2014年鲁甸6.5级地震强震动频率非平稳特性相关分析

以2014年云南鲁甸6.5级地震的加速度记录为研究样本,分别对强震动三分量的加速度时程进行持续时间与穿零率分析,通过对三分量记录间频率特性差异的研究,总结了鲁甸6.5级地震中强震动记录三个分量的相对峰值持时离散特点,以及穿零率随震中距的走势特征,侧重分析了强震动频率的非平稳变化。     

基于小波变换的地震动时-频特性研究

对美国NGA,采用一维连续小波变换得到每条记录的小波功率谱。研究了任意时间处小波功率谱最大值所对应的主频率。结果表明:地震动主频率随时间的增大逐渐减小;竖向地震动分量的主频比水平向分量随时间减小更快。分别采用线性函数模型、指数函数模型和指数三角函数模型,分析了场地、震级和震中距对主频变化曲线的影响,拟合了主频率在不同场地条件、震级、震中距等情况下随时间的变化曲线,水平向和竖向的频率时变曲线整体上都是随时间递减的,且竖向衰减得更快些,大多数情况下竖向记录的高频成分比水平向记录的相应成分要多。     

基于工程应用的频率时变模型研究

对美国NGA数据库中的3551组地震记录按场地条件、震级、震中距进行了分组,采用一维连续小波变换得到每条记录的小波功率谱。研究任意时间处小波功率谱最大值所对应的主频率,并对每个地震动分组内的主频率值做一定时间窗内的均方根处理,分别采用线性函数、指数函数和指数三角函数模型来拟合得到的主频率随时间变化的曲线,最后分析了场地条件、震级和震中距对频率时变曲线的影响,并给出了每个分组内水平向和竖直向地震动主频率随时间变化的模型参数。结果表明:地震动主频率随时间的增大逐渐减小,但是竖直向要比水平向衰减得快一些。     

地震加速度相位差谱分布的数字特征

本文从地震加速度记录相位差谱的分布具有对数正态分布特征这一计算分析结果出发,进一步研究了基岩场地上加速度记录相位差谱分布的统计平均的数字特征——均值(?)、标准差(?)与震级M、震中距R的统计关系。它可应用于工程实际,从而为合成强度和频率含量两者均为非平稳的人造地震动提供了一个实用性较强的方法。文中利用统计分析结果,给出了不同震级、震中距的拟合目标反应谱的人造地震加速度时程。     

镇江市地震台RZB型分量钻孔应变仪地震记录特征与地震参数相关性分析

选取镇江市地震台RZB型分量钻孔应变仪2014年5月至2018年3月记录的全球142次地震,探讨该应变仪地震记录能力,分析震级、震中距与最大振幅之间的关系,以及地震波传播方向与四分量中振幅最大分量方位的关系。结果发现：该应变仪可记录研究时段全球发生的所有8级以上地震,理论上震级越大,记录的地震震中距越大;震级相同,震中距越大,应变仪记录的地震波最大振幅越小,拟合曲线较为符合幂函数关系;震中距相近,震级越大,应变仪记录的地震波最大振幅也越大,拟合曲线较为符合幂函数关系。偶有数据点偏离拟合曲线较远,是因为：①地震震源较深;②应变量的最大值或最小值未被记录到,量取值非实际最大和最小振幅;③有时地震波形周期难以分辨。多数地震最大振幅所在分量方向与地震传播方向基本相同。     

强震地面运动频谱特性的统计分析

本文利用国内外56次地震的147个重要地面运动加速度记录进行统计回归分析,得到反映强震地面运动加速度富氏振幅谱和伪速度反应谱与地震震级、震中距和记录场地条件的统计关系。这些记录中7级以上大震、震中距小于20公里的近场记录和基岩场地上的记录占有一定比例,统计样本各类数据的分布比较合理。采用场地等效固有周期(以下简称场地固有周期)代替常用的场地分类形式进行统计,在一定程度上克服了场地分类标准不明确的缺点。场地固有周期依据地质钻探资料计算,从而能比较准确地反映与场地特征有关的强震地面运动的频谱特征随震级、震中距和场地固有周期的变化规律,为实际工程应用和抗震理论研究提供可靠的经验公式。     

内蒙古中西部地区台站震级偏差和近震量规函数研究

采用2008年至2015年11月内蒙古中西部和邻近区域43个台站所记录的内蒙古中西部地区2327次地震事件,统计各台站单台震级与台网平均震级的偏差、平均偏差和标准偏差。震级偏差随着震中距的变化呈递增趋势,在震中距范围0~150 km内,偏差值小于0;在震中距范围150~500 km内,偏差值大于0。使用台站震级偏差结果对台站记录震级修正后,统计台站记录震级随震中距的变化,对量规函数进行修正。     

沿深度方向地震动相干函数影响因素分析

基于KiK-net台网强震记录,探讨震级、震中距、场地类别及测点高差等对沿深度方向相干函数的影响规律。结果表明:①水平分量的相干函数值随频率变化规律相同,竖向与水平分量间的差异较大;相干函数值随频率和测点高差的增加而减小;Ⅲ类场地较之Ⅰ,Ⅱ类场地,所记录的相干函数值随频率增加而衰减的速度更快。②近场(R≤300 km)相干函数值大于远场(R300 km);震级对相干函数的影响规律不明显;不同场地记录沿深度方向地震动相干性不同,建议选用王招招模型描述Ⅲ类场地地震动相干性,Harichandran模型描述Ⅰ,Ⅱ类场地地震动相干性。③基于日本"3·11"地震记录拟合得到了按震中距分段的相干函数模型参数值。     

汶川地震水平向地震动高频衰减参数的统计分析

高频衰减参数kappa是近场强地震动模拟中的一个重要参数,本文利用汶川地震的强震记录计算了主余震的kappa值,并分别给出了3种场地类别的kappa值随震中距和震级变化的统计参数。统计结果表明,水平方向地震动的高频衰减较明显;当震中距或震级较小时,部分强震记录的衰减缓慢;3种场地类别的kappa值统计结果均与震级和震中距有关,并随着场地类别的增大,相关系数相应增加。计算得到的kappa值离散性很大,本文在线性拟合的基础上给出了kappa的取值范围,这一范围基本控制在拟合直线两倍标准差之间。本文的研究结果对kappa值的估计有重要参考价值。     

数字与模拟观测系统测定地方震震级偏差研究

选用佛子岭地震台2008年9月至2009年8月记录的607个地方震事件,利用数字与模拟观测系统,对同一地震事件数字与模拟记录震级进行统计,做回归分析,计算两者偏差值,从震级偏差频次分布、震级偏差与震中距关系出发,比较差异性。结果表明,数字记录震级与模拟记录震级线性相关显著,经过拟合公式校正,固定常数校正和震中距校正,数字记录震级与模拟记录震级一致性较好。     

地震动不确定性及其影响因素的初步分析

选取欧洲强震记录数据库中,同一台站记录到的两次地震以及两个不同台站记录到的同一地震的强震记录,分析了它们的PGA比值、卓越频率和反应谱的不确定性以及不确定性对结构反应的影响,得出：影响地震动不确定性的因素主要有震源机制、地震波传播途径、场地类别等。在此基础上,进一步分析了地震动不确定性对结构反应的影响。     

Earthquake accelerogram simulation with statistical law of evolutionary power spectrum

By using the technique for evolutionary power spectrum proposed by Nakayama and with reference to the Kameda formula, an evolutionary spectrum prediction model for given earthquake magnitude and distance is established based on the 80 near-source acceleration records at rock surface with large magnitude from the ground motion database of western U.S.. Then a new iteration method is developed for generation of random accelerograms non-stationary both in amplitude and frequency which are compatible with target evolutionary spectrum. The phase spectra of those simulated accelerograms are also non-stationary in time and frequency domains since the interaction between amplitude and phase angle has been considered during the generation. Furthermore, the sign of the phase spectrum increment is identified to accelerate the iteration. With the proposed statistical model for predicting evolutionary power spectra and the new method for generating compatible time history, the artificial random earthquake accelerograms non-stationary both in amplitude and frequency for certain magnitude and distance can be provided.     

根据渐进谱的统计规律生成地震加速度时程

基于美国西部80条基岩上的近场强震记录, 采用Nakayama方法生成记录的渐进谱, 并参照Kameda方式,用统计方法建立了根据震级、距离等地震参数预测渐进谱的统计模型. 提出一种以渐进谱为目标谱的生成幅值和频率非平稳地震加速度时程的迭代方法. 由于考虑了渐进谱幅值和相位的相互影响,所生成的时程的相位也是时频非平稳的,并在相位调整中识别了相位谱增量符号以加速迭代收敛进程. 最后根据统计回归的目标渐进谱模型和本文提出的拟合目标渐进谱的方法,可生成不同震级、距离条件下的幅值和频率均非平稳的地震加速度时程.      

攀枝花地震台面波震级的改正值测算

选取了攀枝花近5年中763、DK－1地震仪记录较好的地震资料，用不同方法测算了地震台的面波震级台站改正值。经分析对比，认为“按震中距分离”计划得到的结果最好。列出了根据震中距求取面波台站改正值的实用简表，并用1999年2月763仪记录的41个地震、1999年1－8月DK－1仪记录的26个速报地震予以检验，地震震级准确率有明显提高。     

2013年芦山MS7.0地震前南北地震带数字化水位、 水温高频信息异常特征及效能分析

数字化观测资料中含有丰富的高频异常信息, 这些高频信息中可能隐含着与地震有关的异常信号。 引入概率密度分布法对2013年4月20日芦山M_S7.0地震发生前南北地震带水位、 水温分钟值观测数据高频成分进行分析, 结果表明, 芦山M_S7.0地震前南北地震带共有17个测点、 19组数据出现高频异常信息, 其中水位5组、 水温14组, 高频异常多集中在四川南部构造带, 且随着时间进程发展, 异常幅值逐渐减小且异常出现向震中区迁移的特征。 通过应用Molchan图表法对提取的高频信息进行统计检验, 结果显示, 概率密度分布法提取的高频异常对地震具有较好的预测效果。 通过对震源区及附近区域大地构造演化、 前兆异常发展及地壳运动速度场等特征分析, 结果发现, 计算得到的地下流体高频异常空间分布特征与南北地震带地壳运动场具有很好的一致性, 表明利用概率密度分布法提取的高频异常与区域构造活动存在一定相关性, 同时也为前人关于对异常形成机理的研究提供了旁证。     

江苏井网水温水位对几次大地震的同震响应特征及机理分析

本文以2008一2013 年期间发生的几次重大地震为例,对江苏流体井网同震响应的特征进行了分析并对其机理进行了探讨。结果表明,水位的同震变化以振荡型为主,水温以阶跃或趋势变化为主;且同一口井对不同地震其响应形态相同,不受地震方位和震源机制的影响。进一步分析表明,水位和水温的变化幅度随着震级的增大而增大,随着震中距的增大而减小。最后分别对静水位井和动水位井的水位、水温同震响应机理进行了分析。     

陕北塌陷记录的区域特征研究

选取陕西省境内2011—2018年震级为M_L2.7—3.1的18个天然地震事件的287条记录和2013—2018年上述震级范围的20个陕北塌陷事件的185条记录,从时间域、频率域及时频域进行分析对比,总结出陕北塌陷记录区别于天然地震事件的特征:① 在时间域,就P波初动而言,塌陷的P波初动弱而平缓,只有极少数台的垂直向P波初动方向清晰,而天然地震的P波初动强而尖锐,垂直向P波初动方向清晰,有象限分布的特征;在体波特征方面,塌陷的体波周期要比天然地震的大;面波发育是塌陷区别于天然地震最显著的特征之一,即使震中距很小,塌陷记录依然有明显的短周期面波Rg波发育;在震中距＜50 km时,塌陷的振幅比A_S/A_P值要远远大于天然地震,且随着震中距的增大,A_S/A_P值变小并与相同震中距下天然地震的A_S/A_P值相近;相同震级,塌陷比天然地震尾波持续时间长,能量衰减慢。② 在频率域,塌陷的频率域较窄,主要为低频信号,集中在0—3 Hz内;天然地震的频率域较宽,低频信号较少;定义频带内频谱的方差与均值的比值为频谱变异系数α,塌陷的频谱变异系数α整体高于天然地震的。在震中距200 km范围内,塌陷的拐角频率f_c较天然地震小,集中在1—3 Hz,天然地震的拐角频率f_c在3—15 Hz均有分布。③ 从时频谱的对比可见,塌陷的主要频率成份为低频面波,而天然地震频率成份最丰富的为横波波段。      

永安地震台钻孔体应变地震响应能力评估

统计永安地震台2007—2013年体应变记录的地震同震响应,与同期国家地震台网大震速报目录对比,响应率为15.21%。绘制地震能力线,量化评估永安地震台体应变仪映震能力,得到钻孔体应变对不同震级地震的响应范围为:震级5.5级,震中距425 km;震级6级,震中距860 km;震级7.0级,震中距3 514 km;震级7.5级,震中距7 104 km。     

2021年3月5日新西兰克马德克群岛M7.8面波震级测定差异分析

2021年3月5日新西兰克马德克群岛发生M7.8地震,本文计算了全球台网692个台站和中国地震台网全球监测台网112个台站的面波震级,并对此震级进行了偏差分析.结果表明:由于面波震级测定公式的不同,我国和美国测震的面波震级偏差为0.2;面波震级的测定受震源破裂过程的影响,由于此次地震主要破裂方向沿北东向,地震的多普勒效...