震级—破裂长度关系与断层破裂模型

现代工程地震的进展之一是对所论地区作概率的地震危险性分析。1968年,Cornell首先对地震危险性分析作系统的研究,提出了著名的“点源模型”。70年代,洪华生(A.H-S)等提出断层破裂模型。该模型假设,断层破裂长度仅由震级决定,场地烈度由场地到断层破裂区的最短距离决定。由于断层破裂模型的广泛使用,震级-破裂长度关系的研究已成为危险性分析工作的一部分。     

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.     

关于地震烈度衰减模型的系统偏差

本文讨论在地震危险性分析中目前使用广泛的地震烈度衰减模型,即Cornell建立的点源模型和洪华生(A.H-S.Ang)等建立的断层-破裂模型。与实际烈度资料的比较表明,在等震线狭长的区域,点源模型有系统偏差,通常这种偏差不算严重。为了克服上述偏差,断层-破裂模型引进了破裂长度的概念,但其衰减与实际资料出入较大。与实际地震等震线的比较和计算表明,对大地震沿断层或等震线长轴方向,断层破裂模型总是高估高烈度区而低估低烈度区。此外,本文分析了断层破裂模型产生系统偏差的原因,讨论了点椭圆模型的合理性,并用地震危险性分析实例做了说明。      

断层破裂长度与震级关系的讨论

本文分别以地震破裂长度和余震区分布长度作为地震时断层的破裂长度,从而建立了我国东部、西部和全国范围内的震级与断层破裂长度以及断层破裂长度与震级之间的两种回归关系式,以供有关部门预报地震震级和评定场地影响烈度时参考。但在场地的地震危险性概率计算中,本文建议采用由余震区分布长度所确立的震级之间的关系式较为合适。     

利用PGA快速确定汶川地震破裂特征

快速确定断层破裂特征是烈度速报的一项重要技术,断层破裂特征可为烈度速报提供震源模型,提升烈度速报准确性。通过汶川地震加速度记录,提出一种快速计算震源破裂参数的方法。 假定断层为线源模型,以一定间距将断层离散化为若干子源,以震中为不动点,通过旋转获得所有断层可能的走向,通过每次移动一个子源,获得断层所有可能的破裂方式,将二者结合即可给出断层所有可能的空间分布;计算每种断层空间分布与每个台站的断层距,利用加速度记录峰值和断层距统计回归衰减关系,分析每个衰减关系的拟合残差,残差最小拟合效果最好的衰减关系所对应断层参数,能够对该次地震的地震动场有最合理的解释,也最有可能是实际地震中的断层空间分布。     

场地破裂危险性分析

地表破裂是断裂发育地区主要的地震地质灾害。断层错动、地表破裂对结构物的破坏不是一般的抗震措施所能抵御的。因而地表破裂危险性分析日益引起工程设计人员的重视。利用地震危险性分析的原理,建立了考虑位错衰减的场地破裂危险性分析模型。利用该模型,可以了解场地在未来的有效时间内最大位错超过给定值的可能性。最后,以鲜水河断裂为例,评价了某场地的破裂危险性     

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。     

改进的断层破裂烈度衰减模型

本文讨论了断层破裂烈度衰减模型,指出由它给出的烈度等震线的长轴向不很符合实际的等震线;在地震危险性分析中,该模型会高估高烈度的危险性。本文建议一个用等效破裂长度代替破裂长度的改进的断层破裂烈度衰减模型。统计数据和唐山地震的资料证实它能较好地拟合实际的等震线,从而改善地震危险性分析的结果。等效破裂长度的经验公式可表示为LnSe=a+bM-cl~3。它可以直接由历史地震等震线的资料统计得到。最后以河南小浪底水库坝址的地震危险性分析作为应用此烈度衰减模型的一个实例。     

二滩水电站坝区场地地震危险性分析

本文对二滩水库坝区进行了地震危险性分析,采用Der Kiureghian-Ang的断层破裂模型。断层破裂长度及烈度衰减的统计数据取自本地区历史地震资料的统计分析结果。 我国现行地震烈度区划图没有表示出未来一定时间内可能发生地震烈度的概率,并以描述性的宏观地震烈度为基础。本文用在一定时期内地震烈度超过某一特定数值的概率来表示其地震危险性,作为改进现行地震烈度区划的第一步。     

地震危险性分析方法概述

本文对近二十年来得到较大发展的地震危险性分析方法的由来及研究现状进行了概述,内容包括:极值理论在地震危险性估价中的应用、康奈尔的地震危险性分析方法、震级上限和潜在震源区、地震发生的时间过程、断层破裂模型、共轭断层模型和烈度椭圆模型、贝叶斯方法的应用。文章指出,目前的地震危险性分析方法允许充分考虑地球物理、地震活动性以及地质等各方面的因素,可得出较客观的地震危险性评价。     

走滑型断层地表永久位移预测模型研究

论述了断层地表永久位移概率地震危险性分析方法的发展过程和应用现状,指出了断层地表破裂预测模型研究的意义。根据我国最近的活动断层地表破裂震后调查结果,基于走滑型断层地表破裂数据,拟合了地表破裂预测模型。采用地震活动性模型和地表破裂预测模型,计算了则木河断裂地表迹线上的永久位移危险性曲线,对预测模型在工程场地地震危险性分析中的应用,提出了建议。     

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.     

用地震烈度史料预测场地地震危险性及与地震危险性分析的初步比较

本文介绍一种新的评估场地地震危险性的概率方法。该方法主要依据场地历史地震影响烈度资料,其特点是吸收了地震危险性分析的某些思想,并能引进区域未来地震活动趋势估计。文中提出有关参数综合确定方法并对一些问题进行了讨论。作为实例,预测了14个工程场地地震危险性。与地震危险性分析方法相比,该方法具有计算简便,不确定性和敏感性因素较少的优点,并能用实际资料检验所求的场地总危险性P(I≥i)。在地震和烈度史料丰富的地区,本方法可以取得比目前危险性分析更稳定的结果。     

以断层破裂震源模式为基础的烈度衰减规律

本文根据文献[1]中有关椭圆形等烈度线的统计结果,讨论了我国东部和西部地区不同震中烈度或震级的地震的平均震源深度和断层破裂长度,提出了适用于点源(以震源距为距离参数)和线源(以场地——破裂线最短距离或场地——破裂线两端点平均距离为距离参数)的烈度衰减规律.      

考虑时空非均匀性的地震危险性分析简易算法

本文以我国第三代烈度区划工作所采用的地震危险性分析思路为基础,沿袭断层破裂模型中分条积分的简易性,提出了考虑地震活动时空非均匀性的地震危险性分析简易算法,使第三代烈度区划的地震危险性分析思路在地震烈度复核和地震小区划工作中得到更好的推广和应用。     

地震动衰减规律中距离参数的新定义及其在地震危险性分析中的应用

文中对地面运动衰减规律中的距离参数提出了一种新的定义,即从场地到破裂线两端点的平均距离。这个定义能较好地反映发生构造地震的断层破裂模式。文中重点讨论了新的距离定义在地震危险性分析中的应用,发展了在三种不同边界条件下线源和面源模型的分析方法。此外,文中还列举了一个简化例子来展示应用所述方法的计算步骤。     

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。     

断层错动的危险性分析方法

为了分析地震时断层错动对建筑场地的影响,本文在地面震动危险性分析方法基础上提出了一种估计断层错动风险的概率方法,该法考虑了断层破裂边界效应以及参数不确定性的影响。最后文中还给出了一个算例,以展示建议方法的计算过程。     

三峡库首区非构造型水库地震的烈度衰减

非构造型水库地震具有震级小、震源浅、烈度高的特点,研究其烈度衰减对库区地震地质灾害的预测与防治具有重要的意义。根据三峡库首区近年地震实地科考原始烈度资料,选择椭圆衰减模型并对其进行二元回归分析,得到非构造型水库地震的烈度衰减关系。并与原有构造型水库地震烈度衰减关系进行比较。结果可供库区地震危险性分析与地震小区划使用。     

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.