上海佘山钻孔形变观测资料正常背景噪声变化特征分析

对上海佘山钻孔形变观测资料正常的背景噪声进行初步分析并定量刻画其正常信息场的变化特征。结果显示:上海佘山形变观测资料的小波变换细节部分不同尺度包含着不同的信号成分,通过研究形变观测资料小波变换各尺度信号的非震异常特征变化,可能会捕捉到与地震孕育过程有关的前兆异常信息。     

超高频地震信号观测

一次地震包含很多信息,其频率范围很宽。迄今为止,地震记录观测的主要频率范围在100Hz以下,超高频地震信息少为研究者所关注。然而,高频微震活动却是反映断层微动态过程的重要信息。文中介绍了新研发的100kHz超高频地震仪,并对该仪器在云南大理地区观测所记录到的地震信号进行了震源及信号频谱特征等方面的分析。结果表明,地壳运动产生的高频微震信号真实存在并且可以被仪器所记录。这次观测每天记录到上百次-3~-1级的微地震信号,最大震源距为4.87km。信号的主频带范围为100~300Hz,还包含了达800Hz的高频信号成分。超高频微震观测有可能成为研究小区域构造活动的一个新的途径。     

基于强震记录不同波动成份的HVSR谱比结果差异性研究

使用6个强震台站记录的2008年汶川8.0级地震强震记录,通过对比强震记录中各波动成份的HVSR谱比结果,分析了各波动成份对场地地震效应分析结果的影响;根据各波动成份的水平向和垂直向傅里叶谱结果,初步解释了各波动成份HVSR谱比结果不同的原因,并指出了HVSR谱比方法在强震记录和地脉动记录中应用的区别和联系。结果表明:强震记录中由于包含了震源特性和路径信息,故其HVSR谱比结果与地脉动的结果有明显的区别,建议在使用强震记录进行HVSR谱比分析场地地震效应时,尽量使用全波波形进行谱比研究。     

重力固体潮信号独立成分的谱相关解调与地震前兆信息提取

重力固体潮信号是一种多谐波的混合信号,为了提取其中所包含的地震前兆异常信息.本文结合重力固体潮的产生机制,建立了一种重力固体潮正交分解模型.在此基础上,利用独立分量分析算法实现重力固体潮信号的加性分解,然后针对独立分量中的调制关系,利用谱相关方法对其进行乘性解调.从而,完整地提取出了重力固体潮信号中丰富的潮汐谐波信息.进一步,引入理论计算值作为实际测量值的参考背景,在独立分量中凸显出原重力固体潮信号中的异常变化特征.通过对云南地区的实际震例研究表明,重力固体潮独立分量的异常特征与地震事件的时序存在密切的相关性.在地震发生前的1~5个月内,对应于重力固体潮信号长周期谐波系的独立分量在时域波形和循环相关谱方面均有明显的异常变化,而且普遍存在,充分反映了这一异常变化与地震前地壳内部能量的变化有关,很有可能就是重力固体潮信号中隐含的地震前兆信息.     

近地表速度结构对场地强地震动特征的影响

近地表松散沉积层对地震波具有强烈的改造作用。为了揭示近地表速度结构对场地强地震动特征的影响机理,采用横波勘探和地脉动测试方法研究两个地震台站的场地条件,并对比分析场地测试结果与汶川地震记录的频谱特征。正如浅层地震勘探和地脉动数据所揭示的那样, MXT地震台的强震记录中,对应横波图像0.10 s处强反射波的地震动分量（频率5 Hz左右）在该场地占明显优势,而对0.22 s的弱反射界面（对应的基频为2.3 Hz）的反映并不明显,分析认为这一现象归因于地下10~11 m处粉土与卵石层间具有较大的波阻抗差异,因而造成地震反射图像上0.10 s附近的强振幅掩盖了0.22 s的反射波组,岷县强震记录频谱也显示为单峰值形态。横波勘探在WUD台获得的地震图像显示分别在0.22 s和0.50 s处有两组比较明显的反射波,其所对应的场地潜在响应频率分别为2.3 Hz和1.0 Hz,WUD台的强震记录频谱的形态也明显受这两个波阻抗界面的影响;通过对比地脉动与地震记录的频谱图,认为场地结构对地震信号与一般地脉动信号的影响是有差别的。研究表明：（1）剪切波的强阻抗界面深度及其平均波速是控制场地频谱主频的主要因素,近地表地层中阻抗强的界面对地震波的改造作用占主导地位;（2）近地表松散覆盖层的波速结构影响着场地地脉动频谱与地震动频谱的谱形变化;（3） 一般情况下,浅部强波阻抗界面对地脉动频谱特征的影响可能大于深部（百米以内）,强震作用下深部波阻抗界面会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。     

近场问题的研究现状与发展方向

在过去的20年里,近场问题受到了地震学家和土木工程师的共同关注,一方面原因旨在阐明地震本身的机理,解释新现象;另一方面是由于地震动作为一种主要的输入荷载,在某些情况下将对整个结构设计的最终结果起到控制作用. 同时试验和评估等其它领域的相关研究也均以指定的荷载形式为前提,荷载形式的变化直接影响了土木工程中的诸多方面,所以希望研究这种荷载的规律并获得其与结构反应之间的关系. 本文回顾了近场问题研究的历史,介绍了近年来国内外针对近场地震动所展开的相关研究工作,其中包括近场地震动本身的特性与近场地震动对土木工程结构的影响等方面,指出了目前存在的问题和进一步应该研究的方向,对于近场问题的深入研究具有一定的参考价值.      

利用小波变换方法分析形变观测资料的正常背景变化特征

为定量刻画数字化形变观测资料中背景信息和噪声的时 频分布特征, 本文应用二进小波变换方法, 通过对小波分解的主模特征和随机白噪声识别因子变化特征分析, 剖析了山东数字化形变观测资料的正常动态背景和噪声变化规律. 结果表明, 当尺度取2, 3和4时, 分解后的细节部分存在着1/4日波、 半日波、 日波和半月波等准循环周期信号, 其中尤以尺度为3时的信号波幅最大; 尺度取1和5时的细节部分主要包含着噪声; 通过分析和追踪指定尺度的数字化形变观测资料小波变换的非震异常特征变化, 可望捕捉到与强地震孕育过程有关的前兆异常信息.      

基于HVSR谱比法研究场地反应非线性特征

针对汶川地震近断层的众多量大面广的Ⅱ类场地,选用理县木卡台作为研究对象,采用主震、余震和地脉动记录,基于傅里叶谱HVSR谱比和速度反应谱HVSR谱比结果,研究场地反应的非线性特征。结果表明:主震、余震、地脉动的速度反应谱HVSR谱比曲线平滑,峰值突出,清楚地给出了场地的卓越频率;场地地震反应随着PGA的变化出现明显的非线性反应,随着PGA的增大,小于100 gal余震、100～200 gal余震、200～300 gal余震以及主震的记录中场地卓越频率有向低频偏移的趋势。     

TV-L~1分解模型下的地震图像增强方法研究

地震图像增强是指按特定的需要采用特定方法突出图像中的某些信息,同时削弱或去除无关信息,或将原图转换成一种更适合人或机器处理的形式的图像处理方法,其设计与其应用的目的密切相关,其宗旨是在不增加数据的内在信息含量的基础上,增加所选择特征的动态范围,以使其容易被检测到.本文提出一种针对地震纹理的地震图像增强方法.首先根据地震数据TV-L~1分解模型,把地震图像信息分解为结构与纹理分量,其中结构分量为几何形状较为明确的平滑区域,通常为低频信号部分;纹理分量则由地震纹理信号和噪声所组成,分别对应高频信号以及随机噪声.最后结合基于偏微分方程的图像质量改善算法分别对结构和纹理分量进行加强,其结果提高了地震图像的空间分辨率.     

关于核电站设计地震动的确定——对“关于我国核电站抗震规范的建议”一文的一点讨论

胡聿贤研究员在“关于我国核电站抗震规范的建议”一文中,就我国拟议中的有关核电站抗震设计的规范或规程,提出了一系列重要的、具体的建议。这些建议,归纳起来是六项:采用合理的安全原则;对每一场址进行危险性分析;采用概率法进行地震危险性分析;直接规定地震动作为设计参数,采用与地震和场地相关的反应谱;确切考虑场地条件的影响;修改几项过于保守的规定。这些建议是非常重要的。我国核电站的建设工作,正在不断发展,而我国有破坏性地震影响的区域,又覆盖着一个广袤千里的地区,认真考虑核电站的抗震安全问题,就是十分重要的。胡聿贤研究员的建议,主要着眼点是建立一套先进的抗震设     

一种城市地震动区划方法

文中从场地划分入手,提出了一种城市地震动参数区划方法新思路:即首先利用专业软件Surfer和ArcGis对区域内的钻孔资料进行处理,构建包含土层厚度、波速分布和建筑场地分类等信息的三维地下模型,并对地表进行场地分区和网格划分。然后在每一场地分区内,选取若干个典型钻孔,进行一维土层地震响应分析,计算结果代表该类场地的地震反应,再根据区域内所有离散点(网格点)的信息,即可获得整个计算区域的地表地震反应结果,进而得到整个区域的地震动参数区划,以及不同加速度峰值的等值线。这一方法可用于计算不同强度地震输入下,区域内地震动的分布,其结果可用于城市震害预测,特别是震后快速评估。     

红山地震台震相到时准确测定

利用工具软件对选取的红山地震台波形数据进行分析处理,从波形包含的频率成分特征上可以区分地脉动、干扰、地震;利用Fourier变换、滤波、复时谱分析、高斯小波分析、莫莱小波分析、DB小波分析等手段,综合分析处理可准确标注地震震相.     

浙江湖南镇水库地震序列的近场地声观测和初步研究

本文介绍湖南镇水库3.1级地震序列的近场地声观测和初步研究结果。观测表明,每一次地震都伴随地声;地声系相应地震事件辐射的高频弹性体波,透射到空气中的可听地声;地声活动性在主震前后呈明显的阶段性变化特征;地声频段为50～250赫兹,其加速度功率谱主频率f为80～150赫兹。研究表明,地声主频率与时间、震级的相关性主要取决于震源破裂尺度,同时也与震源介质的应力状态和品质因数Q值变化有关。3.1级地震序列的近场地声观测和研究结果与近年来国内外由岩石破裂过程与声发射活动性和波谱特征的实验研究结果颇为一致。     

上海地震台阵的F-K分析

频率－波数（F－K）谱分析是地震台阵数据处理基本方法之一。采用该分析方法，可以从地脉动背景中提取有用的地震信号，提高地震的定位精度。本文列举了F－K功率谱的不同计算方法，并将该方法应用于上海地震台阵所记录的地震事件。对地震和地脉动的F－K分析结果得出，地震的方位角和慢度值分别对记录长度的分布呈线性特征，而地脉动的方位角和慢度值则呈不规则分布。     

大量高铁地震事件的属性体提取与特性分析

列车在高铁上运行能够产生大量的高铁地震事件,这些地震事件既包含了作为震源的列车本身的结构信息,也蕴含了高铁线路的地质环境信息.本文提出了一种频率-空间-时间(FXT)属性描述大量高铁地震事件之间的关联.在FXT属性上,高铁地震信号之间的关联表征为在频率坐标轴F上相互对齐、在空间位置坐标轴X和事件到达时间坐标轴T上连续变化的分立谱线.本文对课题组在深圳为期两天的观测采集得到的4500余条高铁地震信号进行了FXT属性的提取,并对FXT属性进行了统计特性的分析:方差分析表明,高铁线路的地质环境的变化对高铁地震信号特征的影响大于不同列车的结构差异对高铁地震信号特征的影响;聚类分析表明,高铁地震信号的特征按接收点位置能够无监督地聚类为和高铁线路途经地质环境相关联的不同类别.通过上述分析表明,高铁地震信号中蕴含着丰富的可解释的高铁运行地质环境信息,具备对高铁列车运行安全进行监测的潜力.     

2001年四川雅江MS 6.0地震前地脉动参数异常变化

<正>1研究背景冯德益等（1994）研究发现,在中强地震发生前后地震波参数和地脉动参数都会有各种异常形态出现,且短周期地脉动参数异常可用于地震短期预报。李志雄等（2008）编制了海南数字地脉动参数处理系统,系统自动计算2005—2007年海南地震台网各个台站的地脉动参数,发现在海南及邻区显著地震前和地震活动活跃时,地脉动参数有一定异常变化。2研究内容和方法研究主要采用地脉动运动学参数,如地脉动的视出射角、方位角、时间线性度、空间线性度、频谱参数等,其中频谱参数包含卓越频率或顶峰频率、最大谱值、最大频率、最小谱值、高频衰减系数等,上述各种地脉动参数的定义详见参考文献。     

衰减、场地响应等地震波传播信息综合研究

地震激发的波,经过传播路径、仪器、场地等因素的调制作用成为台站地震记录,即台站记录是震源、路径、仪器、场地等多种因素的耦合,而基于地震记录研究震源信息、路径衰减、场地响应等则是逆向的解耦过程。基于地震学理论、通过各种计算技术,从地震波形资料中解析出关于地震震源力学参数、地震波传播介质及台站场地响应信息是地震研究的重要内容,也是认识地震孕育、发生、发展过程,了解地震孕育背景构造特征等的有效途径。本文在地震学前沿理论方法的基础上使用最新计算机技术开展了以下3个方面的工作。     

论历史地震研究在工程地震中的作用

本文通过回顾，展望及对现行《工程场地地震安全性评价工作规范》有关条文的理解，论述了历史地震研究在工程地震中的重要作用。历史地震研究，不仅在甄别历史地震参数、评定场地的地震基本烈度、编制地震烈度区划图、分析地震资料的时空不均匀性和历史地震对场地的方面是主要的手段和方法，而且在提供具有概率含义的抗震设防参数、编制综合性的设防区划图、确定背景地震强度等方面，也可能成为重要的方法。     

1920年海原地震滑坡密集区的地震动场地效应研究

地震动作为引起地震灾害的原动力,常常通过造成建筑物倒塌、山体滑坡等形式引起大量人员伤亡和财产损失。1920年海原8½级地震,在震中距80 km远的西吉—静宁交界的黄土丘陵区引发了大量的山体滑坡,并造成重大人员伤亡和财产损失。在分析海原地震高烈度区滑坡分布特征的基础上,通过场地调查和数值计算等方法,研究典型滑坡密集场地的地质条件及地震反应特征。研究表明起伏地形和黄土厚度不均等因素造成丘陵山体两侧地震反应的差异,从而导致地震滑坡在斜坡土体较厚的一侧成群连片发育。海原地震造成的滑坡密集区的地形地貌、岩土性质、土层结构等条件决定了该地区地震动随局部场地条件变化非常迅速,地层场地效应和地形场地效应联合作用加剧了斜坡地表的地震动放大作用,增加了触发地震滑坡的动力。     

利用小波包分析进行地震相关热红外辐射异常信息检测

研究表明很多地震前后存在明显的热红外辐射异常.影响地物热红外辐射信息的因素很多,而地震相关的热红外辐射异常是强干扰背景下的弱信息,难以简单地将其提取出来.本文将地震相关的热红外辐射异常作为一种事件性的信号分析,通过小波包分析将热红外辐射信息的时间序列分解成不同频带的信号,通过分析各频带信号能量的变化规律进行事件性信号检测.2005年11月26日九江地震、2006年4月21日堪察加地震和1998年8月27日伽师地震的研究结果表明,小波包分析能有效检测这种事件性信号,同时显示这种事件性信号与地震活动之间关系的机理和时空演化特征是进一步研究的重点.