无震级上限累计b值的牛顿迭代算法及对华东地区的b值空间扫描分析

给出计算无震级上限累计ｂ值的牛顿迭代方法，并对华东地区的实验地震资料进行ｂ值空间扫描，指出传统累计ｂ值与无震级上限累计ｂ值差异显著，在地震危险性分析中，上述传统做法高估ｂ值的系统偏差问世不容忽视。     

地震安评中地震活动性的统计区域与b值

本文讨论我国现行地震安全性评价中,地震活动性研究统计区域的选择及b值计算中存在的问题,提出不一定以地震区带作为统计区域的建议。文中同时指出,累计b值的正确概念应该是无震级上限累计b值,应采用迭代回归计算。文中用实际例子说明作者的建议。     

b值统计中的影响因素及危险性分析中b值的选取a

b值是从实际地震资料的统计中得到的.它与实际资料的完整性、可靠性、统计样本量的大小、取样的时空范围、样本的起始震级和取样间隔等因素都有关系. 本文使用累积频度-震级关系,lgN=a-bM,以起始震级为4 3/4和5;震级间隔为1/4,1/2和1级对不同尺度的时空范围进行统计,从中寻找各因素对b值统计结果的影响,为如何合理统计b值取得了一些实验依据. 此外,本文还就历史地震资料和现代仪器记录资料的统一使用问题,lgN-M线性关系两端掉头对b值统计的影响问题也作了探讨,从而提出在地震危险性分析中b值选取的原则及合理选取b值的方法.最后讨论了b值统计中的误差范围及其对危险性分析所产生的影响.      

地震危险性分析中潜在震源区范围与震级上限的不确定性分析

目前进行的地震危险性分析计算中, 潜在震源区范围和震级上限的确定过程中存在很大的不确定性。 采用二级划分和三级划分潜在震源区的方法, 对潜在震源区范围不确定性进行了研究; 用震级上限的单边正态分布模型代替固定的震级上限模型, 分析了这种改进对地震危险性分析结果的影响及其工程意义。 结果表明, 用三级划分潜源的方法代替二级划分潜在震源方法可降低局部地区的地震危险性, 对于在潜在震源区附近选址和降低工程成本有重要意义。 震级上限的改进, 使得地震危险性降低, 这对百年使用年限的工程更具有实用性。     

成都市地震危险性分析

本文以第三代地震区划图的编图思路为基础,采用考虑地震活动时空非均匀性的地震危险性分析方法进行成都市地震危险性评价。首先根据成都市及邻区的地震地质、地球物理和地震活动特征,确定不同震级上限Mu的潜在震源区;再估计各地震带的b值、地震年发生率及地震年均发生率分配函数;然后建立适合于成都市及邻区地震动(或烈度)衰减特征的等效圆、椭圆、长椭圆和断层破裂4种衰减模型。最后,采用考虑时空非均匀的地震危险性概率分析模型,评价了成都市不同超越概率的地震烈度。     

非线性震级频度关系与两类地震活动系统

在假定地震活动系统具有分形特征的前提下,首先推导出了震级频度关系的非线性表达式,进而指出地震活动系统可分为两类:整体地震活动受一个统一的大系统控制的Ⅰ类地震活动系统和整体地震活动受一个以上大系统控制的Ⅱ类地震活动系统．通常情况下,两类地震活动系统可以相互转变. 在华北地区一般强震前地震活动系统将由Ⅰ转变为Ⅱ类系统,这种变化可作为地震趋势判断的一个指标．另外,本文得到的非线性震级频度关系b值和线性震级频度关系b值之差b以及和非线性项系数有关的参数Muj可作为中短期地震预报的一对参数．      

b值和地震复发周期

针对过去计算b值的误差，提出了两条改进措施：（1）采用统一的绝对震级标度-矩震级标度MW；（2）舍弃缺失地震次数的点，然后用最小二乘拟合求得b值，使b值计算较准确. 据此，用3种不同来源和不同精度的资料计算，得到的b值都接近于1. 我们固定b值为0.85，用13年的现代地震观测资料，计算今后50～100年内较大地震（外推震级1～2级）的复发周期，结果表明，6级和7级以上地震的复发周期与用近100年的历史地震资料计算得到的复发周期相当一致，可以说外推的结果是可靠的.     

bem>值统计的物理背景

由古登堡-里克特提出的震级与频度的关系lgN＝a+bM，是地震活动性研究中普适性很强的一个经验公式．但对不同的时空域，b值曲线的线性程度有很大的差别．本文关心的是在什么样的时空强范围内，用该关系式得到的b值才具有一定的物理内涵．研究表明，在可孕育某震级档强震(MS8.5，8.0MS＜8.5，7.0MS＜8.0)的时空域内可得到最佳b值统计结果．由此可推测不同震级档强震在中国大陆不同地区可能的孕震范围．最后对地震区带划分、地震危险性分析中地震活动参数确定及应用b值作各种地震预报等方面提出值得探讨的新问题．      

潜在震源区不确定性因素分析

本文根据洪华生(Der Kiureghian-Ang)断层破裂模型,对不同尺度的潜在震源区及各种震源参数进行了地震危险性数值计算。分析了潜在震源区划分范围,震级上限M_u及β值等地震活动性参数的不确定性对地震危险性分析的影响,其结果可供地震区划及工程地震等工作者参考。     

确定辽宁地区地震活动性参数的原则和方法

本文按照编制第三代地震区划图的思路,根据地震地质、地球物理场和地震活动性的特点,考虑地震活动在空间上不均匀性和时间上的非平稳性,提出了确定辽宁地区地震活动性参数的原则和方法,并据此给出了辽宁各潜在震源区的有关参数。这些参数包括起算震级Mo、震级上限Mu、b值、年发生率v、空间分布函数f_(?)、断层长轴方向及震源深度等。使用这些参数就可以进行地震危险性概率分析计算和地震危险区划。     

根据截断的G-R模型计算东北地震区震级上限

震级上限是指一个地区可能发生地震的最大震级,其概率意义为发生超过该震级地震的概率几乎为0.在有些地区,由于对其内部的地震构造研究和认识存有局限性,很难根据构造或者地质学的原则来确定震级上限.因此,根据数学模型,采用统计手段,使用地震活动性资料来计算震级上限的估计值是一种可行的方法.本文根据截断的G-R关系模型,采用最大似然计算方法,使用东北地震区的地震目录,计算了东北地震区震级上限,结果表明东北地震区的震级上限应为M_u=7.5左右.计算中我们考虑了不同震级的转换、震级误差的修正以及计算方法的影响.最终结果表明,不论采用何种方案进行计算,东北地震区的震级上限值均始终保持在7.5左右,这说明我们采用本文中方法计算得到的东北地震区的震级上限值是合理可信的,同时也说明在以往的研究中对东北地震区震级上限的估计大都是偏小的.     

震级转换关系及其对地震活动性参数的影响研究

本文根据1990-2007年《中国地震年报》中同时给出Ms和ML、且震源深度〈70km的6577个浅源地震资料,经统计回归得到了全国和各地震区Ms与ML之间的经验关系。新的震级转换关系接近于Ms=ML,本文建议在需要进行震级标度转换时,对于没有测定Ms的低震级地震可直接使用Ms=ML进行转换。与目前广泛使用的震级转换关系相比,采用本文建议的震级转换方法后,全国各地震区5级以上地震的数量基本没有变化,但5级以下地震的数量有明显增加,导致由此统计得到的各地震区震级．频度关系中的b值有不同程度的增大。此外,用地震数量直接得到的4级以上地震的年平均发生率V4有明显增高,且部分地震区甚至增加了50％以上。在高震级地震发生率不变的情况下,地震活动性参数的上述变化反映了对地震区地震活动水平的估计有提高,可能导致概率地震危险性分析结果的提高,对地震区划和工程场地地震安全性评价有重要意义。     

地震b值的估计方法及其标准误差——应用蒙特卡罗方法估计b值精度

近年在地震预报问题的探索中, 不少人企图使用震级频数法则去寻找大震前兆, 讨论 b 值的时空变化.随之出现一个新问题, 为适应预报需要资料所取范围越来越小, 时段越来越短, 这样估计 b 值时使用的地震个数大大减少, 至使估计 b 值时误差增加.本文从古登堡、李希特的震级频数法则出发, 讨论了 b 值的各种估计方法.其中有极大似然估计、矩估计, 线性简单最小二乘估计和非线性简单最小二乘估计等.给出 b 值各种估计的精度, 从而比较各种方法的优劣.文中应用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法计算了一个 b 值误差表, 供计算 b 值时参考.      

中国大陆东部中-弱活动断层潜在地震最大震级评估的震级-频度关系模型

中国大陆东部中-弱活动断层小区的震级-频度关系符合特征地震模式,其指数函数部分(即G-R关系)的最大截距震级a/b明显偏小于当地的特征震级MC。为了能利用参数a/b间接估计断层小区潜在地震的最大震级,文中发展了综合历史与现代地震资料建立断层小区长期震级-频度关系的方法,计算出130个断层小区按t=500a归算的G-R关系参数at/b值。分析表明,断层小区已发生的最大地震震级Mmax与at/b值呈正相关,且随着at/b值的增大,最大地震震级Mmax的上限呈现较平整、单调上升的特点。已基于这种特点分别建立起华北、华东—华中、华南与东南沿海三大区域的最大地震震级上限Mmu-at/b值关系的3个经验公式,作为利用at/b值估算断层小区潜在地震最大震级的经验模型。文中应用新发展的方法与模型估计了若干断层小区的潜在地震最大震级。研究还揭示出中-小震群、余震和触发型地震序列、人为诱发地震等现代异常地震活动以及最小完整性震级的确定等均对断层小区的at/b值计算有影响     

怎样正确计算b值

在我们研究震级一频度客观分布的基础上,根据数理统计理论和大量的实际地震活动资料,对b值的正确计算问题进行了详细的讨论,结果认为最小二乘法是计算b值的最好方法。此外,还认真地研究了与b值正确计算有关的下限震级、上限震级、样本数以及震级分档区间等具体问题,并给出了它们的合理选择方法。     

柴达木—阿尔金地震带b值统计计算

目前工程地震中使用的b值来源于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）,地震资料仅考虑至2010年,距今有10多年的地震资料缺失,在此期间柴达木—阿尔金地震带发生了7级以上强震,因此需验证该地区b值是否体现高震级段地震危险性水平。为此,利用1920—2019年地震资料,对柴达木—阿尔金地震带b值进行统计研究,确定b值为0.76。根据该地震带不同构造区提取地震目录,按照震级完整时段计算各自b值,得到b值范围为0.536 5～0.801 9,最大差值为0.272 6,该结果低于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）确定的b值,体现了近期大地震的发生对该地震带活动强度和大震重现期等地震活动特征和活动水平的影响,本研究确定的b值可作为《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）的补充,可为科学建立重大建设工程地震危险性计算模型提供基础依据。     

用不完整的数据文件估计地震危险性参数 第一部分：具有不同临界震级的极值

地震危险性参数（最大区域震级mmax、地震活动速率λ和古登堡－里克特方程式中的参数b）的最大似然估算方法已被扩展用于处理包括历史大震和近代完整观测资料在内的混合资料。该方法可以收取利用具有不同临界震级值的地震目录中各种质量不一的完整资料。本程序作为一个案列证被用来估计卡拉布里亚和西西里东部地区的地震活动性参数。     

b值和V4的统计分析及其不确定性对地震危险性分析结果的影响研究

以郯庐地震带为研究实例,基于线性最小二乘法回归原理,采用多种组合方案统计得到多个b值与V4组合,选取最佳组合方案,确定郯庐地震带最优b值和V4值;同时使用概率地震危险性分析方法计算每个组合方案不同超越概率水平下的基岩水平峰值加速度,探讨了地震活动性参数b值和V4的不确定性对地震危险性分析结果的影响程度和规律。本研究方法和结论可供地震活动性分析和地震危险性评价研究时参考,对地震区划和工程场地地震安全性评价均有重要意义。     

水库诱发地震预测方法探讨

在系统整理和分析已有的预测方法的基础上,根据预测方法的特点将其归为定性预测、定量预测和基于监测的预测法三大类。详细介绍了震级上限法、经验类比法、高震级b值与低震级b值之比预测法、加卸载响应比法、概率预测法、模糊综合评判法和综合影响参数法,并对其优点、存在的问题和发展方向进行了讨论。认为由于目前对水库诱发地震机理认识的不足,水库诱发地震问题的复杂多样性及震例的有限性,当前的预测方法均未能较好地对水库诱发地震的实际情况进行合理的评估,应加强从水库诱震机理的角度对预测方法进行研究分析,在实际应用时应考虑水库的实际情况,结合多种预测方法,并基于水库监测数据的综合分析进行预测。     

小波多尺度熵在新疆跨断层形变资料中的应用

跨断层形变资料的信息提取与分析是地震研究的重要内容之一。文中以小波分析和信息熵理论为基础,提出了能够反映局部数据信息有序度大小的小波多尺度熵信息提取方法。研究了新疆天山地区跨断层定点形变观测资料强震前小波多尺度熵的变化特征,并应用多元线性回归方法分析了减熵异常与地震三要素之间的关系。结果表明:跨断层形变速率的相对高频成分携带的信息量大于中低频成分,大多数强震前小波多尺度熵有低值异常出现,累计减熵量的对数与震级、异常起始至发震的时间具有显著的线性关系,表现为震级越大,异常起始至发震的时间越长,累计减熵量越大,多个测点整体熵值的减少与大范围的地壳运动及地震活跃期存在一定程度的关联性