基于震源机制解的分区地震烈度衰减关系研究

根据中国大陆构造应力场分区,本文拟合不同震源机制解的烈度衰减关系,收集了我国西部198次5.0级以上震例,共419条的等震线记录;东部47次5.0级以上震例,共84条等震线记录,采用椭圆模型进行衰减关系拟合,得到了地震烈度随震级和长短轴长度的衰减关系。文章初步分析了几种震源机制地震烈度衰减规律的差异,以西部地区为例,对比了西部走滑型、逆断型烈度衰减关系和汪素云西部衰减关系与实际值之间的差距。本文研究结果表明,区分发震方式的烈度衰减关系长短轴可以作为应急地震影响场的修正因子,在震后几小时得到震源机制解时,对烈度圈长短轴进行初步修正。     

江苏及邻区地震烈度衰减关系

地震烈度衰减关系由于受震源性质、传播介质特性以及近地表场地条件的影响,存在较强的区域性差异。收集1937—2015年发生在江苏及邻区的59个地震数据,利用长轴可转向方法得到120条等震线长短轴半径,采用椭圆烈度衰减模型,用多元稳健回归方法将等震线数据进行拟合,统计得到本地区地震烈度衰减关系,并与汪素云等的研究及实际地震等震线数据进行比较,结果表明,本文结果与实际资料拟合程度较好,且在地震震级M_S6.0及震中距小于300 km时具有较强的可靠性。     

江苏及邻区地震烈度衰减关系

地震烈度衰减关系由于受震源性质、传播介质特性以及近地表场地条件的影响,存在较强的区域性差异。收集1937—2015年发生在江苏及邻区的59个地震数据,利用长轴可转向方法得到120条等震线长短轴半径,采用椭圆烈度衰减模型,用多元稳健回归方法将等震线数据进行拟合,统计得到本地区地震烈度衰减关系,并与汪素云等的研究及实际地震等震线数据进行比较,结果表明,本文结果与实际资料拟合程度较好,且在地震震级M_S < 6.0及震中距小于300 km时具有较强的可靠性。     

重庆及邻区震后烈度分布评估模型构建

选取重庆及邻区作为研究区域,将典型历史地震震例的等震线图数字化,通过回归分析分别构建了基于烈度衰减关系的烈度分布评估模型、基于等震线长短轴半径的“王景来”烈度分布评估模型和基于面积的烈度分布评估模型.最后利用算例验证了上述三种模型的适用性.震后烈度分布评估模型对于震后灾害损失评估有重要的意义.     

安徽及邻区地震烈度衰减关系研究

利用安徽及邻区15次地震的40条等震线资料,采用联合统计回归的方法,得到统计回归方程及地震烈度衰减关系．将此地震烈度衰减关系与其他烈度衰减关系进行对比,并结合地震烈度分布资料对衰减关系进行检验．认为本次统计回归所得的烈度衰减关系对安徽地区是适用的。     

地震动峰值加速度衰减关系的“映射圆”模型

目前,地震动衰减关系主要模型有三种:圆模型、断层破裂模型及椭圆模型.这三种模型或多或少存在一些弊端:圆模型在预测具有长大断层破裂的大震的近、中场的地震动预测偏差较大;断层破裂模型假设场地地震动与场地到断层的最短距离有关,实际假定了地震能量是从断层上均匀地向四周释放,显然不符合实际情况;椭圆模型从等震线的形状出发,分别回归出长、短轴的衰减关系,形式复杂,并且多用于烈度的衰减关系分析.     

基于GIS的数字等震线模型

借助于GIS技术，完成了云南及其邻区175个强震的175幅（439条）等震线图的制作。把历次历史地震的等震线置于同一比例尺下，并在GIS平台上计算各等震线的长度和各烈度区的面积是一项创新。该项工作为等震线的研究、烈度衰减和等震线模型的研究提供了最基本的数据。在所绘制的数字等震线的基础上，对等震线的长、短轴进行了统计分析，最后完成了数字等震线模型量板表，用于查阅不同震级、不同烈度等震线的长度。     

基于Levenberg-Marquardt法和最小二乘法的中国西部烈度衰减关系模型研究

收集1900年以来,中国西部地区488次地震的烈度等震线资料,采用长、短轴椭圆模型,应用Levenberg-Marquardt法和最小二乘法拟合了中国西南地区和西北地区地震烈度衰减关系,结果表明:两种拟合方法的回归模型结果具有良好的一致性,在西南地区与西北地区2个统计单元内地震烈度衰减关系有显著不同,应作为不同的分区对待.同时,将本文结果与其他研究者得出的中国西部地区地震烈度衰减关系结果进行了对比分析,并以近年来中国西部发生的6个真实地震的烈度圈数据为基准,对比了本文模型与其他区域模型的长、短轴及面积的计算结果,结果显示:本文烈度衰减关系计算结果的精准性要稍高于大区域的计算结果,但相对于小区域来说,本文结果比小区域的烈度衰减关系结果误差偏大.由于地震烈度衰减关系具有区域性特征,区域划分越细范围越小,结果精准性越高,但是计算大区域的烈度衰减关系,有利于第一时间掌握灾区大范围的灾情分布,特别是对于震级较大的地震,计算得到大尺度上的地震烈度衰减关系,可以迅速分析相邻省区受影响地区的烈度分布特征,无须利用另一个省的地震烈度衰减关系数据重新计算,故而本文两种方法得出的结果较好地反映了烈度衰减的区域特征,适合用于中国西部地区的工程地震研究和应用.     

晋冀蒙交界地区地震危险性评估及地震活动性分析

本文利用晋冀蒙交界地区1500年以来记录较完整的M_S5.0及以上历史地震烈度资料和2000年以来的地震活动资料，分别进行地震灾害危险性和地震活动性分析。首先，利用ArcGIS将历史地震烈度资料数字化，没有等震线记录的地震用烈度衰减关系计算烈度圈半径。将研究区划分成0.1°×0.1°的网格，将烈度资料分配到与之相交的每个网格，并用烈度-频度关系计算每个网格的烈度a、b值。基于地震发生遵从泊松分布的假定，估算未来50年内晋冀蒙交界区遭受某一地震烈度的超越概率。同时，计算50年超越概率10%对应的地震烈度，计算结果表明张家口蔚县、阳原和山西广灵县周边地区的地震危险性较高。最后，采用中小地震能量密度值计算方法，对2000年以来的现今地震活动进行定量分析，与历史地震烈度资料分析结果进行对比，发现中小地震活动圈定的危险区与历史地震烈度资料评估计算的概率高值区相对应，因此，这两种方法可为晋冀蒙交界地区的地震活动性和危险性评价提供参考。     

云南地区地震烈度评估模型研究

本文对1900~2014年发生在云南地区的146次5.0级以上地震的烈度数据进行了统计回归分析,并按照前人划分的云南地区的3个构造分区进行分类,将各分区内的烈度等震线作为样本,拟合出各分区的烈度衰减模型。由于样本所覆盖的时间段在百年左右,所涵盖的7级以上强震较少,故强震烈度衰减关系中隐含着随机性或不确定性,我们尝试引入破裂尺度来对强震烈度等震线的生成进行限定。通过分析对比已有研究成果,并选用李忠华和秦嘉政的震级-破裂尺度经验关系式组合作为破裂尺度的经验公式,对强震烈度衰减模型评估的影响场大小进行了修正。通过对本文拟合出的烈度衰减模型与已有研究结果进行比较发现,在某个分区内,本文给出的模型评估结果与实际烈度等震线平均偏差最小,故此采用更精细的分区比大分区在评估具体区域的地震烈度时更具有合理性。     

地震危险性分析中对烈度衰减的不确定性校正

针对近来就地震危险性分析中对地震烈度衰减的不确定性校正方法逻辑上缺陷的批评,在严格限定烈度是一有序分类变量、等震线是烈度分区的外包线的基础上,本文提出了一个简单实用的校正方法,并通过实例比较了不同方法得出的结果在数值上的差异。     

基于Levenberg-Marquardt法的中国大陆地区地震烈度分布快速评估的偏差特性分析

地震灾害发生后,可根据地震烈度衰减关系,利用地震灾害快速评估系统初步评估烈度分布范围。为评定烈度分布结果的偏差特性,利用中国西部地区488个震例和中国东部地区182个震例的等震线数据,使用Levenberg-Marquardt非线性迭代算法进行回归,计算我国大陆分区域烈度衰减关系,并对中国大陆1990—2007年23次6.0级以上地震以及2008—2019年88次5.0级以上地震进行烈度评估。结果发现,应用本研究所得烈度衰减关系进行烈度评估,不同烈度区分布面积与实际震害面积存在一定偏差,体现在:①高烈度区:实际震害面积往往比模型面积偏大;②低烈度区:实际震害面积往往比模型面积偏小。据此提出,应用该烈度衰减关系估计震害面积时,应根据烈度大小适当放大或缩写模型面积,具体缩放度如下:8度区模型面积放大约1.5—2.0倍,7度区模型面积缩小约1.5—1.6倍,6度区模型面积缩小约1.8—2.0 倍。     

线源地震影响场计算模型

传统的烈度衰减关系一般是由历史地震等震线资料拟合得到,但基于历史震例进行统计回归所得到的椭圆衰减模型往往不能够反映大地震时的地震衰减特点。尝试提出一种基于点源模型改进的线源地震影响场计算模型,引入地表破裂尺度对原有烈度衰减模型进行长轴上的修正,以期达到生成结果与强震实际烈度相拟合的目的,并可实现极震区震害的快速评估和计算。     

中国西部地区地震烈度衰减关系

本文收集了1991年之后我国西部地区71个地震的烈度等震线资料,并以此对1918—1989年间176次地震的烈度资料进行了补充,采用长、短轴椭圆模型重新拟合了西部地区的分区地震烈度衰减关系。结果表明,新疆区和川藏区2个统计单元内地震烈度衰减关系有显著不同,应作为不同的分区对待。同时与其他研究者给出的该地区地震烈度衰减关系的对比结果显示,本文结果合理可靠,体现了近、远场地震烈度分布的特点,适合于该地区工程地震研究和应用。     

岳阳市地震危险性分析

本文分析总结了近年来我国地震工作者对岳阳市及其邻区（简称工作区）的地震地质及地震活动特征的研究。并在此基础上划定潜在震源区，估计各潜在震源区的地震活动性参数；利用工作区11次历史地震等震线资料，统计得到了工作区的烈度衰减关系，利用工作区的烈度衰减关系和美国西部烈度与地震动衰减关系转化得到了工作区的地震动衰减关系。最后计算得到了岳阳市相同概率水平的烈度、加速度、反应谱。     

基于衰减关系的城镇烈度发生概率快速估计

震后快速产出的震动烈度分布是地震应急救援非常有效的依据, 通常由烈度与地震动参数的经验关系给出. 有台站的场点, 地震动参数可以直接由台站数据给出确定性的结果; 而无台站的场点, 地震动参数只能由衰减关系给出估计值. 目前我国台站覆盖有限, 且难于实时获取, 快速生成的地震动参数主要依赖于地震动衰减关系, 再依据烈度与地震动参数的经验关系, 输出确定性的震动烈度分布. 由于衰减关系本身存在着不确定性, 将其估计值用于生成确定性的震动烈度分布是不准确的. 而且实践证明, 震动烈度与实际调查烈度存在差异. 鉴于此, 从衰减关系模型中的ε出发, 提出了场点(城镇)遭遇不同烈度的概率计算方法: 利用衰减关系的估计值与衰减关系的标准差, 构造峰值加速度(PGA)变化的对数正态分布, 然后以烈度分档对应的PGA范围, 计算震区各城镇遭遇不同烈度的概率及各城镇抗震设防烈度被超越的概率. 具体以1966年3月8日河北邢台M_S6.8地震为例, 说明了此方法的可行性, 认为以概率形式给出城镇可能遭遇的烈度在表述上更为合理, 并建议将场点(城镇)遭遇烈度的概率表达方法用于震害快速评估.      

基于地震等震线面积和长轴半径的烈度衰减关系

我国目前使用最多的烈度衰减模型为椭圆衰减模型,这种烈度衰减模型在对中强地震烈度等震线形状的描述比较接近,而对于断层长度较大的强震高烈度区的描述存在较大的偏差.而大震真实的烈度等震线形状在近场接近于“跑道”形状,而在中远场又趋近于“椭圆”.如何建立一种能够同时近似这两种模型的烈度衰减模型是一个亟待解决的问题.因此,本文提出了一种基于等震线面积和长轴半径的烈度衰减关系的建立方法.并搜集了我国38次震级(Ms)大于6级的地震,对本文提出的衰减关系建立方法进行了验证.结果表明,基于等震线面积和长轴半径的衰减关系能够很好地拟合实际地震等震线的形状.     

南北地震带地区地震烈度衰减关系研究

收集了我国南北地震带地区1970年~2012年的85次地震事件的烈度等震线资料,建立了震中烈度与震级之间的经验关系,利用长轴和短轴椭圆模型拟合得到了该地区的地震烈度衰减关系。同时还搜集整理了近年来基于我国各地区的地震资料,研究得到的地震烈度衰减关系,并将其中与南北地震带存在地域重合的研究结果与本文结果进行对比分析。该研究结果能够较好地反映南北地震带地区的地震烈度衰减规律,对该地区的地震灾害快速评估具有一定的参考意义。     

甘肃地区地震烈度影响场评价及其与地形因子的关系

地震发生后,根据地震参数快速设计和显示出地震影响场,初步确定较为合理的地震烈度分布范围,对于政府及时了解灾情和损失分布非常重要。收集、整理甘肃地区实际地震等震线图,将其与现有地震烈度衰减关系生成的理论烈度图进行统计对比分析,并与研究区DEM（数字高程模型）相结合,研究地形因子对烈度影响场分布的影响。结论表明：不同震级档之间,实际与理论地震烈度分布之间规律不同;分区研究发现,除极震区外,祁连山—河西走廊地区外圈等震线理论长短轴以及面积均大于实际,甘东南地区规律则与之相反。地形因子对烈度影响场的影响是明显的,海拔越高,烈度越高;山顶点处烈度高于周围地区;相对震中而言,坡度大的地方烈度衰减快,反之则烈度衰减慢。     

甘肃地区地震烈度影响场评价及其与地形因子的关系

地震发生后,根据地震参数快速设计和显示出地震影响场,初步确定较为合理的地震烈度分布范围,对于政府及时了解灾情和损失分布非常重要。收集、整理甘肃地区实际地震等震线图,将其与现有地震烈度衰减关系生成的理论烈度图进行统计对比分析,并与研究区DEM（数字高程模型）相结合,研究地形因子对烈度影响场分布的影响。结论表明：不同震级档之间,实际与理论地震烈度分布之间规律不同;分区研究发现,除极震区外,祁连山—河西走廊地区外圈等震线理论长短轴以及面积均大于实际,甘东南地区规律则与之相反。地形因子对烈度影响场的影响是明显的,海拔越高,烈度越高;山顶点处烈度高于周围地区;相对震中而言,坡度大的地方烈度衰减快,反之则烈度衰减慢。