基于Kik-net井下基岩强震动记录的持续地震预警震级估算方法

基于地震预警中不同预警参数估算的震级差别很大,且原因不清楚,使得震级估算的准确性难以得到保证。利用井下基岩观测点的强震动记录可以最大限度减少场地条件的影响,震级估算具有干扰小、质量高的优点。选用日本Kik-net 358个台站井下基岩观测点的14 423条强震动记录数据,通过分析预警参数τ~p_(max)、τ_c、τ_(log)、P_d、IV~2分别在P波初至1 s、2 s、3 s等时段下的震级估算效果,揭示了以前未有解释的造成基于各参数估算的震级差异的原因,并给出一种震级持续估算方法。本文发现:τ~p_(max)受场地条件影响明显,建议采用基岩场地强震动记录数据进行计算;τ_c和τ_(log)受加速度记录积分计算影响容易使得震级估算偏大;P_d采用P波初至4 s进行计算,可以避免6.5～7.2级地震的震级饱和。提出了实时调整预警参数的震级持续估算方法,即基岩强震动记录的初至1 s、2 s P波的τ~p_(max)估算震级,初至3 s P波的P_d估算震级,并以初至4 s地震波的P_d估算震级作为最终的估算震级。     

基于单台P波初始记录的地震震中和震级快速测定方法研究

利用山东数字化测震单台三分向记录,选择2种测定地震方位角方法和7种数据预处理方法,通过对实际结果的系统对比分析,确定了最佳的测定地震方位角的技术方案和适于地震预警的测震台站.对测定震中距和震级的方法进行了改进,得到了最佳的根据直达P波前2 s波形的包络特征参数求震中距、峰值速度的统计关系,以及根据包络特征参数求震级的标度关系.快速测定震中距和震级方法在实时地震预警中具有应用前景.     

τ_c方法在内蒙古地区预警震级计算中的应用

地震预警技术是减轻地震灾害的有效手段之一,而在预警系统中,震级的测定是最重要,也是最困难的。考虑到地震预警震级估算方法的区域性特点,本文利用内蒙古测震台网2016～2018年M_L≥2. 0地震波形数据共120条,分别采用P波3s时间窗内垂直向位移时程和P波全波段垂直向位移时程计算特征周期参数值,得到了地震预警震级的计算公式,并对其结果进行对比分析。结果显示,采用P波全波段关系式得到的结果较采用P波3s固定时间窗计算值收敛性更好,关系式拟合相关系数更接近1,能够对预警地震震级做出较好的估计。同时结合数据处理结果,探讨了地震预警的警报快速性和准确性之间的关系。     

基于单台P波记录的地震震中和震级快速测定方法研究

本研究拟利用山东数字化测震台网记录的实际观测资料,根据单台记录直达P波前2 s数据,通过不同方法测定结果的对比分析,筛选出测定地震方位角的典型方法;探索根据直达P波包络特征和峰值速度测定震中距和震级有效性;根据实际处理结果,从台网中筛选出一旦发生强震适于进行地震预警的台站.     

一种地震预警监测传感器模块的设计及实现

目前世界上地震预警系统基本都是通过地震台网来确定地震的震级并对地震进行定位,其预警准确性的提高主要依靠台网密度的增加。基于地震预警原理以及传感器技术,本文首次探讨了仅用单台地震监测传感器快速测定地震基本参数的可能性。设计了一种用于地震预警的地震监测传感器模块,阐述了确定地震参数的算法。该传感器模块能自动捡拾P波的到时,然后利用P波的初动信息确定地震的方位角,最后利用P波到达后前3s加速度数据确定地震的震级、震源距,并发出警告,达到地震监测及预警的目的。     

伊朗中东部地区的地震动衰减关系

根据观测和模拟记录建立了伊朗中东部地区地震动峰值加速度和反应谱的预测衰减关系。首先,基于观测记录得出了预测关系。使用的观测数据集共包括109个震级为5.0~7.4地震的258条基岩上的记录。而后,基于随机有限断层地震动模型,对一系列震级和震中距地震的地震动进行了模拟。建立的水平峰值加速度和谱加速度的理论—经验衰减关系适用于震中距达100km的MW5.0~7.4的地震。     

单台初至P波震级计算方法在广东河源地区的应用

利用广东数字化地震台网70个M_L2.5~5.2的广东河源水库地区地震事件,选取震中距小于100 km台站的垂直向地震波形记录,通过函数形式Bt·exp(-At)来分别拟合单台初至P波前1 s、2 s、3 s时间窗内数据的包络线,采用最小二乘法求出参数B,经回归分析得到了震级与包络参数B、P波速度记录最大值之间的统计关系。结果显示估算震级结果比较可靠,使用三种时间窗分别计算,得到的平均震级偏差都在0.4级以内,单台震级偏差70%以上在0.5级以内,可有效用于预警震级计算,减少预警数据处理时间。     

基于卷积神经网络的地震预警震级持续估算方法研究

为提高地震预警震级快速持续估算结果的准确性,本文构建了基于多种地震动特征参数的卷积神经网络震级估算CNN-M模型.该模型基于日本KiK-net强震动观测记录,利用其P波触发后3～ 10s时间窗内的幅值参数、周期参数、烈度参数、信噪比参数共11种地震波特征参数以及震中距参数作为输入.本文所建立的CNN-M模型随着地震发生...     

用初至P波确定震级：单台方法

受地震预警系统研究与应用近期取得成功的促使，我们研究了地震震级与单台接收的前3秒P波性质之间的关系。利用台湾宽频地震台阵的NACB台站记录到的震中距小于100km的46个地震的波形，我们发现高达6．5级地震的震级与初至P波特征周期的对数有线性相关关系。我们还发现，M〈6．5级地震的震级与初至P波的峰值振幅存在确定性的关系。虽然更大地震的初至P波峰值振幅的行为有待进一步研究，但我们建议在现场（单台）地震早期预警操作中联合使用前3秒初至P波的特征频率和峰值振幅。     

基于深度卷积神经网络的2021年5月21-22日云南漾濞地震和青海玛多地震震级估算

以探索深度卷积神经网络震级估算模型对2021年5月21日云南漾濞和5月22日青海玛多地震预警震级估算的可行性为目标,本文使用P波到达后不同时间窗下的特征参数作为深度卷积神经网络输入进行训练和验证,构建了1～40 s内不同时间窗下的深度卷积神经网络单台震级估算模型,并采用多台加权平均方法对玛多地震主震以及漾濞地震主震、前...     

A Bayesian Approach to Seismic Hazard Estmation: Maximum Values of Magnitudes and Peak Ground Accelerations

Earthquake Researeh in Ch一na461 .METHODLet R be some value measured or estimated as a sequenee ina’‘Past”time interval(一丁,O)(I)万‘月,=(RI,…,R。),R,之R。,R=nlaX l二f匕11(RI,…,R,,) Values(l)eould have an arbitrary Physieal nature.BelowweshalleonsiderEq.(l)asearthquakemagnitudes in a given seismic aetive region or logarithms of seismie Peak ground aeeelerations at习given site.Ro isa而nimum eutoff value;it 15 defined by Possibilities of registration systems or wasehosen as the …     

夏垫断裂MW≥7.5地震动的预测

针对夏垫断裂开展了M_W≥7.5地震动预测研究。首先基于全破裂模式设定震源（使其尽可能涵盖夏垫断裂的未知信息）模拟得到夏垫断裂发生M_W≥7.5地震时研究区域内的地面地震动场,进而依据分位数筛选出各场点的地震动空间分布,讨论了包含不确定震源下的加速度峰值和速度峰值的分布特征,结果显示当夏垫断裂发生M_W7.9地震时,通州城区、北京中心城区均会发生强烈的运动。之后对比讨论了仿真震源下M_W7.5地震所引起的地面运动场的空间变化,结果显示对于同等震级而言,两种震源的模拟结果可以相互印证。      

基于数学建模的潜在地震破裂面源检测方法研究

大多数地震破裂面源检测方法都是通过简化地震震源,将地震震源表示成线源或者点源,无法有效描述地震带地震破裂面源产状和大小,不适用地震震级较大的情况下地震危险性检测。因此提出基于数学建模的潜在地震破裂面源检测方法,在地震震级较大时仍能检测出地震危险性概率。选取适宜的地震基岩水平峰值加速度衰减关系,分析地震震级、破裂长度、破裂宽度相互关系,确定地震引起的潜在地震破裂面源大小,计算给定地震动小于在场点处产生地震动的概率,将该概率同地震动加速度衰减关系结合,得到地震动年超越概率,分析地震危险性。经过实验检测发现,所提方法检测出的年超越概率与峰值加速度、最大震级有关,该概率能精准表示地震带地震破裂面源产状和大小,说明该方法检测地震危险性是合理的。     

面向地震烈度仪的现地地震动预测模型的构建与验证

利用初期P波预警参数构建现地地震动预测模型,使其在达到设定阈值时快速发出报警信息,是现地地震预警系统面临的一个关键问题,直接关系到发布信息的准确性和及时性.针对地震烈度仪基于微机电系统传感器记录到的数据质量较差,通过两次积分获取的位移存在较大偏差,会引起更多的误报和漏报,本文采用不同阶数(1—4阶)的巴特沃斯滤波器,分...     

Continuous estimates on the earthquake early warning magnitude by use of the near-field acceleration records

In this article, the seismic records of Japan’s Kik-net are selected to measure the acceleration, displacement, and effective peak acceleration of each seismic record within a certain time after P wave, then a continuous estimation is given on earthquake early warning magnitude through statistical analysis method, and Wenchuan earthquake record is utilized to check the method. The results show that the reliability of earthquake early warning magnitude continuously increases with the increase of the seismic information, the biggest residual happens if the acceleration is adopted to fit earthquake magnitude, which may be caused by rich high-frequency components and large dispersion of peak value in acceleration record, the influence caused by the high-frequency components can be effectively reduced if the effective peak acceleration and peak displacement is adopted, it is estimated that the dispersion of earthquake magnitude obviously reduces, but it is easy for peak displacement to be affected by long-period drifting. In various components, the residual enlargement phenomenon at vertical direction is almost unobvious, thus it is recommended in this article that the effective peak acceleration at vertical direction is preferred to estimate earthquake early warning magnitude. Through adopting Wenchuan strong earthquake record to check the method mentioned in this article, it is found that this method can be used to quickly, stably, and accurately estimate the early warning magnitude of this earthquake, which shows that this method is completely applicable for earthquake early warning.     

近场P波频谱分布及震级确定方法

通过研究国内12个4~7级地震的近场P波前3秒加速度波形记录的频谱分布, 我们发现, 对于较大的地震, 近场通常接收到的低频信息比较稳定, 尤其是1 Hz以下的信号。 通过对3秒初至P波震相加速度记录的低频窄带滤波及对传统震级公式的改造, 我们得到了4个低频段的震级计算公式M₁, M₂, M₃, M₄及预警震级计算结果M_n。 将其应用到日本13个4~7级的地震中, 并对比目前主流Pd震级计算方法, 我们的结果离散度与可靠性更好。 因此, 可认为我们得到的震级公式是较可靠的一种估算近场震级的方法, 并且可以应用到地震预警中。     

四川九寨沟MS7.0地震的地震动分布和衰减特征初步分析

2017年8月8日在四川阿坝州九寨沟县发生了M_S 7.0地震,这是继2008年四川汶川M_S 8.0地震和四川芦山M_S 7.0地震后在此地区发生的又一强震。本研究对此次地震中的66组主震记录进行了常规校正处理,基于此分析了此次地震中典型台站——九寨百合台站的地震动特征,并通过地震动的峰值加速度、反应谱参数分析了近场效应特征。研究结果表明:九寨百合台站的三分量峰值加速度都超过了100 gal,而地震动持时相对较短,并且三分量反应谱在短周期大于Ⅷ度多遇地震设计谱,小于Ⅷ度罕遇地震设计谱;由于九寨沟地震属于典型的走滑型地震,因此地震动参数的方向性特征不明显;九寨沟地震的地震动的峰值加速度以及反应谱谱值小于同等震级的芦山地震,并且小于几个典型衰减关系的预测值。对九寨沟地震的地震动参数特征研究表明,此次地震是一次震级较大、但灾害损毁程度较低的地震。     

对二滩水电站坝区场地地面运动的估计

本文以二滩地区为例,介绍如何结合地震危险性分析的结果,采用理论模拟方法估计工作地区近场强地面运动情况,为工程抗震设计提供必需的地面运动动力学参数。 文中采用理论方法计算剪切位错点源的格林函数;根据断裂动力学模型、近场地面峰值加速度衰减曲线和场地附近的加速度谱来标定震源模型;计算了若在坝区附近发生M_s=6.2级地震时场地的综合地震图、加速度傅氏谱和反应谱等。由理论模拟计算的峰值加速度衰减曲线和观测结果符合较好。在震中距为20km处的加速度谱的截止频率f_max与观测值相吻合（约为8 Hz左右）,相应的峰值加速度为211cm/s²,振动持续时间为3.4秒。     

地震预警PGV-Pd关系参数的距离分段特征

地震预警系统需要在破坏性的地震波到来前快速估算地震参数和地震动参数,以对可能出现的地震灾害进行预测,对重要工程、人员密集区域发布警报信息.以Pd估测PGV的方法是地震预警研究涉及的一种重要问题,该方法利用初至P波触发后前几秒的峰值位移(Pd)对最终地震动峰值速度(PGV)进行估算,以满足预警的需要.本文对2016年在日本发生的熊本地震及其前震、余震的震中距100km以内、矩震级大于4级、井下基岩PGA5cm·s~(-2)和地表PGA20cm·s~(-2)的Kik-net强地震动记录进行处理分析,用于研究以Pd估测PGV的方法.将获得的强地震动数据按震中距从0~100km平均划分为5个区段,在记录时间3~10s范围内将Pd的计算取8个时间窗,分别对每个震中距区段、每一个Pd的时间窗下的PGV-Pd数据进行线性拟合,最终提出了一套应对不同震中距对位移幅值连续追踪测定PGV的算法.对每一个震中距区段的研究表明,震中距会对PGV-Pd关系产生影响.对5次地震进行验证分析,认为基于基岩记录估测基岩PGV的准确度高于基于地表记录估测地表PGV的准确度;对震中距进行分段的PGV估测方法准确度高于不考虑震中距因子的估测方法.最后拓展了将井下基岩Pd估测井下基岩PGV这种原地地震预警方法,使其能够为异地P波预警方法服务.     

江西九江—瑞昌地震灾区抗震设防参数研究

在对江西九江-瑞昌邻近地区地震构造和地震活动性研究的基础上,对该地区的潜在震源区划分方案进行了调整,按第4代区划图的方法重新计算了九江-瑞昌地震灾区的地震动参数,结果表明,该地区仍属于地震动峰值加速度0.05g的分区,该地区一般建筑的抗震设防参数取为0.05g是合适的。