汶川地震强地面运动模拟

基于确定性震源模型的方法主要用于计算低频(＜1 Hz)地震波,难以计算高频地震波;高频(＞1 Hz)地震动常用经验格林函数法或随机方法,对低频地震动模拟不够准确.本文在确定性震源模型方法基础上,尝试采用分解给定的震源模型的方法来模拟宽频带(0.1-10 Hz)强地面运动,即采用分级离散断层面和分解断层面破裂单元上升时间的方法,增加震源时间函数中的高频信号,从而避免了对地震记录丰富程度和准确性的依赖.文中模拟计算了汶川M8.0地震在8个地震观测台的地震动,将模拟结果和观测记录进行了加速度时程曲线和傅里叶振幅谱的对比分析.对比结果显示,模拟估计的地震动峰值加速度和持续时间与观测记录的数据基本在±50％的精度范围内相同,傅里叶振幅谱显示模拟结果有得到10 Hz左右的高频成分.四川盆地中的台站模拟结果高频衰减比观测记录要快,原因是模拟过程没有考虑场地效应.对强地震动模拟还是要综合考虑震源、传播路径和场地的影响.研究结果表明,此改变震源输入的确定性方法可应用于模拟近断层宽频强地面运动.     

近场强地面运动的三维模拟：由破裂方向性推断盆地边缘效应

神户地震造成严重破坏的地区呈狭窄的带状分布是１９９５年兵县南部（神户）地震非常显著的特征。形成强地面运动放大的过程至今未见阐述。通过构造一个掩埋于靠近盆地的走滑断层的一个Ｍ＝７地震的动力学破裂过程,我们模拟了由破裂方向性产生的盆地边缘效应。通过三维有限差分法计算了频率达１Ｈｚ的速度的地面运动地震图。峰值地面速度曲线的状态显示,当断层与盆地边缘平行时,峰值地面运动在沿盆地边缘一个宽度在几公里范围的狭     

强地面运动预测的现状与展望

介绍了基于断层破裂扩展的强地面运动预测方法的可行性。通过对该方法的几次实际应用，指出了其相对于工程上采用的经验方法的优缺点。对于实际的工程问题，我们认为模拟技术本身是可行的。当一个场地有详细的震源模型和沉积层结构模型时，能复现出与观测波形相似的强地面运动波形。然而，我们还没有足够的关于目标场地的未来地震的震源模型和沉积层结构模型方面的信息。在对未来地震引起的地面运动预测工作中，由于模拟模型的缺陷或不确定性，强地面运动预测结果的置信度较小。由实际地震产生的强地面运动强烈依赖于断层破裂过程的场地条件。现有的经验方法得出的是过去地面运动的均值特性曲线。它既不是特定震源的地面运动，也不是具体场地的地面运动。我们必须用能够解释实际特定场地的地面运动方法来评价强地面运动。为了获得比经验方法更优越的方法，在研究断层破裂过程和沉积层结构中，重要的是减少预测的不确定性。     

用小震估计强地面运动

引言虽然我们能够使用不同的正演模拟技术成功地模拟低频地面运动,但使用目前的计算技术和关于地球结构知识对3～5Hz以上频率地面反应的确定性模拟仍是一个未能解决的课题。最近,我们在多源模型(Tumarkin and Archuleta,1994)的基础上发展了一种地面运动预测的经验方法。利用多种经验格林函数方法的思路都是利     

柴达木盆地东部地震地面运动放大效应

柴达木盆地是青藏高原东北部大型断陷山间盆地,该地区的流动观测记录了2008年11月10日发生于大柴旦附近的M_W6.3地震。和附近的基岩上的记录相比,盆地内部的记录显示出非常显著的地面运动放大效应,表现为峰值速度的增大、持续时间的延长,其呈现出长持续时间的后续震相。傅里叶频谱分析表明盆地内部显著的后续震相的频率和直达波相比较低,地面质点运动轨迹图显示后续震相为面波运动特征。为了解释地面运动的差异,构建二维模型,通过交错网格高阶有限差分方法计算了地震波在盆地内部的传播过程,结果显示盆地内部低速层的存在造成直达波的放大以及多次反射与转换,盆地边缘结构造成的波的相干叠加产生了强烈的次生面波,其低频、大振幅、长持续时间的特征是盆地内部地面运动放大的主要原因。     

断层破裂方式对银川盆地强地面运动的影响

银川盆地是受断层控制的断陷性盆地,边缘和内部发育了多条断裂带,特别是其内部晚更新世-全新世活动的银川隐伏断层可能对银川市的建设规划和抗震设防影响较大.为了研究银川隐伏断层活动对银川盆地强地面运动特征的影响,本文以银川隐伏活动断层作为目标断层,模拟了断层发生Mw6.5特征地震时,在单侧破裂和双侧破裂两种方式下,银川盆地的强地面运动分布特征.分析结果表明在两种破裂方式下,盆地内强地面运动表现出不同形态的地震条带状分布特征和上盘效应;同时受到银川盆地边缘断裂"西陡东缓"构造特征的影响,地表强地震动分布和断层附近观测点的时程也呈现出独特的盆地边界反射作用.在单侧破裂和双侧破裂两种模式下,近场强地面运动集中区总体上呈现北强南弱的现象,银川市及附近的芦花台等地区是强地面运动分布的主要区域.     

特征地震强地面运动参数衰减公式拟合

计算机仿真模拟设定地震断层动态破裂传播和近断层强地表运动响应的结果表明, 对于特征地震而言,近断层附近的地表运动特征与断层破裂传播的方向性有着强烈的依赖关系. 当场地（观测点）至断层的距离给定时,正向于破裂传播方向的场地（场地A）的地表质点运动（位移、速度、加速度）,远远大于震中附近（场地B）和反向于破裂传播方向的场地（场地C）的地表质点运动,而且沿断层垂直分量所辐射的SH波的传播起到了主导作用. 对应于场地A,B和C,统计分析结果表明,峰值加速度的几何平均值之比为2.15:1.5:1, 而且各自的均方差分别为0.12, 0.11和0.13. 如果将所得的研究结果应用于概率地震危险性分析中,对于较低的年超越频度,近断层附近的地表峰值加速度的估算值可下降15%~30%. 因此,考虑到断层破裂传播方向性对地表运动的影响,区域衰减曲线的回归分析模型应该给予恰当的修正.     

Characterization of Earthquake Strong Ground Motion

— Some underwater landslides are triggered by strong ground motions caused by earthquakes. This paper reviews current concepts and trends in the characterization of strong ground motion. Improved empirical ground motion models have been derived from a strong motion data set that has grown markedly over the past decade. However, these empirical models have a large degree of uncertainty because the magnitude-distance-soil category parameterization of these models often oversimplifies reality. This reflects the fact that other conditions that are known to have an important influence on strong ground motions, such as near-fault rupture directivity effects, crustal waveguide effects, and basin response effects, are not treated as parameters of these simple models. Numerical ground motion models based on seismological theory that include these additional effects have been developed and extensively validated against recorded ground motions, and used to estimate the ground motions of past earthquakes and predict the ground motions of future scenario earthquakes.     

Recipe for Predicting Strong Ground Motion from Crustal Earthquake Scenarios

We developed a recipe for predicting strong ground motions based on a characterization of the source model for future crustal earthquakes. From recent developments of waveform inversion of strong motion data used to estimate the rupture process, we have inferred that strong ground motion is primarily related to the slip heterogeneity inside the source rather than average slip in the entire rupture area. Asperities are characterized as regions that have large slip relative to the average slip on the rupture area. The asperity areas, as well as the total rupture area, scale with seismic moment. We determined that the areas of strong motion generation approximately coincide with the asperity areas. Based on the scaling relationships, the deductive source model for the prediction of strong ground motions is characterized by three kinds of parameters: outer, inner, and extra fault parameters. The outer fault parameters are defined as entire rupture area and total seismic moment. The inner fault parameters are defined as slip heterogeneity inside the source, area of asperities, and stress drop on each asperity based on the multiple-asperity model. The pattern of rupture nucleation and termination are the extra fault parameters that are related to geomorphology of active faults. We have examined the validity of the earthquake sources constructed by our recipe by comparing simulated and observed ground motions from recent inland crustal earthquakes, such as the 1995 Kobe and 2005 Fukuoka earthquakes.     

Strong Ground Motion Estimation During the Kutch, India Earthquake

In the absence of strong motion records, ground motion during the 26^th January, 2001 Kutch, India earthquake, has been estimated by analytical methods. A contour map of peak ground acceleration (PGA) values in the near source region is provided. These results are validated by comparing them with spectral response recorder data and field observations. It is found that very near the epicenter, PGA would have exceeded 0.6 g. A set of three aftershock records have been used as empirical Green's functions to simulate ground acceleration time history and 5% damped response spectrum at Bhuj City. It is found that at Bhuj, PGA would have been 0.31 g–0.37 g. It is demonstrated that source mechanism models can be effectively used to understand spatial variability of large-scale ground movements near urban areas due to the rupture of active faults.     

Simulation of Strong Ground Motion During the 1950 Great Assam Earthquake

In this paper, ground motion during the Independence Day earthquake of August 15, 1950 (M_w 8.6, Ben-Menahem et al., 1974) in the northeastern part of India is estimated by seismological approaches. A hybrid simulation technique which combines the low frequency ground motion simulated from an analytical source mechanism model with the stochastically simulated high-frequency components is used for obtaining the acceleration time histories. A series of ground motion simulations are carried out to estimate the peak ground acceleration (PGA) and spectral accelerations at important cities and towns in the epicentral region. One sample PGA distribution in the epicentral region encompassing the epicenter is also obtained. It is found that PGA in the epicentral region has exceeded 1 g during this earthquake. The estimated PGA’s are validated to the extent possible using the MMI values. The simulated acceleration time histories can be used for the assessment of important engineering structures in northeastern India.     

青海门源5.1级地震强震动记录及初步分析

对西北强震动台网中心收集的2013年9月20甘肃肃南与青海门源交界5.1级地震的44组三分向加速度记录进行了处理和初步分析,给出了126条零基线校正后的三分向峰值加速度值。距震中37 km的63 MEY台加速度峰值约为50 gal,可得出该次地震震中烈度约为Ⅴ度,与震后的实际调查结果基本一致;选取了近场典型台站的加速度记录进行分析,绘制出了校正后的加速度时程曲线以及加速度反应谱,反应谱幅度及卓越周期的差别体现了震中距对地震传播和地震在不同场地环境中的影响。     

乌恰5.1级地震强震动加速度记录初步分析

对新疆数字强震台网记录的2010年06月10日乌恰Ms5.1地震10组三分量加速度记录进行处理和初步分析.在分析前对原始加速度记录进行整理,转换数据格式,进行零线校正,计算校正加速度、速度、位移时程谱、傅立叶振幅谱、加速度反应谱.在对本次地震的强震动特性进行分析后发现,较大的加速度峰值沿发震断层分布,集中在靠近断层的狭...     

隐伏和出露地表断层近断层地表运动特征的研究进展

本文介绍了在强震地震学研究方面国内外目前所关注的重要问题：隐伏断层和出露地表断层在地震发生时近断层地表运动特征存在着明显的差异。根据近几十年全球发生的中强地震的地表运动参数的统计分析所得的结果表明,由隐伏断层所造成的近断层地表运动强度（速度、加速度）大于出露地表断层所产生的地表运动强度,虽然发生在出露地表断层的地震往往可造成较大的近断层地表位移,但是当地震矩震级（MW）达到 7.5 级以上的时候,近断层地表加速度和速度在近源区却出现了饱和现象。对该问题的深入研究有着十分重要的科学意义和工程应用价值。本文着重介绍了当前国际上对该问题的研究现状,并且建议在此基础上利用三维有限差分断层动力学模型,模拟断层的动态破裂过程以及近断层地表运动的特征。     

2017年四川九寨沟MS 7.0地震的强地面运动模拟

2017年8月8日发生的九寨沟M_S 7.0地震,是中国近10年来发生的强震之一,造成了大量建筑破坏、人员伤亡和经济损失,强震台网记录到的最大峰值加速度为0.19g。本文采用Wang等(2015)提出的改进有限断层法模拟了这次地震中部分台站的加速度时程。首先,选取合适的震源模型和输入参数,通过对比模拟结果和地震记录,估计这次地震的应力降大约为4.0MPa,与王宏伟等(2017)的分析结果基本一致。与EXSIM(Motazedian等,2005)方法相比,Wang等(2015)的方法得到的结果在频域上与实际地震记录更相符。同时,合成了强震台站以及断层附近网格点的加速度时程,模拟结果的时程和反应谱与实际记录整体上较为符合,震中附近的PGA分布与震中烈度区基本一致,验证了本文结果的有效性。本文合成的地震动可以为该地区的灾后抗震设计提供一定依据。     

活断层上破坏性地震引起近场强地震动的工程预测

我国正在开展大规模的城市地震活断层的探查,一旦发现城市区或城市临近地区存在地震活断层,评价它的地震危险性就会成为地方政府、社会公众所关注的问题.目前有一些基于经验的统计关系,可以结合探查的结果、地震活动性研究的结果,估计活断层上未来破坏性地震的可能最大的震级,从工程防震的角度可以称为最大设防地震MCE.大量震害调查、统计资料表明,人身伤亡和经济损失主要是由建构筑物等工程结构的破坏、倒塌造成的,强烈地震动是工程结构破坏的主要原因,也是地震地表破裂、滑坡、砂土液化等地基失效的外部条件.因此,在MCE的基础上预测强地震动,就成了城市地震活断层地震危险性评价的中心环节,当然,重点是近场的强地震动预测.     

施甸5.9级地震强震观测资料的时-频反应谱分析

通过对施甸5．9级地震在太平等观测点的强震记录进行时一频反应谱计算,给出了三个方向的时一频反应谱图,根据时一频反应谱的特点,结合场地条件,对这些场点的震害情况进行了分析,指出了在结构抗震方面应注意的环节,并对时一频反应谱的应用进行了探讨。