珙县低山区不同震源作用下斜坡地震动响应

在宜宾市珙县五同村布设斜坡地震动监测仪器,采集兴文县3.1级、珙县4.5级及长宁县4.6级地震数据。对监测剖面上1^#、2^#监测点采集到的珙县余震地震动响应数据进行滤波和校正处理,对比分析震级、高程、方位等因素对斜坡造成的地震响应后认为：1）当地震波的半波长与山体某些特定部位之间的距离接近时,斜坡地形与地震波的波峰产生耦合作用,地形放大效应显著,达到参考点的2.765倍,此处山体更容易产生较大幅度的摇晃,造成山体地质灾害;2）分析珙县4.5级与长宁县4.6级地震得出,当地震波沿特殊部位（如山脊等）传播时,地震加速度及阿里亚斯强度更加显著;3）分析地震加速度变化得出,在地震荷载作用下,随着震级的增大,斜坡的加速度响应也会增大;4）随着高程和震级的变化,监测点的地震加速度和阿里亚斯强度随之变化,高程和震级对斜坡的地震动响应具有放大效应;5）在高程和微地貌的耦合作用下,斜坡地震加速度也具有明显的放大效应。     

四川珙县下软上硬山岭地貌斜坡地震动响应特征

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育, 为了揭示这类坡体地震动的响应特征, 在珙县五同村安置了强震监测仪, 对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测, 并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明: ①地震动响应规律有极强的方向性和距离性。2次地震相距监测站台的方向和距离不同, 使Ms 4.0级地震的峰值加速度和阿里亚斯强度反而比Ms 3.2级地震小。②0~30 Hz的地震波在低地山岭的高陡临空面附近有放大效应。1#监测点的主频小于3#与5#监测点, 3#监测点的主频最高。5#点的幅值范围为0.018~0.055 m/s-2, 3#点幅值范围为0.036~0.087 m/s-2, 3#点相较于5#点, 其三向最高幅值同比放大了1.58~2.0倍。③泥质砂岩的主频为4.8~8.4 Hz, 灰岩的主频为5.5~21.4 Hz, 不同的岩层共振频率不同, 灰岩对地震波的选频放大效应强于泥质砂岩。④地震波在不同高程的山岭斜坡部位具有选择放大作用, 在一定范围内高程越大地形放大效应越明显。      

四川珙县M_s 5.4级地震斜坡地震动响应特征

四川珙县M_s 5.4级地震是长宁M_s 6.0级地震第三大余震,在震中区诱发了多处滑坡和崩塌,研究坡体不同部位地震动响应特征对地震地质灾害预测和防治意义重大。通过在距离震源近的斜坡不同位置布置监测点,获取地震动参数及相关变化规律,对研究区域的坡体进行稳定性分析和研究。结果表明:地震在南北向的放大效应大于东西向,覆盖层土体最大位移达到了7.42 mm,与地震时南北向晃动强烈吻合;对比分析各个监测点的峰值加速度(PGA)、阿里亚斯(Arias)强度,覆盖层土体比高位基岩的放大效应显著;基岩地震波以低频为主,卓越频率为2～5 Hz,随着高程的增加对高频的地震波有过滤作用,在山顶3~#监测点的阿里亚斯强度比山脚1~#监测点(参考点)放大数倍,地震动能量强;通过该区域的抗震设计反应谱与监测反应谱对比分析,可以得出覆盖层土体和高位基岩地震动强烈,前者的宏观表现为覆盖层土体上老旧房屋毁坏严重,后者为高位基岩坡体滑坡和崩塌。     

丘陵地貌区斜坡强震动响应特征——以四川省长宁县为例

前人对高山峡谷地貌区高位斜坡动响应研究较多,但对低山、丘陵地貌区斜坡强震动响应研究很少。并且,研究这类地区顺倾斜坡的地震动响应对揭示长宁M_s 6.0级地震丰富的次生山地灾害动力机理具有一定意义。在四川省长宁县丘陵地貌区典型顺倾斜坡不同部位安置强震监测仪器,捕捉到40多次余震,通过SeismoSignal软件处理典型余震数据,分析峰值加速度、阿里亚斯强度、傅里叶频谱、加速度反应谱,进而采用水平/竖直向谱比法分析局部场地效应,最后对比分析低山、丘陵地貌区与高山峡谷地貌区的斜坡动响应。结果表明:坡顶峰值加速度可达4.171 m·s~(-2),最大位移可达0.008 05 m,当峰值加速度大于1.0 m·s~(-2)时,阿里亚斯强度出现陡增的趋势;局部地形的放大效应使得地质灾害以沿山脊的裂缝及小型崩塌为主,在低频2～5 Hz处,斜坡中上部易发生山体共振。以上研究揭示了砂、页岩顺倾斜坡高位放大效应,为地震山地灾害易发性区划提供地震监测资料。     

“6.1”芦山地震作用下宝兴新华村滑坡动力响应与失稳过程离散元模拟

斜坡浅表层是各类地震地质灾害发育的潜在破坏位置,坡面形态和坡体结构往往造成斜坡动力响应及破坏的复杂化。为探究不稳定斜坡浅表潜在滑动层动力响应特征与失稳过程,以芦山M_s6.1级地震触发的新华村滑坡为例,基于现场调查采用离散元方法建立了二维计算模型,分析了该斜坡潜在滑动层及坡面形态的动力响应特征并对其失稳过程进行了模拟。结果表明：(1)斜坡浅表潜在滑动层具有强烈动力放大效应;(2)微地貌对于潜在不稳定斜坡坡面的放大效应具有明显的影响,浅表潜在滑动层水平向及竖直向加速度在凸出部位的放大效应显著,凹陷部位相较于凸出部位放大效应较低;(3)研究揭示新华村滑坡在微地貌的作用下凸起地形呈现先于凹陷地形遭受破坏,其失稳过程分为震动放大局部震裂-凸出地形破坏-凹陷地形破坏-完全破坏整体下滑-重力堆积5个阶段。该研究结果有助于提升防灾人员对地震诱发潜在不稳定斜坡失稳的认识,为防灾减灾提供理论和数据支撑。     

强震作用下斜坡表面放大效应的三维离散元模拟

为研究强震作用下斜坡表面的动力放大效应, 以陕西勉县某岩质斜坡为例, 建立了三维模型。运用离散元软件3DEC, 模拟了动力条件下斜坡的变形失稳过程, 分析了斜坡表面的动力响应特征, 研究了不同地震波输入工况条件下坡体表面动力响应差异。研究结果表明: 考虑地震纵波的影响时, 竖向加速度得到显著增强, 坡面的PGA放大系数增强了约1.62倍; 坡面形态强烈影响着斜坡表面的动力响应特征, 强震作用下, 斜坡坡肩及坡形转折处的放大效应均十分强烈, 凸出部位次之, 坡表两侧的放大效应最弱; 不同输入工况下, 斜坡坡形转折处的水平向PGA放大系数均维持较高值, 特别是在仅输入水平向加速度的条件下, 该部位在地震滑坡灾害预防中应特别注意; 强震作用下滑坡的运动过程可概括为滑坡孕育启动阶段—挤压碰撞高速运动阶段—堆积阶段。研究成果可为该地区防灾减灾工作提供一定理论支持。      

强震山区低山斜坡地震动响应特征分析

2019-06-17四川省宜宾市长宁县6.0级地震后,双河镇布设了多个地震监测仪器,以获取不同场地条件下的地震动相关参数.研究结果表明:1)在同一介质下,60 m高程对地震动的峰值加速度放大可达1～3倍,阿里亚斯强度放大可达2～5倍,同时微地貌的不同可使放大效应具有一定的方向优势;2)在同一高程不同介质条件下,相较于砂...     

基于流固耦合理论的巴东黄土坡滑坡地震响应研究

为研究三峡蓄水对湖北巴东黄土坡滑坡地震稳定性的影响,基于流固耦合理论建立二维有限差分数值模型。在计算无水(蓄水前)及有水(175 m实验性蓄水)条件下滑坡体场地地震动、应力响应及孔隙水压力差异特征的基础上,进一步给出滑坡体安全系数时程,探讨在蓄水与水库地震共同作用下的滑坡体稳定性及成因机理。结果表明：1)无水条件下滑坡体上硬层与下硬层的地震动峰值加速度放大系数约为1.33及3.31,具有显著的场地放大效应及软弱夹层消能减震作用;2)瞬时地震荷载下,由于滑坡体上下硬层之间非协调性变形与非快速排水的共同作用,软弱层超孔隙水压力快速形成,并呈现出阶段性积累上升趋势,伴有瞬时放大特征。     

基于流固耦合理论的巴东黄土坡滑坡地震响应研究北大核心CSCD

为研究三峡蓄水对湖北巴东黄土坡滑坡地震稳定性的影响,基于流固耦合理论建立二维有限差分数值模型。在计算无水(蓄水前)及有水(175 m实验性蓄水)条件下滑坡体场地地震动、应力响应及孔隙水压力差异特征的基础上,进一步给出滑坡体安全系数时程,探讨在蓄水与水库地震共同作用下的滑坡体稳定性及成因机理。结果表明:1)无水条件下滑坡体上硬层与下硬层的地震动峰值加速度放大系数约为1.33及3.31,具有显著的场地放大效应及软弱夹层消能减震作用;2)瞬时地震荷载下,由于滑坡体上下硬层之间非协调性变形与非快速排水的共同作用,软弱层超孔隙水压力快速形成,并呈现出阶段性积累上升趋势,伴有瞬时放大特征。     

青海玛多MS7.4地震安西站VP宽频带倾斜仪数据特征分析

青海玛多M_S7.4地震前甘肃省安西县地震监测站VP宽频带倾斜仪出现明显异常变化且记录到该地震的同震波形。结合CTS-1地震计进行融合分析可知,2套仪器同震波形的震相到时基本同步,表明2套仪器具有可靠性和一致性,但震相记录特征存在差异。2021-04-17 VP宽频带倾斜仪数据打破原有倾斜趋势,年变向西北方向倾斜,05-13恢复为向西南方向倾斜,震前记录到倾角急剧增大的方位与震中至台站的方位一致,倾斜旋转变化方向与区域构造应力方向一致。在同时段时均值数据时频谱中,异常时段存在（1.085~4.340）×10^-6 Hz(周期为64~128 h)的低频信号。此次地震中2套仪器的优势频率和时频变化特征存在显著差异,这种差异可能与2套仪器不同的机械结构、频段宽度、采样频率有关。     

珊溪水库地区三维构造特征与深部水库诱发地震环境研究

利用大地电磁测深法首次在珊溪水库地区开展三维地震深部构造特征探测,获得该地区70 km²面积的三维电性结构,建立该区域深部三维地质构造模型,探讨水库地震发生的深部构造环境。结果表明：1）珊溪水库地下存在以双溪-焦溪垟断裂为主的3条断裂组成的向西南侧伏的三角形断块,2.5级以上地震基本发生在该特殊构造内。2）水库深部存在3个主要的“低阻通道”,地震活动集中在中部_f11-3“低阻通道”沿线,随着地下水沿f_11-3流体通道自东南向西北渗透,地震活动也沿该方向呈现阶段性迁移。3）水库东侧温州-泰顺断层及花岗岩阻隔双溪-焦溪垟断裂向东发展,造成地应力无法向东传播,可能是该断层以东无地震发生的主要原因。     

基于傅里叶变换的谷间距特征信息提取及其影响因素研究

谷间距(Valley Spacing)是描述相邻沟谷距离的特征参数,它能较好地反映沟谷的次序等级和空间分布特征。本研究以黑河正义峡和兰州大岭岘2个样区为例,利用ArcGIS软件,将无人机测绘获取的0.12 m分辨率地表高程数据通过重采样生成不同分辨率的数字地表模型。通过MATLAB软件,将不同分辨率、不同空间域的数字地表模型作为二维空间域信号进行傅里叶变换。通过傅里叶变换及频谱分析研究地形的频谱特征与地表谷间距之间的转换关系。分析结果显示:①当区域内只有一级沟谷时,频谱中谷间距特征信号的有效提取要求地形分辨率至少优于1/5谷间距,分辨率的粗略化则直接影响着地形频谱中谷间距特征信号的识别,但是分析空间域对频谱谷间距特征信号的捕获影响较小;②当区域内有多级沟谷时,分辨率优于1/3谷间距时即可有效提取到该级沟谷的谷间距特征信号,分辨率的粗略化和空间域的增大都会使得频谱中较低序次等级沟谷的谷间距特征信号减弱,而较高序次等级沟谷的谷间距特征信号增强。     

2017-06三峡库区M4.3、M4.1双地震强震记录分析

2017-06-16 、06-18湖北省秭归县和巴东县先后发生M4.3、M4.1地震，武汉城市圈地震预警和烈度速报台网先后获取这2个事件13组和11组强震动记录。对2次地震进行反应谱和傅里叶谱分析，获取峰值加速度和仪器烈度图，得到仪器烈度值最大为7.1度，与震中现场灾害评估烈度7度、大部分地区5度基本一致，充分体现了武汉城市圈地震预警与烈度速报示范工程项目建设成效。     

四川芦山M_s 7.0级地震的地质环境影响分析

2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生Ms7.0级地震,此次地震对地质环境的影响备受各界关注。基于遥感解译与震后现场调查,对芦山地震的地质环境影响进行了初步分析。结果发现芦山地震的地质环境影响主要有:诱发较为广泛的崩塌等次生山地灾害,崩塌以小型为主,主要分布在双石—大川断裂带槽谷以及北西向几个深切峡谷段,如S210省道芦山—宝兴峡谷、芦山—双石峡谷、龙门—太平峡谷,其中震中区宝盛、太平镇崩塌密度最大;泥石流动静物源有不同程度增加,崩塌新增了泥石流沟的物源;斜坡上缓坡带也堆积有新的崩塌物源,使震后沟谷泥石流与坡面泥石流发生的概率增加;斜坡震裂现象较普遍,震动引起斜坡表层覆盖层不均匀沉降,宏观上表现为地面开裂、房屋开裂以及公路路基失效等;沙土液化加重灾害程度,震动引起发震断裂槽谷区砂土液化,使发震断裂带上地基失效,震害加重;厚覆盖层场地效应使地震下盘平坝区震害异常,下盘前陆盆地厚覆盖层地区地震波放大效应使芦山县龙门、清仁以及天全县老场、仁义平坝区及斜坡地带震害严重;芦山地震地质环境影响最大的区域是震中区太平—宝盛一带,其次是断裂带下盘5km—上盘5km的地带、宝兴县城区域及前陆盆地带。     

重庆地区Lg波衰减、台站场地响应与ML震级测定

选取2010～2020年重庆数字地震台网36个台站记录的127次M_L≥3.0地震波形资料,利用Lg波衰减参数与台站场地响应联合反演方法,得到l～7 Hz频率内Lg波三分向(UD,EW,NS)与频率f的衰减关系分别为Q_UD(f)=173.6f^0.77、Q_EW(f)=154.9f^0.78、Q_NS(f)=157.6f^0.73。结果表明,研究区属于低Q₀值和较高频率依赖性的构造活跃区。计算36个测震台站的场地响应,结果显示,大多数台站的幅值曲线较为平滑,各台站之间的场地响应存在差异,其中SHG台、PAL台和JIP台的场地响应曲线在部分频段内存在异常放大现象。选取642次M_L≥2.0地震观测报告,对有放大效应的台站作场地响应校正后,大多数台站更靠近台网平均震级,CQT台、SHG台和HCB台校正效果明显,部分台站介质衰减对地震波振幅的影响大于场地响应。     

基于射线理论的垂直P波入射过程滑坡滑带应力放大特征及成因分析

汶川地震触发的最大滑坡——大光包滑坡是受控于斜坡先期层间构造错动带(软弱层)的大型地震滑坡, 该软弱层不但遭受了强烈的历史构造碎裂, 还在地震中产生了大面积新生震裂, 其成因及对大光包滑坡启动的贡献一直是国内外研究焦点。以大光包滑坡为地质原型, 将层间构造错动带概化为含软弱层单元地质体模型, 基于地震波射线理论, 建立了垂直P波入射过程考虑软弱层顶底界面波场转换和时间延迟的动力响应理论模型, 开展了垂直振动作用下含软弱层单元地质体振动台模型试验, 获得了软弱层应力放大特征及受地震强度和频率的影响规律, 揭示振动波在软弱层顶底界面的波场转换和能量分配产生了振幅衰减, 以及因软弱层与上下硬层介质属性差异造成的时间延迟, 共同导致应力分异和叠加, 促使软弱层应力放大; 从而认为, 强震过程中大光包滑坡先期层间构造错动带应力放大导致了带内岩体碎裂, 降低了滑带岩体抗剪强度, 从而促使强震过程中滑坡快速启动。      

基于GPS TEC的尼泊尔MW7.8地震同震电离层扰动研究

基于GPS数据对2015年尼泊尔MW7.8地震引起的同震电离层扰动进行统计与FFT频谱分析,探究地震电离层TEC扰动传播的时空特性。结果表明,震后5 min起出现明显的TEC扰动异常现象,持续时间超过6 min,呈现增大-减小-增大的变化趋势;扰动由震中向东、东北等方向传播,速率分别为2 336.36 m/s和455.52~937.64 m/s;扰动的中心频率为3~7 mHz,符合瑞利波与声波引发的扰动频段。     

2015阿拉善左旗Ms5.8地震区布格重力异常及归一化总梯度的构造意义

分析阿拉善左旗Ms5.8地震区区域布格重力异常与断裂带的展布关系,并重点利用苏海图-平罗-鄂托克旗实测剖面,计算得到较为精细的剖面布格重力异常和布格重力异常归一化总梯度（简称G^H）图像。剖面结果分析表明：1）区域主要活动断裂均对应G^H等值线的条带或切分局部区,这些部位一般显示强变形特征,如巴彦乌拉山山前断裂(F1)或阿拉善块体东南边界与约10 km宽、延伸约30 km深的西倾高G^H变化带一致| 2) 阿拉善左旗Ms5.8地震的发震构造不是磴口-本井断裂(F3),但受F3控制|3) 银川-平罗断裂(F6)为平罗8.0地震的发震构造,震源深度约15 km。     

汶川地震地形形变监测与分析

地形形变监测与分析对于研究汶川地震对震区及青藏板块地形变化的影响有重要意义。通过收集相关监测点的汶川地震前后地形形变数据,采用统一模式进行数据处理,将震前与震后的形变监测成果归算到ITRF2005参考框架和2008.363(2008年5月12日)历元,计算得到震中区域的大地基准造成严重破坏,监测点形变位错,水平位移量达243 cm,沉降量达68 cm,隆起量达36 cm。并对汶川地震地形形变监测进行分析,认为位于"映秀镇—北川—青川"断裂带西侧块体呈现向东南方向移动并呈现隆起趋势;东侧块体向西北方向移动并呈现下沉趋势;北侧块体向东北方向移动,南侧块体向西南北方向移动,块体两侧形成了明显挤压形态。上述研究为进一步揭示汶川地震产生的机理和龙门山断裂带的活动提供了良好基础。     

基于InSAR约束的2022年泸定MW6.6地震同震滑动分布及库仑应力变化

基于Sentinel-1A升降轨影像数据,利用D-InSAR获取2022-09-05泸定地震视线向同震形变场。首先利用贝叶斯方法搜索断层的先验几何参数,利用非负最小二乘原理反演断层精细滑动分布,然后根据断层滑动分布参数计算震中附近库仑应力变化,最后利用震间GPS速度场数据计算发震区震间应变场。结果表明：1)泸定地震的同震形变场沿视线向的最大形变量为15 cm; 2)泸定地震是一次典型的左旋走滑型地震,断层走向为NNW-SSE,约167°,沿走向破裂约为55 km,倾角约74°,断裂深度主要为0～17 km,最大滑动量约为1.12 m,对应深度为1 km,释放的总地震矩为1.02×10¹⁹ Nm,对应矩震级为M_W6.64;3)鲜水河断裂带南东段、安宁河断裂带北段和玉龙希断裂中北段处于应力加载状态,未来发生地震的可能性较大;4)震源区位于拉张应变和挤压应变的转换区域,该应变转换区可能与多个不同活动块体在该地区的交会有关。