台站间距d的分布对地震动空间相干函数的影响

对地震动空间相干函数进行拟合时,常常遇到台站间距离d偏少的问题。对不同距离台站对的不足对相干函数模型拟合参数的影响进行了对比分析。选取了SMART-1台阵第45号地震的水平分量加速度作为分析数据,计算了d等于200 m,1 000 m和2 000 m等3个台站间距的空间相干系数,并对3个距离的所有计算值进行了拟合,得到了第一组拟合参数;另外又增加计算了d等于400 m,800 m和1 200 m等3个台站间距的空间相干系数,并对所有6个距离的计算值进行了拟合,得到了第二组拟合参数。结果表明,第二组拟合参数的离散性优于第一组拟合参数,且根据第二组拟合参数计算得到的相干系数曲线更合理。因此建议,当采用统计方法获得地震动空间相干函数时,应尽量多地考虑不同距离台站对的强震记录。     

参数和非参数方法计算相干函数的比较

地震动空间相干函数计算主要两类方法,一是采用谱窗方法对功率谱和互功率谱进行平滑的非参数方法,另一类是采用K-T(Kainai-Tajimi)谱拟合功率谱和互功率谱的参数方法。本文选取了SMART-1台阵第5次和第45次地震的水平分量加速度记录,采用AR(Auto-Regressive)自回归模型的参数方法,计算了不同台站间距的相干系数,并选用Loh相干函数模型,对两种方法的相干系数进行拟合,分别得到了拟合参数和标准差。结果表明:(1)基于AR自回归模型方法得到的拟合标准差小于非参数法;(2)非参数法和参数法的相干系数有明显差别;(3)随着间距的增大,基于非参数法的相干系数随着频率增大而变小的程度放缓,而基于参数法的相干系数明显反映出相干系数符合随着频率增大而变小,同时也随距离的增大而减小的共识。     

浙江珊溪水库库区地震波衰减特征研究

2002—2007年发生的珊溪水库地震事件是少震、 弱震的浙江省区域显著的地震事件. 搜集182次M_L>2.0地震的近场台站数字地震波形, 使用这些波形高信噪比的尾波时间域信号, 根据计算尾波Q_c(f)值的Sato模型, 通过滤波及去除环境噪声, 计算了地震波传播路径上的尾波Q_c(f)值; 拟合Q_c(f)值与频率f之间的关系, 分析了水库区域地震波衰减的时空特征. 根据信噪比及计算要求, 从近场9个台站的记录中挑选出641条三分向记录, 计算尾波衰减参数, 得到尾波Q_c(f)与频率f的关系为: Q_c(f)=52.19±7.11f0.922 1±0.05. 结果表明, 本区域为低衰减区域. 震群活动使区域介质对高频率波衰减趋势性增大. 进一步对尾波衰减参数及尾波采样体之间的关系分析发现, 该区域存在深部高衰减层.      

浙江地区Lg波路径衰减关系及 台站场地响应参数

基于浙江省数字地震台网2007—2012年记录的台湾地区355次M_S≥4.0地震的波谱比数据, 使用场地响应与路径衰减联合反演的方法, 对穿越台湾海峡特定路径的Lg波衰减关系及浙江地区36个测震台站的场地响应参数进行了计算. 计算中选取频率为1—7 Hz、 间隔为0.2 Hz, 计算得到了三分向(U--D, N--S, E--W)的衰减关系及场地响应参数. 三分向衰减参数关系为γ_UD(f)=0.0055f0.94, γ_NS(f)=0.0064f1.11和γ_EW(f)=0.0048f0.90. 浙江地区36个台站均获得了稳定的场地响应, 其中庆元台在高频端表现出较明显的放大效应, 其它台站在所研究的频率范围内各分向场地响应大致相当, 并未显示出明显的方向性特征. 最后对场地响应的异常部分进行了具体分析和验证, 表明本文计算结果正确可靠.      

局部场地地震动高频衰减系数估计模型

采用随机有限断层法进行地震动模拟时,选用合理的参数描述特定局部场地近地表高频衰减特征,对评价地震动模拟结果的正确与否具有重要的实践意义.在工程场址地震动参数预测中,如何快速确定参数的取值,是实际应用中亟需解决的问题.首先对场地高频衰减系数κ₀与平均剪切波速v_S30的相关性进行了分析;然后,基于国内外学者计算得到的546个κ₀系数,采用一定时窗内的κ₀均方根值,讨论其随平均剪切波速v_S30增加的变化趋势.结果表明,虽然κ₀具有明显的区域差异性,但其均方根值随着v_S30的增大呈现出逐渐减小的趋势.为了得到合理的κ0估计模型,分别采用线性函数、多项式函数、对数线性函数和双对数线性函数对κ₀均方根值与v_S30的关系进行初步拟合,结果表明,对数线性函数能够较好地描述κ₀与v_S30之间的关系.最后,基于筛选得到的477个数据,采用最小二乘法对模型参数进行拟合,...     

2013年芦山MS7.0地震序列参数的早期 特征: 传染型余震序列模型计算结果

为考察2013年4月20日芦山M_S7.0地震震后序列参数的早期特征, 利用“传染型余震序列”(ETAS)模型和最大似然法进行了参数估计. 设定截止震级M_c=M_L2.0, 拟合时段为震后0.31—24.12天, 计算获得α=1.89, p=1.22, 同时利用最大似然法估计获得b=0.72. 与中国大陆地区其它中强震的余震序列参数的比较表明, 芦山M_S7.0地震序列参数表现为触发次级余震的能力较弱和序列衰减速率较快的特征, 反映出余震区相对较高的应力水平. 为检测结果的稳定性, 设定不同的截止震级M_c以及不同的拟合截止时间, 分别进行参数拟合和参数标准差估计. 结果表明, M_c的选取对α值影响明显, 对p值影响则较小. 此外, 震后10天内获得的参数拟合结果随时间变化较为明显, 而其后各参数变化总体较为平稳.      

孔隙介质声学理论中的动态渗透率

解释了Johnson动态渗透率k(ω)的概念，指出k(ω)包含了Biot理论中质量耦合系数和粘滞修正系数的意义，对k(ω)与Biot理论中相应表达式k_B(ω)进行了比较，当结构因子β≈64α_∞/m时k(ω)与k_B(ω)的差异很小.计算表明，当声源频率接近临界频率时声测井波形中导波的衰减随质量耦合系数增大而减小.     

1999年11月29日岫岩5.4级地震序列震源参数测定及标度关系分析

根据Andrews谱积分的方法, 采用近震源Brune圆盘模型, 测定了1999年11月29日辽宁岫岩M_S5.4地震序列的震源参数。 结果表明, 得到辐射能量与震级的关系, 与古登堡-里克特给出的关系基本一致; 地震矩与震级的关系中斜率和截距都小于陈培善等给出的全球结果; 视应力与震级呈半对数线性关系; 在双对数坐标下视应力随地震矩的增加而增加; 地震矩随拐角频率的7次方衰减, 在地震序列的不同阶段各参数的拟合关系斜率也不完全相同。     

谱模拟法提取地层品质因子

品质因子Q反映了地下介质对地震波吸收衰减的强弱,是油气检测和储层描述的重要参数,Q值的准确提取,具有重要意义.谱模拟法是提取Q值的一个有效方法,其核心是对地震子波谱进行有效模拟.本文选取合适的函数对地震波谱进行拟合,结合能量衰减规律,发现谱拟合系数可分为三类:与吸收衰减有关;与非频率相关的衰减有关(如扩散、反射透射等);与能量衰减无关.根据与吸收衰减有关的拟合系数可反演品质因子Q值.无噪模型测试表明,拟合系数提取的Q值能较好地反映地层Q值走向.在弱噪情况下,根据三类拟合系数不同的变化规律,首先求取与衰减无关的拟合系数期望值,再对余下的系数进行二次拟合,较好地提高了地层参数的反演精度.模型测试结果证实了该方法的理论可行性.     

2008年汶川MS8.0地震反应谱平台值衰减特性研究

2008年汶川M_S8.0地震获得了大量的强震动记录, 为研究反应谱特征参数衰减特性提供了重要的基础资料. 本文对已知场地条件的174个台站的记录进行研究, 计算其加速度反应谱并按照最小二乘分段拟合方法进行标定, 进而拟合了反应谱平台值的衰减关系;对比分析了水平方向与竖直方向反应谱平台值的衰减特性, 提出用“平台值的场地衰减影响系数”来定量研究不同场地类型对反应谱平台值的影响, 用“衰减曲线下降速率”来定量分析不同衰减曲线的衰减速率. 通过计算得出水平向Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ类场地的平台值场地衰减影响系数平均值分别为0.5358, 1和1.579, 且Ⅲ类场地的加速度平台值衰减曲线的衰减速率最小.      

地震动空间相干函数模型中拟合参数的修正

采用SMART-1台阵第5次和第45次地震的水平向分量加速度记录,首先计算了不同间距台站对的地震动空间相干函数;然后讨论了台站距离对相干函数拟合结果的影响,即某一特定距离的相干函数与所有不同距离的相干函数的拟合结果存在明显差异。为减小这一差异,提出了一种对各个不同距离的相干函数拟合参数进行二次回归的方法,并选用Loh相干函数模型进行了验证,最后给出了基于Loh相干函数模型的拟合参数的修正结果。结果表明本文提出的修正方法将大大提高相干函数模型中参数的拟合精度。      

用近震尾波估算昆明及其周围地区的Q值和地震矩

本文应用推广了的Aki尾波理论模式,忽略震源频谱含量的影响,考虑到仪器系统和地球Q-滤波器对尾波频散的影响,计算了f_p-t^*和k-t^*独立的两套尾波响应理论量板。在假定Q与频率有Q（f）=Q₀（f/f₀）ⁿ关系的基础上,用云南区域台网短周期地震仪器记录的小震尾波资料,估算了昆明周围地区频率约1.0Hz的短周期波的地壳Q₀值。结果表明,该区的Q₀值在150-220之间,平均为191;频率相关值η不是常数,多数为0.2-0.3。这些结果与用尾波估算川滇交界地区的结果接近,表明云南地区的地壳Q₀值与美国西部地区类似,是属于低Q₀值地区。 此外,用尾波与地震矩建立的关系,提出用尾波估算地震矩的一种可能方法,讨论了该区震级与地震矩的经验关系。     

Spatial coherency analysis of seismic ground motions from a rock site dense array implemented during the Kefalonia 2014 aftershock sequence

The objective of studies presented in this paper is to analyse the spatial incoherency of seismic ground motions using signals from a velocimeter dense array located on a rock site, recording the aftershock sequence of the two M6 Kefalonia earthquakes that occurred in January/February 2014 (Kefalonia island, Greece). The analyses are carried out with both horizontal and vertical components of velocigrams for small separation distances of stations (<100 m). The coherencies of seismic ground motions identified from strong motion windows are compared with those identified from coda parts of signals. It is realized that there is no significant difference between the coherencies estimated from those two parts of signals. The influence of earthquake event number on the result of coherencies and the dispersions of coherencies estimated from different earthquake events are presented. Finally, coherencies estimated from the dense array are compared with several coherency models proposed and widely used in the literature. The possibility of modifying some parameters of those existing coherency models to fit with in situ coherencies are discussed and presented. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

计算视复电阻率的新的近似公式

本文推导并评价了一个新的计算视复电阻率的近似公式,其视振幅表达式为|ρ_s（ω）|≈ρ_s（ω）|_{ρs（ω）=ρs（ω）|},视相位表达式为φ_s（ω）≈sum from i=1 to n（B_i（ω）φ_i（ω））,这里B_i（ω）是按各介质复电阻率振幅计算的稀释系数。此近似公式比迄今为止已发表过的同类近似公式都精确,可在频率域激电法数值模拟计算视复电阻率时应用。     

由地震背景噪声提取介质衰减:衰减介质中的空间相干表示

传统基于地震背景噪声互相关的层析成像技术,主要利用了互相关函数的相位信息,即利用走时来反演地球介质的速度和各向异性特征.最近,开始有研究人员利用互相关函数的振幅信息提取介质的衰减.主要是将二维弹性情形下,互相关函数正比于第一类零阶贝塞尔函数J_0(k_0r)这一结论,通过引入指数衰减系数,直接推广到衰减介质情形,令衰减介质中背景噪声互相关函数类比于J_0(k_0r)·e~(-α(ω)r),以此来反演介质的衰减系数α.然而,在衰减介质中,互相关受源的方位平均的影响,这种简单的推广,可能无法提取可靠的衰减系数.本文基于平面波的叠加模型,研究不同的互相关定义和坐标选择下,衰减介质中两点间互相关函数的理论表达式.结果表明,在平面波叠加模型下,互相关函数的表达形式随着坐标原点的选择,并因而随着源分布的变化而变化,对不同的归一化因子,表达式也不尽相同.利用J_0(k_0r)·e~(-α(ω)r)的形式拟合背景噪声的观测数据得到的衰减比实际值偏小.     

2016年熊本MJ7.3地震的工程地震动参数模拟及分布特征分析

本文选取2016年4月16日日本熊本县M_J7.3 （M_W7.0）地震近场区域内K-net地震台网的47个强震台站所记录的加速度数据,运用经验格林函数法模拟分析此次地震主要的工程地震参数并给出了各工程参数的空间分布。通过对比分析得到结论如下:① 地震动时程的基本频谱的模拟结果较好,尤其是1—15 Hz的高频段内;② 在震源距小于50 km范围内,峰值加速度和阿里亚斯强度的观测值与模拟值拟合较好,二者在近场区域均以椭圆形向周围扩散衰减,且阿里亚斯强度的模拟值整体大于观测值;③ 卓越周期拟合整体较好,但在局部区域存在较大差异,模拟结果难以表征场地环境的复杂性。      

乳山震群震源谱参数的稳健反演

本文引入截止频率f_(max)提出基于Brune模型的高频截止(High-Cut)模型,采用两步反演的方法来拟合求解震源谱的特征参数,并给出其误差范围;实际应用显示该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别的准确度.将该方法应用于2013—2015年的乳山震群,计算了乳山震群25次M_L≥3.0事件的震源参数(地震矩、破裂半径、应力降等),进一步对乳山震群的震源破裂特性进行了讨论.结果显示:拐角频率、应力降与震源尺度大小明显相关;高频衰减系数γ与震源破裂区的复杂程度以及破裂性质有关,当观测记录中混杂有其他事件的波形或微破裂时,高频衰减系数大于2,并且不确定性增大;截止频率f_(max)与地震大小存在一定相关性;使用Beresnev(2001)给出的震源半径计算公式,得到的乳山震群的结果显示与华北地区的经验关系较为一致;乳山震群的应力降明显偏小(最大不超过0.15 MPa),一方面反映了震中区域的构造应力水平,另一方面可能还意味着此次震群是一个相对非耗散型的脆性破裂过程,属于低摩擦应力的断层作用.     

根据构造环境应力场预测峰值水平加速度

在分析了对峰值加速度 PGA 的影响因素之后,我们发现构造环境剪应力场参数τ₀对 PGA起了重要的作用,将τ₀引入 PGA 的预测公式中,同时考虑了 PGA 对频率的依赖性。大地震的PGA 的优越频率 f_a 较低,小地震的 f_a 较高.因此,小地震的衰减系数较大,PGA 衰减较快。基于上述两点改进,提出了新的 PGA 预测公式。在该公式中,构造环境应力场、震级、距离和场地条件是预测将来强地面运动的重要变量。此公式有很大的适用范围,可以用于大地震（矩震级 M_w=6-7.8）,也可以用于较小地震（M_w=3-6）的 PGA 预测;在考虑了世界各个地区不同的构造环境应力值水平以后,新预测公式可以应用于世界不同地区（例如美国加州和中国华北、西南等）。用实际观测资料检验结果表明,预测效果良好。     

安徽地区尾波Qc值特征研究

基于Sato单次散射模型,利用安徽省数字化测震台网2001年以来记录到的ML≥2.3级地震的波形资料,计算得到了安徽地区不同台站周围地壳介质的尾波Qc值,发现省内不同地区尾波Qc值存在着明显的差异,霍山地区尾波Qc值相对省内其余地区较低,拟合得到了安徽地区尾波Qc值与频率之间的依赖关系,为Qc=(104.9±36.4)...     

Coherency analysis of accelerograms recorded by the UPSAR array during the 2004 Parkfield earthquake

Spatial variability of near‐fault strong motions recorded by the US Geological Survey Parkfield Seismograph Array (UPSAR) during the 2004 Parkfield (California) earthquake is investigated. Behavior of the lagged coherency for two horizontal and the vertical components is analyzed by separately examining the decay of coherency with frequency and distance. Assumptions, approximations, and challenges that are involved in estimation of the coherency from recorded data are presented in detail. Comparison of the UPSAR coherency estimates with coherency models that are commonly used in engineering practice sheds light on the advantages and limitations of different approaches to modeling the coherency, as well as on similarities and differences in the spatial variability exhibited by seismic ground motion arrays at different sites. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.