根据弱运动资料用广义反演方法估算阿拉斯加安克雷奇地区S波的场地响应

用广义反演方法估算了阿拉斯加州中南部安克雷奇盆地场地响应(SR)的空间变化。所分析资料表现的是近震S波水平分量记录的弱运动。数据资料是来自22个便携式临时台站(采用IRIS-PASSCAL仪器)大约6个月时间运行的记录。选定相对每个地震震源到台站的路径效应,然后对数据进行反演确定场地响应值。对所得到的场地响应按2个频段分别求(对数)平均值,一个低频段(LFB),频率从0.5到2.5Hz和一个高频段(HFB),频率从3.0到7.0Hz,低高频段的中心频率分别大约是1.0Hz和5.0Hz。在低频段,场地响应值沿着东部的楚加奇山丘陵从1.0增加到西部的坎贝尔湖和首府山及其周围地区的3.5左右。场地响应值大于3.0的区域与1964年威廉王子海峡地震(Mw=9.2)中广阔的破坏区相关联。在高频段,安克雷奇南边有两个场地响应值大于3.0的小区域连接着特纳甘湾。把用广义反演方法获得的场地响应值与其他研究方法获得的结果进行了对比。结果表明,广义反演法的场地响应值与标准谱比率法(SSR)获得的值大致相当(1∶1),水平与垂直向谱比率法(HVR)获得的场地响应值是广义反演法获得的场地响应值的2倍。研究还发现,在低频段,D级土壤地区的场地响应值SR>2.0,而C级土壤地区的场地响应值SR≤2.0,但在高频段,没有得到土壤类别与场地响应值的关系。     

基于经验参考场地的广义线性反演方法

为了克服广义线性反演方法（GIT）中理想的参考场地难以找到的局限性,本文将四分之一波长法计算的平均场地放大系数和谱衰减法计算的高频衰减参数作为GIT方法的经验参考场地（ERS）。以2008年5月至8月间28个强震动台站记录的95个汶川8.0级地震余震的615组强震动记录为例,通过与其他方法的比较,验证了ERS-GIT的合理性,并讨论了各类方法之间差异的原因。结果显示,ERS-GIT方法、传统GIT方法和非参数化GIT方法计算得到的平均应力降依次为1.15 MPa,0.78 MPa和0.52 MPa;ERS-GIT方法和传统GIT方法得到的品质因子分别为Q（f）=75.02f^1.27和Q（f）=65.56f^1.22。以场地的卓越频率为分界,ERS-GIT方法得到的局部场地响应在长周期和高频部分分别与H/V谱比法和传统GIT方法更为接近。     

场地放大效应的估计

本利用唐山地区9个台站得到的13次近场地震记录分析了场地放大效应，其中一些站位于废弃的地下煤矿坑道内，最深的一个台站在地下822m处，首先检验确定了地面反射波对地下场地的入射波没有很大影响，在后利用地下基岩场地台站（－822m)作参考场地，用线性反演法来同时分离震源，传播途径和局部场地效应，结果发现：在1至10Hz的频段上S波品质因子Qs基本上与频率成正比；与以地面基岩场地作参考场地所得的结果相比较，地面基岩场地的反应并不是一常数，它在大于6Hz的高频段上有明显的放大作用，在本的研究事件中，在6至10Hz的频段上这个放大纱数约为2至4。这表明由于地面基岩场地本身的放大作用，将导致在作场地震动预测时会低估地震作用，最后采用一种新的非参考场地法，即遗传算法，用w^2震源模型来估计绝对场地效应。在本的研究结果中，对大多数台站场地来说，所得的绝对场地应应与以地下基岩台站作参考场地所得的相对场地效应十分一致。这表明这作场地震动分析时，当仔细考虑了反射波对入射波的影响后，地下或井下基岩场地是比地面基岩场地更合适的参考场地。     

用Lg波资料反演场地效应与地震波衰减参数

基于谱比法,以台站记录地震波频谱为观测数据,通过扣除仪器响应及几何扩散后同一地震不同台站记录谱比,扣除震源方向性、 震源因子的影响,在此基础上,建立数学模型通过联合反演求解场地效应及地震波衰减参数. 以浙江省地震台网台站记录的台湾地震数字化地震波资料为基础,使用地震波记录中的Lg波, 评估浙江省台网丘陵地带基岩台站场地效应, 计算穿越台湾海峡较单一路径Lg波衰减参数. 研究使用20次发生于2002——2005年、 震级在MS5.0~6.7之间的台湾东北部较小区域地震, 参与评估台站16个, 地震波记录960条. 地震波处理频段为0.5～10.0 Hz, 每间隔0.2 Hz计算一次,对应于垂直、 东西及南北分量获得的衰减参数, 数据结果分别为:gamma;(f )=0.001 75f 0.43485, gamma;(f )=0.001 45f 0.48467, gamma;(f )=0.0021f 0.41241. 庆元台(QIY)在1.5 Hz以上放大效应非常明显,宁波台(NIB)在大部分频率点场地效应最小,参与评估台站场地效应各分向基本相当,未表现出方向性特征.      

工程场地速度构造的一种反演方法

本文将地震学中震源参数与速度构造同时反演的方法用于反演工程场地的速度构造。反演过程归结为求解非线性最小二乘问题,在使用阻尼最小二乘法求解中提出了一种新的选取阻尼因子的算法。用于反演速变构造的模型为水平成层或二维模型,后者反映了地下构造的横向非均匀性。通过地震记录及爆破数据的实际反演验证了方法的可行性和适用性。     

场地效应研究的传递台站线性反演法——以芦山地震为例

采用线性反演法研究了地震动的场地效应,并针对线性反演法的局限性,提出了“传递台站”的方法来扩展其应用.通过传递台站,地震事件不再局限于必须被参考台记录到,台站也不再局限于须与参考台站同时获取到地震记录,改进后可大大增加数据样本,使得结果更趋稳定.同时,对于原来难以参与分析的台站,也可得到其场地反应.研究中,还采用了基于遗传算法的非参考台方法,进一步分析了场地反应和验证所提方法的合理性.将所提方法应用于2013年芦山7.0级地震周边区域,分析了这一地区的强震台站的场地反应和地震波衰减因子Q_s值.研究结果显示,当采用一个和二个传递台站进行分析时,所能利用的地震事件和所能求解场地反应的台站数目逐步增加,随着数据样本的增加,分析结果趋于稳定.研究区域的Q_s值拟合结果为Q_s（f）=334.16f^0.73.遗传算法结果表明,线性反演法中所选取的参考台站有其自身的场地反应.当利用遗传算法获得的参考场的场地反应去校正线性反演法的结果时,对于多数场地,两者的结果符合得很好,说明了遗传算法的结果可以合理地认为是场地较为真实的反应.

     

用Pg波走时反演首都圈地区的上地壳速度结构

为了弄清首都圈地区上地壳速度精细结构,本文使用了迄今为止在我国大陆最为密集炮间距高分辨折射和宽角反射／折射综合地震测深剖面一天津一北京一赤城剖面的Pg波走时资料。反演了首都圈地区的上地壳速度结构。根据上地壳速度结构特征,可将整个剖面大致分为华北盆地拗陷区和燕山台褶隆起区,其中华北盆地又可以细分为黄骅拗陷、沧县隆起、骥中拗陷等,大厂拗陷、通县隆起、北京拗陷和京西隆起为燕山隆起区的前缘部分。华北平原区以低速结构的拗陷为主,地表速度较低,基底埋深深,盖层厚,垂直速度梯度大;而在燕山山区则以高速结构的隆起为主,地表速度较高,基底埋深浅,盖层较薄,垂直速度梯度小。基底面起伏大,最深处达到6km以上,最浅处不足1km。     

应用Moya方法反演浙江地区震源参数和台站场地响应

根据浙江数字地震台网记录的发生在浙江省及其附近海域的中小地震的波形资料,采用Moya方法[1],反演浙江地区震源参数和场地响应特征。     

利用不同方法估算流动台站的场地响应

本文以2003年7月21日云南大姚6.2级地震序列为例, 分别利用地面运动反演法(Moya方法)、 水平与垂直向之比法(Nakamura方法)和参考台站法研究大姚地区场地响应特征。主要结论有: ① Moya方法计算的场地响应结果表明, 大姚地区场地的放大作用是比较明显的, 平均在3~20倍, 最高达到40倍; 卓越频率位于3~6 Hz之间, 但在高频处(约10 Hz以上)场地响应衰减得比较明显; 不同岩性台基的台站, 其场地响应结果存在一定的差别, 台基为风化砾岩的场地响应结果比较平缓, 其场地响应值比台基为土层的其他台站小一些。② 入射角在40°以上和以下范围, Nakamura方法得到的场地响应形态有差异, 但在各自范围内, 场地响应与入射角的依赖关系不明显。③ 利用同一台站不同时间记录到的地震资料, 由三种方法各自得到的场地响应都具有较好的稳定性; 由于垂直分量仍具有放大作用(在10 Hz以下), Moya的结果大于Nakaruma的结果, 但两者形态上一致性较好; 参考台站法由于受参考台站的影响, 计算得到的场地响应形态和其他两种方法差异较大。④ Moya方法是依赖于震源模型的方法, 它能给出绝对的场地响应值, 其它两种方法的结果是一种相对场地响应, 受参考对象的影响较大。     

首都圈地区SKS波分裂研究

通过分析首都圈数字地震台网的49个宽频带和甚宽带台站的远震SKS波形资料,采用最小切向能量的网格搜索法和叠加分析方法,求得每一个台站的SKS快波偏振方向和快、慢波的时间延迟,获得了首都圈地区上地幔各向异性图象.首都圈地区的各向异性快波方向基本上呈WNW-ESE方向,快、慢波时间延迟为0.56-1.56 s.研究表明,首都圈地区上地幔存在明显的各向异性,引起各向异性的主要原因是研究区受太平洋板块俯冲作用下软流圈物质变形,使得上地幔橄榄岩等晶体的晶格优势取向沿物质流动方向.另外,中国大陆受印度板块与欧亚板块的强烈碰撞,大陆西部地壳增厚隆起,同时造成物质东向挤出,使得首都圈地区上地幔物质沿快波方向变形.通过研究区各向异性快波方向和伸展运动方向与GPS测量得到的速度场对比分析,首都圈地区壳幔变形可能具有垂直连贯变形特征.     

Estimation of Site Effects on Stations in the Capital Circle Region Using the Generalized Inversion Method

Generalized Inversion Method has been used to estimate the spatial variation of site effects,using the digital data of SH-waves recorded by 63 stations in the Capital Circle Region of China from 2001 to 2006.We gained the site effects of all stations participating in the calculation.We found that the site effect of rock was stabile and about 1.0 from 1.0Hz to 10.0Hz,while the site effect of deposit was high in low frequencies,about 3 ～ 7 from 1.0Hz to 8.0Hz,and the site effect was protuberant at about 5.0Hz,then fell as the frequency increased.The result shows the shape and intensity of station site effects are mainly influenced by the lithology below the station,and possibly also by the local geological structure.     

华北中北部地区震源参数和场地响应的联合反演

利用遗传算法反演华北中北部地区27个地震震源谱的低频水平、拐角频率和25个台站的场地响应。具体方法是利用研究区的平均衰减模型对记录谱进行路径校正，然后假定每一个地震的ω^2模型，调整低频水平和拐角频率使所有台站场地响应的标准偏差最小，最后给出参与计算的每个台站的场地响应。结果表明，17个基岩台中11个台的场地响应在1～20Hz范围内接近1，6个基岩台的场地响应部分频段放大或缩小3倍以上。8个井下摆台站的场地响应形态相同，表现为低频放大，高频部分迅速衰减。地震矩与震级的关系为logM0=17．1 1．13ML，地震矩与震源半径的关系为logM0=19．4 0．0052r。     

运用谱比法计算福建地区观测台网台站响应

场地动力特性对地震造成的破坏有着重要的影响。因此对场地进行动力特性分析,对于地震的监测预报、地震预警、工程抗震设防、地震勘探等具有十分重要的意义。本文主要结合福建地区现有地震观测台网,利用地脉动记录,采用较为简便的谱比方法（Nakamura方法）对福建地区观测台网中台站响应情况进行计算和分析。     

基于谱比法的江苏强震动台站场地特征分析

选取江苏省强震动台网近年来获得的强震动记录,基于水平竖向谱比法(HVSR),计算了22个强震动台站的速度反应谱平均谱比曲线,采用谱比形状一致法进行场地分类,并结合典型台站场地的工程地质资料进行对比分析。研究结果表明,平均谱比曲线的卓越周期、场地放大等特征与台站场地地质资料相吻合,与传统场地分类方法相比,基于谱比法的场地特征分类方法能够突出不同场地的地震动反应特征,较好地体现了台站的场地反应特征。     

利用遗传算法反演山东地区S波非弹性衰减及场地响应

采用山东地震台网记录的地震资料,基于Atkinson方法计算得出研究区非弹性衰减Q值与频率f的关系为Q(f)=457.1f~(0.4317)。基于Moya方法得到山东台网中46个台站的场地响应,其中大部分台站效果比较理想,BSH、BZH、DOY、KEL、SHH、TZH、WEF台站存在较明显的放大效应,BZH、CHD、DOY、KEL、SHH、TCH、WEF台站的场地响应在6Hz以上出现显著的高频衰减。     

基于片法对地震低活动水平区域的构造分布特征研究

文中应用片法研究了首都圈地区在39.8°～40.4°N和114.0°～115.0°E范围内的地震活动分布。 片法主要是针对地震活动分布比较稀疏、断层无法直观识别的地区,用空间扫描的方法,并结合相应的统计检验方法,来评价地震震中分布的线性特征是否显著,从而进一步识别地震断层。 该文选定的研究区域,在过去30多年的时间里共发生了1.0～5.0级地震906次,地震的活动不活跃比较符合片法的应用研究。 将该方法用于所选定区域地震数据的研究表明,其识别能力还是较好的,可以整体上刻画比较真实的地质构造特征。 对由于种种原因无法进行实测,且地震活动较低的构造区域,片法是分析其构造分布的有效补充。     

利用远震接收函数反演黔江地震台下方的速度结构

本文选取黔江地震台2007年至2011年记录到的60个远震宽频带数字地震记录,采用频率域反褶积法获得台站的接收函数,并用H-Kappa叠加法来反演台站下方的地壳厚度和泊松比,最终得到了黔江地震台下方的地壳速度结构。同时,通过H-Kappa法反演得到的台站下方的地壳厚度作为波速反演的约束条件,以减少反演的非唯一性。计算结果显示,黔江地震台下方的地壳厚度为44km,这与广泛认同的中国大陆中西部地区莫霍深度在38—45km基本一致。本文对增强该地区深部地质构造特征研究和孕震机制分析具有积极的意义。     

首都圈地区地震视应力的计算及空间分布

本文计算了首都圈地区2003年9月到2007年12月117个M_L>2.5地震的视应力, 计算视应力的两个参数地震矩(M₀)和地震辐射能量(E_s)都是通过分析地震波形得到。 首先用多重窗FFT获得观测谱, 在扣除仪器响应后对其进行几何扩散和非弹性衰减校正。 几何扩散使用Gail提出的三分段几何模型, 非弹性衰减用随频率变化的Q值来表征。 之后通过遗传算法找到一组Brune圆盘模型下的低频水平(Ω₀)和拐角频率(f_c), 使得它们的理论震源谱和校正过的观测谱残差最小。 通过Ω₀可以得到M₀, 通过对校正过的观测谱求积分再加上有限仪器响应带宽补偿可以得到E_s, 最后就能通过M₀和E_s获得视应力。 计算结果与先前的一些研究比较符合: 视应力随地震矩不存在系统变化; f_c随着M₀变化和定标率M₀∝f^-3_c符合较好; M₀和M_L的关系与定标率lg(M₀)=1.20M_L+10.0符合较好。 最后给出了视应力的空间分布, 结果显示视应力在邢台、 唐山和晋冀蒙交界处的空间分布有不同的特征。 还显示在2006年7月发生M5.1地震的文安北东方向有一个较大的视应力值, 唐山地区视应力从南西到北东方向大体是增加的。     

首都圈跨断层形变反映的断层活动方式及其成因探讨

本文深入分析了首都圈10个跨断层形变场地的流动观测资料, 计算了断层水平滑动量。 结果表明, 首都圈断层形变反映的断层活动非常复杂。 其中: NW走向的施庄断裂左旋滑动量与时间呈线性关系, 在观测期内左旋滑动速率约为0.08 mm/a; NW走向的墙子路断裂观测期内以左旋滑动为主, 但水平滑动量较施庄断裂小; NE走向的断层在观测期内的活动方式多以左旋滑动为主, 水平滑动量随时间无明显变化规律。 在对断层活动观测结果详细分析的基础上, 利用平面弹性有限元模型对首都圈的断层活动进行了模拟研究, 认为该地区主要受张家口—渤海构造带左旋剪切的控制, 且不同走向活动断层以左旋走滑为主。