～5 Hz地震动模拟,通过与4个台站的时程记录和相应反应谱的比较,以及与NGA-West2地震动衰减方程在频率0.1～5 Hz的反应谱的比较,检验了方法的适用性;最后给出了漾濞地区的地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)云图,分析了漾濞地震下近场强地面运动的空间分布特征.结果显示,震中PGA接近400 cm·s^-...     

延怀盆地官厅水库大坝设定地震的地震动模拟

国内外相关研究表明,三维有限差分方法模拟地震动具有较高的准确性和可行性.结合相关理论与方法,利用延怀盆地地壳波速和密度模型,对延怀盆地官厅水库大坝设定地震的地震动进行了模拟.结果表明,模拟结果与用经验公式法所得结果吻合较好,得到的地震动速度时间序列、峰值速度等参数对大坝的结构抗震分析具有一定价值.     

施甸盆地三维地震动研究

本文利用三维施甸盆地模型以及川滇地区的地壳速度结构,采用谱元法和并行计算技术,考虑地形的影响,模拟了盆地外围中等设定地震作用下施甸盆地地震波的传播,分析了面波的产生和传播,研究了该盆地不同位置剖面地震动的差异和原因.研究表明,小型盆地在中等地震的作用下盆地内部地震动空间差异很大,盆地中较深的小型凹陷更容易汇聚面波,形成更强的振动,位于覆盖层厚度剧烈变化区域的地震动强度也会很大,甚至大于覆盖层厚的区域.较基岩地震动,盆地内地震动持续时间明显增加,地震动的放大作用明显,这也是盆地震害严重的主要原因之一.     

由震源机制解推断唐山地震序列发震断层的分段特征

使用唐山地区2002年1月—2015年11月M_L≥2.5地震的255个震源机制解, 采用构造应力场均匀性的分段方法对唐山地震序列的发震断层进行分段． 在已有唐山地区震源机制解分区特征的基础上, 给出了5个参考应力张量, 并通过差异显著性的z值检验计算将唐山地震序列的发震断层分为宁河、 唐山、 滦县和卢龙等4个子段, 进而分别对4个子段的应力场进行反演． 结果显示: 4个子段的最大主压应力方向均呈近EW向, 且唐山、 宁河和卢龙子段的应力场均表现出较大的拉张分量; 唐山、 宁河子段的最佳应力张量与唐山主震对唐山断裂带两端点所产生的引张应力场的作用方式一致． 此外, 唐山子段的应力场符合基于接收函数给出的上地幔物质隆升模型, 滦县子段走滑型的应力状态反映了该区的共轭构造运动, 卢龙子段的最佳应力张量为正断兼右旋走滑． 从当前唐山地震序列发震断层分段的应力场特征可以推断, 现今唐山地区的地震活动具有继承性, 主要受区域构造应力场和该区深、 浅共存的断裂构造体系控制．      

唐山地震前地震活动模糊熵值的异常特征

定义了地震活动模糊熵概念，计算了唐山地震前地震活动模糊熵随时间，空间的变化，发现唐山Ｍｓ７．８地震发生前，地震活动模糊熵值下降，唐山Ｍｓ７．８地震发生在地震活动模糊熵值较低的地方，这符合大地震前震源区地震活动从无序趋向有序的规律，地震活动模糊熵反模糊因子与震群活动熵统一起来，比震群活动熵更突出地反映地震活动异常。     

唐山地震深浅构造关系研究

地表观察和浅层高分辨率地震探测表明 ,唐山断裂与地震地表主破裂带的位置、产状均一致 ,且具有高角度西倾的逆冲走滑性质 ,发生过右旋水平错动和向东逆冲的垂直活动 ,而次破裂带与褶皱构造活动引起的其他断裂直接相关。根据瞬变磁场和深地震探测结果分析 ,唐山地区存在莫霍面斜坡和地壳“背斜”、中地壳水平滑脱和扩展断裂、上地壳高角度逆冲走滑断裂和背向斜构造 ,它们组成 1幅多层次、多级序的复式逆断裂 -扩展背斜构造图像 ,控制了唐山地震的孕育和发生     

唐山地震的孕育与强震的增震作用

唐山地震的孕震构造是唐山菱形块体,在NEE向的区域应力场的作用下,最大剪应力集中在它的对角线上,正好与唐山断裂带相一致,因此成了唐山地震大破裂的始发点.唐山地震前兆演化过程中,有两个显著特点:在空间上有“震中→外围→震中+外围”的转移过程;在时间上有明显的阶段性,前兆异常频次的每一次加速都发生在外围强震发生之后,本文用强震的增、减震理论,推测外围强震的发生对唐山地震的孕育有强化作用,在一个大的区域,强地震的增、减震效应可以形成多个高应力集中区,这些高应力集中区多数都是未来发生强震的地区.     

2020年7月12日唐山5.1级地震分析

对2020年7月12日唐山5.1级地震的发震特点、地震的性质、发震构造以及破裂机制进行初步分析,推测唐山断裂可能为其控震断裂。地震前唐山地区和震中所处的华北构造区的地震活动性异常以缺震和显著平静为主,表明该区域地壳应力积累到了一定程度。分析认为：此次唐山5.1级地震属于1976年7月28日唐山7.8级大震震区内的地震起伏活动;此次地震的序列本身并不丰富,震区烈度偏低、有感范围大。     

唐山震区结晶基底磁性界面的初步探讨

扼要地叙述了频率域磁性单界面反演方法的基本原理,运用该程序对唐山震区航磁资料进行了数字处理,获得了震区结晶基底磁性界面的定量特征。结果表明唐山处在华北平原北部与燕山隆起毗邻的褶皱拗陷中,震源区开平向斜的底部基底磁质界面为一拗陷,周围受3条深断裂切割围限。文章最后,结合人工地壳测深、地形变、地应力等成果进行了分析研究,探索了唐山地震的发生及孕育过程     

Relationship between the earthquake sequences of Tangshan and Xingtai and the three dimensional velocity structure

In this paper, based on the results of tomographic image of Tangshan and Xingtai areas, the relations between the characteristics of the two strong earthquake sequences and their three-dimensional velocity structures are studied. The research results indicate that:① Mosaic distribution of low-velocity bodies and high-velocity bodies, especially the existence of high-velocity bodies with large size in crust are the common basis of development of the two earthquake sequences. ②Scale, depth, and heterogeneity of high-velocity and low-velocity bodies are the important factors to effect the characteristic of earthquake sequences.③ The depth of the high-velocity body in Tangshan area is less than that in Xingtai area, which is the principal reason why the dominant focal depth and the biggest focal depth of Tangshan earthquake sequence are less than Xingtai's.④The depth of the high-velocity bodies in Ninghe area is more than that in Tangshan-Luanxian area, which lead to the biggest magnitude and epicentral intensity are lower. These results could be helpful for predicting the main shock of strong swarm-type earthquakes and later strong aftershocks.     

唐山7.8级地震前水氡异常演化特征

根据华北地区分布的３３个水化观测点的水氡观测资料,以半年为尺度对唐山７．８级地震前水氡的异常演化过程进行了研究,认为：唐山７．８级地震前水氡异常存在由外围向震中区演化的异常特征,且在唐山地震发生的短临阶段,水氡异常在唐山地区形成集中,异常强度最大。     

地热涡合并与1976年唐山大地震

分析了１９７６年唐山大地震前的地热涡活动,研究了地热涡活动与唐山大地震的关系,追踪了有关地热涡的发展演化史及其合并活动对有关地震的影响．研究表明,唐山大地震前我国大华北地区有巨大的地热涡群活动,与邢台地震前地热涡的成群聚集类似,并且同样在地震爆发前发生地热涡合并．这一现象是大华北地区强地震发生的重要前期事件之一     

局部地质条件对强地面运动影响的剪切波模拟

采用多阶振型和有限差分联立的混合法,依据北京西集一郎府地区的地质条件,模拟了１９７６年唐山地震所引起的该区的剪切波运动;计算了工程上常用的峰值加速度和总能量．在夏垫断裂两侧的最大振幅和总能量的差异分别为２００％和７００％,研究结果可以解释唐山地震时西集一郎府一带所观测到的异常烈度．