应变能积累分析方法在冀鲁豫交界区地震活动趋势分析中的应用

利用应变能积累分析方法对冀鲁豫交界区地震活动特征进行分析研究,得到该区地震活动的一些规律,并对该区未来地震活动趋势进行分析判断,认为该区当前处于应变能积累一释放阶段后期,剩余能量较少,因此未来几年内,发生大地震的可能性很小,发生的最大地震应为中等或稍强地震。     

根据历史地震和应变能积累释放过程分析山东地区近期地震活动趋势

根据历史地震和应变能积累释放过程对山东地区地震活动特征进行分析,认为该区目前处于地震活跃时段后期的能量剩余释放阶段,在此期间将以中等或中强地震活动为主。由现代地震活动特点分析认为,该区目前处于最近的一个应变能积累—释放过程中的释放阶段,这一阶段还可能持续4年左右,在此释放阶段中有可能发生多次4～5级乃至6级地震,但发生6级以上地震的可能性不大。     

利用应变能积累分析方法估计鲁冀豫交界区地震活动趋势

利用应变能积累分析方法对冀鲁豫交界区历史地震活动特征进行分析研究，认为该区目前处于地震活跃时段后期的能量剩余释放阶段，在此期间将以中等或中强地震活动为主，估计发生M≥7地震可能性很小。由现代地震活动特点分析认为，目前研究区处于应变能积累一释放过程中的释放阶段后期，剩余能量较少，估计未来几年内该区发生M≥5较强地震的可能性不大，但不排除发生中等或稍强地震的可能。     

川滇菱形地块的应变能积累释放周期和强震预测

将川滇菱形地块分为两个地块, 分别以形变确定应变速率、 深部速度构造确定弹性模量、 联合地块体积确定地块应变能积累与时间的关系, 结合历史强震研究应变能积累释放周期以及该周期内的强震活动, 进而研究应变能积累释放与强震活动的关系. 结果表明, 地块应变能积累释放存在周期性并可预测强震震级. 在应变能积累前期, 没有强震(M≥7.0)发生; 随着时间增加, 应变能继续增加, 地块上先后发生几次强震, 但每次强震震级均小于预测震级, 即一次强震只释放了一部分能量; 而后应变能积累继续增加, 直到一、 二次特大强震(M≥7.5)发生, 将绝大部分应变能释放. 至此, 老的周期结束, 新的周期开始. 应变能积累从小到大直到最后完全释放的周期性导致了地震的平静活跃周期, 地震活跃期比平静期长得多. 本文认为, 大区域地理范围因其含有多个地块, 不宜讨论其地震平静活跃周期, 而对于小范围单次强震也不宜讨论其复发周期. 虽然活跃期中的强震从时间上看并无任何规律, 但利用活动地块应变能的积累释放曲线所预测的震级与实际震级很接近. 本文结果对于地震安全性评价工作可能有重要意义.      

基于断裂两侧应变能积累的地震危险性参数估计—以1679年三河—平谷M8.0地震为例

本文基于断裂两侧应变能积累的概念,利用新夏垫断裂上探槽研究的古地震资料和1679年三河—平谷M8.0地震的历史资料,通过原地地震复发原则来评价指定断裂（段）在某一时段内的地震危险性,探讨其在未来一段时间内可能发生地震的最大潜在震级。由此说明现今应变能确定所面临的困难,而应用局部化应变（变形）与岩石-断裂系统局部失稳临界条件之间的联系,理论上可以由变形带的宽度减小率来预估未来地震的发生时间。      

基于G-R关系的应变积累释放模型研究中国大陆强震的分区活动

针对过去应变积累释放曲线或模型存在的不足,根据G-R关系以及能量震级经验关系, 推导出一个相对独立的应变积累速率公式. 同时在活动地块假说基础上,选取了中国大陆地震活动较为典型的几个地块分区,在考虑历史地震目录完整性基础上,利用1970年以来的小震资料,计算了各地区6级以上地震的年均应变积累速率,从而给出各地震分区相对的地震活动水平;并将之用于改进后的模型,通过对各地震分区现今所处应变状态以及目前状态在其地震轮回活动中所处阶段的研究,探讨了各地震分区的未来地震形势.      

观测应变阶在地震应力触发研究中的应用

对中国钻孔应变台网观测到的昆仑山口西MS8.1大地震的应变阶资料的研究结果表明:① 很多观测值与静力位错理论计算值不符合；② 北方地震较活跃地区的很多台站观测到异常大的应变阶，而南方构造运动较不活跃地区的台站虽然也观测到地震波动，但是应变阶不明显. 由此推断，地震的触发（可能是动态触发）作用对远场的实际地震应变变化具有重要影响. 也就是说，远场的构造活动（可能是断层活动）是否曾被地震触发，可能决定当地的应变场变化的主要特征. 进一步对昌平台1999年3月11日张北地震与1999年11月1日大同地震的观测资料对比分析表明:断裂带的分布情况对实际地震应变变化有直接影响. 这证明观测到的异常大的地震应变阶可能是地震触发了当地的断层活动的表现.      

大同窗地震活动频次和应变能特征

通过对大同地震活动窗自开启以来(1989年10月~2016年10月)的地震频次和应变能进行统计分析,发现大同窗的月频次衰减拟合结果呈现分段交替活动特征,可分为3个活跃时段和2个背景活动时段。当处在活跃时段时,山西和张渤这2个地震活动带的地震密集发生,但在正常背景活动时,2个地震带发生的地震则较少。应变能统计结果表明,鄂尔多斯块体周缘强震对大同窗的地震活动有较直接的影响,显示出强震的震级越大、与大同窗的距离越近,则大同窗出现应变能异常就越早、幅度也越大;另外,大同窗受青藏块体强震的影响较强,而受西太平洋板块俯冲的影响较弱;大同窗应变能在周边块体强震后的反应,可能与其所处的地质构造环境有关,因此对应力场的变化较敏感。     

地倾斜固体潮所反映的地震之前应变积累异常信息

各不同地点地倾斜固体潮分潮振幅变化能反映出局部地区在应力场附加应力作用下所产生的介质应变变化和应变积累.本文通过对泰安台、马陵山台以及余山台地倾斜NS分量资料的调和分析,分别发现M2分潮振幅值与1983年菏泽地震（5.9级）及1984年南黄海地震（6.2级）有关的震前应变积累异常变化情况.     

用应变积累释放模型浅析山西地区地震活动特点

通过对山西地区历史地震地震活动性和应变能积累释放过程进行分析,得出,山西地区现在正处在应变能释放阶段,这一阶段可能持续80 a~90 a左右,在此期间将会发生5级~6级左右的地震;通过对现代3.0级地震两方面的分析得出,山西地区现在正处在能量主要积累阶段,估计在未来2 a~3 a之内,有发生4级以上地震的可能。     

地震辐射能量测定方法研究及其在汶川8.0级地震中的应用

地震辐射能量是关于震源定量的特征量,地震辐射能量的测定是地震定量化研究中一个重要的基本问题.本文基于点源震源模型,开展了地震辐射能量测定方法的研究,推导了计算地震辐射能量的理论公式,自主研发了一套利用远场垂直向P波记录测定地震辐射能量的软件系统,能够快速测定全球范围内5.5级以上浅源地震的地震辐射能量.以2008年5月12日汶川8.0级地震为例,检验了地震辐射能量测定方法和软件系统的科学性和准确性,研究结果表明：（1）汶川地震的地震辐射能量为2.84×10¹⁶J,各台站地震辐射能量的分布与震中距和方位角都没有明显的依赖关系,说明使用理论格林函数法消除路径效应对地震辐射能量测定的约束效果较好;（2）汶川地震的能量震级M_e为8.04,震源机制校正可以使能量震级测定结果的标准差更小,结果更稳定;（3）反演得到汶川地震的地震矩为8.97×10²⁰N·m,转化为矩震级M_W为7.9,M_e比M_W高0.14,说明汶川地震的地震辐射能量偏高.（4）汶川地震的能矩比为3.17×10^-5,约为全球浅源地震平均能矩比的2.6倍,约为全球逆冲型地震平均能矩比的4倍,地震辐射能量释放效率明显偏高;能矩比取对数可得慢度系数为-4.50,慢度系数可以更直观地显示地震辐射能量释放效率的高低,更适合在普通群众中推广.（5）地震辐射能量、能量震级、能矩比、慢度系数和等效震级差这些新的地震参数,能够定量表示震源的动态特性,对于地震灾害快速评估具有重要意义.

     

四川地震辐射能量和视应力的研究

利用国家地震台网和全球地震台网的宽频带远震P波波形数据,通过测定2014—2019年间国内M_W≥6.0和国外M_W≥6.5共105次浅源地震的辐射能量和能量震级,研究了震源机制解对辐射能量估计的影响。结果表明：① 震源机制不同导致地震能量辐射差异较大,其中走滑型地震对辐射能量的影响最大,对能量震级的平均影响因子为0.34,正断型地震对能量震级的平均影响因子为0.08,逆断型地震对能量震级的影响最小,平均影响因子为0.05;② 不同震源机制类型地震的差震级ΔM也不同,走滑型地震的ΔM为 0.31,正断型地震的ΔM为0.21,逆断型地震的ΔM为0.08,这表明走滑型地震辐射能量的效率较高,正断型次之, 逆断型最低;③ 根据鲁甸地震的测定结果分析可知,当能矩比与慢度参数均远高于全球平均水平时,即使该地震震级较小,也存在造成严重破坏的概率;④ 能量震级M_e和矩震级M_W分别反映了震源的动态和静态属性,二者的联合测定对地震灾害合理评估和地震应急具有重要意义。     

A discussion on the application of b-value to the prediction of seismic tendency

It has been recognized for a long time that the b-value in the Gutenberg-Richters fre-quency-magnitude relation (Gutenberg, Richter, 1954) tends to decrease before some of the earth-quakes (LI, et al, 1979, and the references therein). Since the 1980s, study on b-value has caused much attention among seismologists and physicists when b-value was related to the fractal dimen-sion of an earthquake fault (Aki, 1981; King, 1983) and/or the scaling constant in the model of self-organized critical…     

基于钻孔应变地震波记录确定地震面波应变震级

近年发展的高采样率的钻孔应变仪可以记录到地震波造成的水平应变,是动态库仑应力研究的重要手段.利用钻孔应变仪记录的应变地震波确定地震震级,是一个重要的科学课题.本文收集了我国10个应变台站四分量钻孔应变仪2020年1—3月记录的10 Hz采样应变地震波资料,共选出震级M≥4.0的浅源地震68个,用最小二乘法求得应变震级公式为M_ε=lgE_max+1.65lg(Δ)+1.43.对于6.5级以下的地震,计算得到的应变震级■_ε与中国地震台网中心公布的震级M_CENC基本一致:■,但本研究中的两个7级地震,应变震级出现了震级饱和现象.本文的基本结论是:应变定震级是可行的,但对于两个7级地震的饱和现象需要进一步深入研究,因为它们不但涉及震级确定,而且涉及远震动态库仑应力触发地震的研究.今后要对更多的大震钻孔应变波形记录进行分析.     

Markovian modeling of seismic damage accumulation

Analysis of civil structures at the scale of life‐cycle requires stochastic modeling of degradation. Phenomena causing structures to degrade are typically categorized as aging and point‐in‐time overloads. Earthquake effects are the members of the latter category this study deals with in the framework of performance‐based earthquake engineering (PBEE). The focus is structural seismic reliability, which requires modeling of the stochastic process describing damage progression, because of subsequent events, over time. The presented study explicitly addresses this issue via a Markov‐chain‐based approach, which is able to account for the change in seismic response of damaged structures (i.e. state‐dependent seismic fragility) as well as uncertainty in occurrence and intensity of earthquakes (i.e. seismic hazard). The state‐dependent vulnerability issue arises when the seismic hysteretic response is evolutionary and/or when the damage measure employed is such that the degradation increment probabilistically depends on the conditions of the structure at the time of the shock. The framework set up takes advantage also of the hypotheses of classical probabilistic seismic hazard analysis, allowing to separate the modeling of the process of occurrence of seismic shocks and the effect they produce on the structure. It is also discussed how the reliability assessment, which is in closed‐form, may be virtually extended to describe a generic age‐ and state‐dependent degradation process (e.g. including aging and/or when aftershock risk is of interest). Illustrative applications show the options to calibrate the model and its potential in the context of PBEE. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

A discussion on the application ofb-value to the prediction of seismic tendency

In the estimation of seismic tendency, using Gutenberg-Richter’sb-value and using Hurst exponent are two commonly used methods. Based on the fractal geometry of earthquake time series, we point out that these two methods correlate to each other. In the perspective of fractional Brownian motion (FBM), an earthquake sequence withb>3/4 and that withb<3/4 have different dynamic properties. Foundation item: The MOST Project G1998040705. Contribution No. 01FE2010, Institute of Geophysics, China Seismological Bureau.     

2014年8月3日云南鲁甸M6．5地震的地震波能量

根据美国地震学研究联合会（IRIS）的地震能量查询网站公布的地震波辐射能量和能量震级数据,2014年8月3日鲁甸M6．5地震的宽频带（0．5～70 s）能量震级为6．4,2013年4月20日芦山M7．0地震为6．7,相差0．3级,而高频（0．5～2 s）能量震级分别为6．7和6．9,相差0．2级,即芦山地震释放的高频地震波能量为鲁甸地震的2倍。本文根据这些数据对鲁甸地震的特征进行了分析,认为从地震监测的角度,在地震发生后,尽快给出地震波释放能量估计,对于及时确定大地震应急响应级别和采取相应减灾措施是有实际意义的。     

地应力测量的非弹性应变恢复法及应用实例

岩芯非弹性应变恢复法是近年来发展起来的比较经济有效的深部地应力测量方法,汶川5.12地震后,我国大陆首次将该方法应用于汶川地震断裂带科学钻的地应力测量.本文简述了该方法的原理、计算方法和汶川地震科学钻一号孔的典型结果.给出了一号孔在所测深度之处的三个主应力的大小和方向.三个主应力中,最大主应力和中间主应力近于水平,最小主应力近于直立.最大主应力方向为北西.在746 m深度,三个主应力的大小为25.2 MPa,21.5 MPa,18.5 MPa.这种应力状态可使龙门山断层产生逆冲兼右行走滑运动,与汶川5.12地震的断层运动一致.该方法得到的结果与震源机制解及其他地应力测量方法得到的结果吻合.测量结果表明,非弹性应变恢复法具有较大的实用价值.特别是在较大深度的钻孔和地层较破碎的复杂地质条件下,应力解除法、水压致裂法等难以实施时,此方法仍有可能获得较可靠的地应力数据,适应性更强.     

河北数字遥测地震台网大震速报震级问题的初步研究

选取河北数字遥测地震台网自2001年11月正式运行至2004年5月所记录到的河北省及邻区64次较大的速报地震事件，用不同的处理方法分别计算震级并与全国地震月报目录和全国基本台网目录进行了对比分析，认为采用计算机自动读取2个水平分向S波段的振幅和相应周期的最大乘积方法测定速度震级稳定性较好，偏差较小，计算简便，适于大震速报快速有效测定震级的要求。     

震级标度的不一致与震源的复杂性

矩震级标度是从地震矩换算过来的,换算关系中地震应力降与剪切模量估算的不准确会对矩震级标度产生影响.本文利用1976年1月~2006年12月发生在东经75°~135°,北纬15°~55°的M≥5地震的矩震级与面波震级,探讨了应力降与剪切模量的比值Δσ/μ在中国及邻区以及在不同震级下的分布特征.中国大陆及邻区的Δσ/μ值分布较分散,不同地区的Δσ/μ值明显不同,且绝大部分值大于矩震级和地震矩换算关系中使用的全球平均值.对于同一地区不同震级的地震,其Δσ/μ值也不一样,震级大,Δσ/μ值通常也大.研究认为剪切模量和地震应力降的估计对矩震级标度的影响不能忽略.