2013年乌鲁木齐MS5.6和MS5.1地震强地震动模拟研究

利用基于动力学拐角频率的随机有限断层法,针对2013年3月29日和8月30日乌鲁木齐发生的M_S5.6和M_S5.1两次地震,选择不同机构的震源参数对23个台站的45条强震记录进行强地震动模拟,对比分析加速度时程和反应谱,并计算模型偏差.通过与实际场点记录进行对比的结果显示:选取的不同机构震源参数模型得到的模拟加速度时程在持时和形状上与实际记录有一定差距,对于近震源的台站,模拟结果的峰值加速度(PGA)比观测结果小,对于稍远的台站,结果基本能够保持一致;而加速度反应谱,模拟结果与观测结果具有较好一致性; 随机有限断层模型的误差在±0.5以内,拟合效果较好,而且高频段的拟合效果要好于低频段;采用不同机构震源参数模型得到的模拟结果与观测结果得到的PGA分布特征较为一致,但模拟结果的峰值加速度要低于观测结果.      

海域俯冲带高频地震动模拟?以2021年2月13日日本福岛MS7.1地震为例

2021年2月13日,日本福岛近海发生M_S7.1地震,震中距海岸线约70 km,震源深度接近60 km,造成了较大范围的震害影响。考虑地震应急及地震动强度特征预测的应用前景等,利用经验格林函数法快速估计了本次地震的高频地震动（1.0～20.0 Hz）空间分布特征及加速度时程,并结合实际地形、场地覆盖层等信息对部分台站地震动模拟结果进行修正,最终获得较可靠的地震动预测结果。研究结果表明,在具备合适小震记录时（余震及前震）,可较准确地再现大震的高频地震动主要特征,模拟结果与真实记录拟合较好;地震动模拟过程中需考虑盆地等特殊地形及覆盖土层对地震动的放大作用影响,这也是未来利用经验格林函数法合成大震时需重点考虑的因素。     

2020年1月19日伽师MS6.4地震强地面运动特征分析

2020年1月18—19日新疆喀什地区伽师县连续发生3次M_S≥5.0地震，其中19日21时发生伽师县M_S6.4地震。为更好地了解此次地震的强震动记录特征，分析了此次地震序列的强震动记录，从记录波形上看，位于近场区西克尔强震台获取较大峰值加速度，特别是垂直向有明显脉冲峰值，其水平向有明显脉冲地震动，脉冲周期约为2.78 s,速度脉冲峰值分别为38.1 cm·s^-1和36.4 cm·s^-1,反应了断层破裂的方向性效应。用谱比法分析场地的放大效应，在2 s左右有一个基本的共振周期。通过与喀什地区伽师县设计反应谱对比，西克尔台站的水平向地震动的反应谱远高于喀什地区8度罕遇地震设计反应谱。     

四川九寨沟MS7.0地震的地震动分布和衰减特征初步分析

2017年8月8日在四川阿坝州九寨沟县发生了M_S 7.0地震,这是继2008年四川汶川M_S 8.0地震和四川芦山M_S 7.0地震后在此地区发生的又一强震。本研究对此次地震中的66组主震记录进行了常规校正处理,基于此分析了此次地震中典型台站——九寨百合台站的地震动特征,并通过地震动的峰值加速度、反应谱参数分析了近场效应特征。研究结果表明:九寨百合台站的三分量峰值加速度都超过了100 gal,而地震动持时相对较短,并且三分量反应谱在短周期大于Ⅷ度多遇地震设计谱,小于Ⅷ度罕遇地震设计谱;由于九寨沟地震属于典型的走滑型地震,因此地震动参数的方向性特征不明显;九寨沟地震的地震动的峰值加速度以及反应谱谱值小于同等震级的芦山地震,并且小于几个典型衰减关系的预测值。对九寨沟地震的地震动参数特征研究表明,此次地震是一次震级较大、但灾害损毁程度较低的地震。     

2021年9月16日四川泸县MS6.0地震强地面运动特征分析

2021年9月16日4时33分在四川省泸州市泸县发生M_S6.0地震,震中附近的强震动观测台网获取了1 320组三分向加速度记录,对有效记录进行常规处理后计算出地震动相关参数,并利用克里金插值方法得到峰值加速度PGA、峰值速度PGV和拟加速度反应谱的空间分布图。结果显示,极震区与中远场的长轴方向有较大差异,地震动表现出沿断裂走向衰减较慢的特性。通过与常用衰减关系预测值进行对比,分析了PGA和多个周期的拟加速度反应谱随距离的衰减特性,结果显示此次地震的PGA相比衰减关系预测值偏小,拟加速度反应谱相比各经验预测值呈现周期越大衰减变慢的特点,体现出川东南地区特有的衰减规律。最后分析了本次地震获得的最大加速度记录,进一步验证了局部地形和场地对地震动有显著影响。      

九寨沟MS7.0地震强地震动模拟及漳扎镇地震动强度预测

破坏性地震强度预测可用于工程领域抗震设防以及地震危险性分析评估,是防震减灾中一项很重要的基础工作.为了再现九寨沟地震的地震动强度,评估缺失强震记录的九寨章扎台站的地震动强度,本文用经验格林函数法对九寨沟地震进行了数值模拟.选取了震源周边地震动峰值加速度超过10 Gal的10个强震台站进行模拟.因未得到九寨沟地震的余震,初次尝试将汶川地震和定西地震的余震作为格林函数模拟九寨沟地震.模拟结果整体上可以反映各台站地震动的强度特征,尤其是地震动高频成份拟合较好.模拟值的地震动峰值加速度、时程数据、反应谱等与观测值拟合较好.预测结果显示漳扎镇的地震动峰值加速度值约为180~200 Gal.预测结果也表明在缺少大震的余震记录时,经验格林函数法使用其他大震的余震同样可以再现目标地震的强度特征.本研究也为经验格林函数方法在缺乏小震记录地区的使用积累了经验.最后总结了格林函数的选取标准,为经验格林函数方法来预测未来强震动特征积累了经验.     

2014年云南鲁甸MS6.5地震峰值加速度震动图

综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果、余震分布以及我国西部地区地震动参数衰减特征,运用考虑场地效应的震动图快速生成方法,将收集到的62组强震台站的峰值加速度作为插值使用,估计了2014年8月3日云南鲁甸M_S6.5地震峰值加速度震动图. 利用地震后获得的强震记录计算了强震台站观测值与借助经验性衰减关系得到的估计值之间的系统偏差,校正了缺少台站地区借助经验性衰减关系得到的估计值,获得了校正后的峰值加速度分布图. 结果显示,鲁甸M_S6.5地震的地震动峰值加速度随距离的衰减速度比前人对我国西部衰减统计的结果更快,对数偏差校正的结果更符合本次地震的衰减规律. 校正后的峰值加速度大于40 cm/s2的区域面积近8000 km2,比未经校正的峰值加速度大于40 cm/s2的面积减小了40%左右.      

龙门山地区的kappa（κ0）模型及汶川MS8.0地震的强地震动模拟

在地震动模拟中,高频衰减参数（κ₀）是一个重要的参数,它控制了傅里叶谱高频部分的衰减特性.本文利用汶川M_S8.0地震和芦山M_S7.0地震主余震的1671组强震动观测记录,计算了龙门山地区50个断层距小于150 km的强震动台站的κ₀,基于随机有限断层法模拟了汶川地震中这些台站的加速度时程、傅里叶振幅谱和反应谱,并与前人的研究进行比较.结果表明,合理计算的κ₀可以有效地改善加速度时程振幅和高频谱（>1 Hz）的模拟结果.另一方面,本文基于κ₀与地形高程的相关性,建立了龙门山地区的κ₀经验模型.分别采用该经验模型和κ₀= 0.04 s模拟了汶川地震的峰值加速度分布,并与观测记录进行比较.结果表明,采用本文提出的κ₀模型可以更好地重现汶川地震的峰值加速度分布,特别是在断层破裂方向的反方向区域和山区.综上,汶川地震中山区的峰值加速度明显大于盆地地区的现象,不仅与断层破裂产状有关,还与山区和盆地地区的κ₀之间显著的差异有关.     

2021年新疆皮山MS5.4和叶城MS5.4双震序列及青藏高原西北缘地震活动特征

利用新疆、西藏区域台网记录的P波和S波到时数据,对2009年1月至2021年9月期间的青藏高原西北缘的地震事件开展了精定位;利用新疆区域台网的地震波形数据,对2021年9月4日皮山M_S5.4地震和9月5日叶城M_S5.4双震序列中的12次M_S≥3.5地震事件开展了震源机制解反演;综合精定位与震源机制解结果,分析了皮山M_S5.4和叶城M_S5.4双震序列的震源特征;结合本文作者已取得的于田地区强震活动性研究结果,讨论了青藏高原西北缘两个强震区内(皮山—叶城地区与于田地区)的强震相关性.研究结果表明,(1)皮山M_S5.4和叶城M_S5.4双震序列的发震断层为NW向的泽普断裂带,两次M_S5.4地震的质心深度为17 km左右.(2)皮山M_S5.4和叶城M_S5.4地震之间伴有NE-SW向的次级隐伏拉张断层破裂.(3)2015年皮山M_S6.5地震序列呈现出NW向的单...     

2014年新疆于田MS7.3地震强地面运动模拟及震动图预测

基于地震动的时空衰减规律和传播特征,采用邻近地震监测台站地震动时程对1 km×1 km尺度的网格点进行近实时插值计算,同时结合场地效应对震区地震动参数进行修正,并以2014年2月12日新疆于田M_S7.3地震为例,计算震区格网内各点的地震时程,同时以8 s为时间间隔绘制出地震动峰值等值线图并将其连续播放,得到了于田M_S7.3地震峰值地震动(PGV,PGA)的空间分布.结果表明,于田县东部至民丰县北部地区受场地条件影响,震区震害在软弱地基土层及浅地下水位等因素作用下对震区地震动具有明显的放大效应,预测的地震动特征与现场宏观调查结果是一致的.在当前强震台网分布不均匀的情形下,本文方法能较好地描述震区地震动特征,较客观地反映灾区的强地面运动特征.      

岷县漳县6.6级地震及余震强震动记录特征分析

对2013年7月22日甘肃岷县—漳县地震获取的273条主余震加速度记录进行格式转换、基线校正和滤波等常规处理,分析该地震主震(M_S6.6)和余震(M_S5.6)两次地震记录的幅值、持时以及反应谱特征,发现M_S6.6主震记录的PGA范围在0.728～177.5 gal间,M_S5.6余震记录的PGA范围在0.732～69.3 gal间;将观测数据与霍俊荣和第五代《中国地震动参数区划图》地震动衰减关系进行对比,发现霍俊荣衰减关系更吻合于此次地震的主余震加速度衰减;绘制主余震5%～95%重要持时分布图,并针对主震62MXT反应谱和本地设计谱以及近些年国内主要强震震中反应谱开展比较分析;最后研究土层台、基岩台、相同台站各个震级反应谱的特征。     

永清MS4.3地震和廊坊MS3.0地震的发震构造研究

基于首都圈数字地震台网的宽频带资料,首先采用CAP方法确定了永清M_S4.3地震和廊坊M_S3.0地震的震源机制解:永清地震节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为52°,62°和?140°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为300°,55°和?35°;廊坊地震节面I的走向、倾角和滑动角分别为48°,57°和?147°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为299°,63°和?38°。两次地震的震源机制解较为一致,推测它们可能具有相同的发震断层。利用近震转换波获得两次地震的震源深度,分别为19 km和13 km。利用双差法对两次地震的主余震进行重新定位,结果显示:两个地震序列的震中均呈NE向分布,余震震源深度均浅于主震震源深度,震源深度分别集中在17—20 km和12—13 km范围内,两个序列的短轴剖面揭示了震源分布均呈现倾向SE,倾角陡立的特点。将地震序列的分布与震源机制解的结果进行对比,认为两个序列的水平展布方向与其对应的主震震源机制解中节面Ⅰ的走向比较接近,深度分布的高倾角特征也与节面Ⅰ比较相似,因此认为发震断层面均为节面Ⅰ。通过将震源机制解中节面Ⅰ的参数和地震序列的分布与区域活动断层的产状性质进行比较,取得了一些关于发震构造和地震成因的重要认识:① 永清M_S4.3地震和廊坊M_S3.0地震的发震构造不是上地壳的先存正断裂?河西务断裂,不排除与中下地壳的新生构造或深大断裂有关;② 永清、廊坊地震发生在13—19 km深度上,结合地壳结构、断裂构造以及区域流变结构等资料,推测该深度范围可能是廊固凹陷的壳内脆性?韧性转换区域,是地震孕育和发生的有利构造部位。      

2016年门源6.4级、杂多6.2级地震前热红外辐射变化特征

2016年青海省发生门源6.4级和杂多6.2级地震,针对2次6级以上地震发生前热红外数据变化特征进行分析,研究发现：门源6.4级和杂多6.2级地震前热红外辐射增强变化应为地震异常;2次地震映震结果对比表明,频段1、4和5为优势映震频段,异常幅度为年均值4.5倍左右可作为地震异常判断依据。     

漾濞县MS6.4、玛多县MS7.4地震前地电场变化分析

2021年5月21日云南漾濞县发生M_S6.4地震、5月22日青海玛多县发生M_S7.4地震,分别分析漾濞震中500 km内12个地电场台数据、玛多震中500 km内8个地电场台数据,获知:(1)漾濞地震周围罗茨等8台优势方位角在震前出现了异常变化,弥渡等4台看不出明显异常变化;盐源等7台相关系数在震前2～6个月出现了大幅度下降,元谋、苴林等5台相关系数看不出明显异常变化。(2)玛多地震周围门源等4台方位角在震前出现了异常变化,都兰等4台方位角看不出明显异常变化;门源等5台在玛多地震前2～6个月相关系数出现了大幅下降、变化范围明显变窄等现象,都兰、白水河、金银滩等3台优势方位角和相关系数都看不出明显异常变化。(3)两次地震分析中地电场优势方位角和相关系数异常变化在时间上皆具有同步或准同步性。     

Broadband ground motion simulation using a hybrid approach of the May 21, 2021 M7.4 earthquake in Maduo,Qinghai, China

In this study, the broadband ground motions of the 2021 M7.4 Maduo earthquake were simulated to overcome the scarcity of ground motion recordings and the low resolution of macroseismic intensity map in sparsely populated high-altitude regions. The simulation was conducted with a hybrid methodology, combining a stochastic high-frequency simulation with a low-frequency ground motion simulation, from the regional 1-D velocity structure model and the Wang WM et al.(2022) source rupture model,respect...     

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。     

2013年甘肃岷县MS6.6地震区域地震波传播模拟与地面运动特征研究

2013年7月22日,甘肃省定西市岷县发生M_S6.6地震,造成了严重的人员伤亡和经济损失.地震发生于青藏高原东北部边缘与甘肃东南部地区的交界处,是该区域一百多年以来发生的最大地震.分析本次地震观测数据显示,岷县M_S6.6地震产生的地震地面运动呈现出明显的区域变化特征.为了研究这种区域变化特征,本文使用全球CRUST1.0和SRTM30模型数据建立了甘肃岷县及周边地区的地下三维传播介质模型,使用并行的三维有限差分方法进行了岷县地震的区域地震波传播模拟,并与研究区内数字地震台网记录的地震观测资料进行对比.通过分析地面运动的峰值速度和持续时间的区域分布特征,发现：在青藏高原东北部边缘,较大的地形起伏对地面运动的峰值速度分布起主要影响作用;在青藏高原外围地区,地形起伏较小,而沉积层主要影响地面运动的峰值速度和持续时间,从而导致了明显的盆地效应,如地面运动的振幅放大和持续时间加长.因此,研究区剧烈的地形起伏和表层沉积层是影响地面运动的重要因素.     

2016年新西兰MS8.0地震震源及强地面运动特征分析

2016年11月13日新西兰发生M_S8.0地震,该地震造成2人死亡,20多人受伤,仅10余栋房屋严重受损,致灾特征较轻. 本文针对新西兰M_S8.0地震的震源参数特征,对该地震的震源过程进行了分析. 结果表明,该地震的地震波辐射能量和视应力均偏低,震源破裂过程为应力上调模式,发震断层破裂相对充分,余震相对丰富.结合新一代衰减关系(NGA)的分析结果显示,该地震的强地面运动峰值加速度(PGA)观测记录整体偏低,与基于震源参数对该地震PGA的理论估算结果较为一致. 进一步选取10 km范围内6个台站的强震观测记录进行比较研究,初步认为影响该地震近断层区域PGA高值的因素主要是断层破裂面上最大滑动集中区的位置,而非主震的初始破裂位置. 综合研究表明,新西兰M_S8.0地震的强地面运动主要受到应力上调模式和最大滑动集中区位置的影响,致灾特征较轻则可能源于峰值加速度偏低和地表破坏较大地区的人口相对稀少.