2017年九寨沟M7.0地震强地面运动估计与方向效应研究

基于二维有限单元法使用接触单元模拟断裂带的非连续破裂过程,建立2017-08-08四川九寨沟M7.0地震近场强地面运动估计模型,并对应力降和屈服应力等关键震源参数进行研究。在利用国家强震数据中心提供的实际观测波形开展地震动参数信度检验基础上,给出地震动峰值加速度(PGA)分布,探讨近场强地面运动方向效应特征及其成因机理。结果表明：1)随着震源接触单元屈服应力及应力降参数的增大,水平向PGA整体增大,前者对于强地面运动的影响更为显著;应力降为8.5 MPa、屈服应力为4.0 MPa时,强地面运动模拟结果的相对误差百分比整体小于40%,51JZB等近场强震台相对误差均小于5%。2)九寨沟M7.0地震水平向PGA模拟结果等值线整体呈椭圆状,椭圆长轴与发震断层树正断裂走向具有较好的一致性;震中附近PGA最大值约为720 Gal,且整体随震中距的增大不断衰减;跨龙日坝断裂北段及跨雪山梁子断裂PGA分别突降16.67%及22.72%,这种断裂带的隔震效应或与地震动沿断层面的透射降低有关。     

用人工地震波研究三峡地区地面地震动衰减特征

利用长江三峡工程坝区及外围深部构造的人工地震波记录资料,进行了相对速度幅值、速度反应谱和加速度反应谱衰减特征分析,同时利用历史地震资料经转换方法给出的地震动衰减规律进行对比,反映出由人工地震记录地震动参数衰减特征与由历史资料转换确定的地震动衰减特征是有差异的,在不同地质条件的局部地区,这一差异更为明显。这些结果可为缺乏强震记录的地区的地震动估计提供参考。     

基于强震记录的唐山5.1级地震强地面运动特征及局部场地效应分析

利用京津冀地区214个强震台捕获的2020-07-12唐山市古冶区5.1级地震加速度波形记录,统计分析记录数量随震中距变化的特征,绘制峰值加速度等值线图。将近场6个土层台记录的线弹性反应谱与我国抗震设防反应谱进行比较,采用传统谱比法分析近场局部土层对地震动的放大作用。将观测的谱加速度与国内常用的几种地震动预测模型进行对比,计算其归一化残差,研究中、远场局部场地条件对地震动幅度和主要作用周期的影响,给出各周期谱加速度的空间展布,并结合场地环境分析中场地震动被显著放大的原因。     

基于自适应神经模糊推理的竖向地震动参数预测模型

为解决当前竖向地震动参数估计不确定性较大的问题,提出基于随机自适应神经模糊推理的竖向地震动预测模型。首先,以太平洋地震工程研究中心的PEER NGA强震数据库为基础,将地震震级、断层距及场地平均剪切波波速3个参数作为输入,将竖向地震动峰值加速度PGA及峰值速度PGV作为估计目标,建立训练数据集及测试数据集;其次,根据地震动参数预测方程,利用随机自适应神经模糊推理技术构建竖向地震动参数ANFIS预测模型,并给出全面的结果分析及信度检验。结果表明,ANFIS模型的竖向地震动衰减结果呈现出近场大震饱和效应、场地放大效应及软土减震效应;ANFIS竖向地震动模型平均绝对百分比误差MAPE约为0.15,与Campbell-Bozorgnia地震动衰减关系相比,PGA与PGV预测的准确率分别提升约77.4%和62.7%,具有较好的可信度。     

2022年四川泸定MS6.8地震近场强震动模拟

基于随机有限断层模拟方法,选取2022年四川泸定地震近场100 km范围内9个触发强震台站进行强震动模拟。根据实测与模拟残差最小原则,确定此次强震动模拟的合理输入参数,并在此基础上获取地震峰值加速度的空间分布特征。研究结果表明,除JLT台外,大部分台站在0.05～1 s周期段的峰值加速度PGA及反应谱PSA的模拟结果与实际观测结果较为吻合,较好地预测了地震动。基于模拟结果给出的泸定地震烈度图与发布的仪器烈度图较为一致,等震线长轴呈NW-SE向。     

台湾集集地震近断层地震动工程特性与时频特征分析

为研究近断层不同区域地震动工程特性与时频特征,考虑近断层地震动方向性效应、滑冲效应、上盘效应等特性与断层类型的关系,基于PEER强震数据库,选取台湾集集（Chi-Chi）地震作为研究对象,依据断层破裂带与地震动观测台站的相对位置关系,将其近断层地震动划分为破裂前方区域（RFR）、断层上盘区域（HWR）、断层下盘区域（FWR）及破裂后方区域(RBR)4类,对比分析近断层不同空间地震动的三要素特性,并利用希尔伯特-黄变换（HHT）进一步分析其能量在时频分布上的差异。结果表明：1）近断层不同区域地震动PGA、PGV、PGD及PGV/PGA具有显著差异,给结构地震响应带来极大影响;2）RFR区域地震动呈显著的长周期效应,RBR区域地震动具有高频大幅值特点,HWR区域和FWR区域地震动同时具有高频大幅值特点和显著长周期效应;3）在时频域内,RFR、HWR、FWR、RBR区域地震动能量高值都主要集中在0~5.2 Hz的中低频段,其中HWR区域的地震动最大瞬时能量最大,RFR区域的地震动最大瞬时能量最小。     

四川珙县下软上硬山岭地貌斜坡地震动响应特征

强震中下软上硬坡体同震崩塌发育, 为了揭示这类坡体地震动的响应特征, 在珙县五同村安置了强震监测仪, 对斜坡表面和不同岩性的地震动响应进行监测, 并记录到不同方位、不同震中距的2次地震。研究表明: ①地震动响应规律有极强的方向性和距离性。2次地震相距监测站台的方向和距离不同, 使Ms 4.0级地震的峰值加速度和阿里亚斯强度反而比Ms 3.2级地震小。②0~30 Hz的地震波在低地山岭的高陡临空面附近有放大效应。1#监测点的主频小于3#与5#监测点, 3#监测点的主频最高。5#点的幅值范围为0.018~0.055 m/s-2, 3#点幅值范围为0.036~0.087 m/s-2, 3#点相较于5#点, 其三向最高幅值同比放大了1.58~2.0倍。③泥质砂岩的主频为4.8~8.4 Hz, 灰岩的主频为5.5~21.4 Hz, 不同的岩层共振频率不同, 灰岩对地震波的选频放大效应强于泥质砂岩。④地震波在不同高程的山岭斜坡部位具有选择放大作用, 在一定范围内高程越大地形放大效应越明显。      

九寨沟MS7.0地震强地震动模拟及参数敏感性分析

对2017年九寨沟M_S7.0地震进行强地面运动模拟,应用复合震源模型建立特定圆形子震分布的断层破裂运动学模型,对地震矩、应力降、破裂速度、子断层尺寸和震源深度等参数进行敏感性分析,得到一组合理的震源参数,然后基于复合震源模型计算得到该地区地震动,最后与观测的峰值加速度(PGA)、反应谱和PGA的空间分布特征进行对比。结果表明,该模型整体上可以再现各台站地震动强度特征,验证了复合震源模型计算强地面运动的有效性,同时敏感性规律也为复合震源模型计算缺乏强震记录区域的地震动参数的变化区间提供了依据。     

基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05～1.00 s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00～6.00 s中长周期成分具有显著影响。     

兴文MS5.1地震震裂斜坡地震动响应特征

通过对宜宾珙县震裂斜坡上的3台地震动监测仪器记录到的2022-04-06宜宾兴文M_S5.1地震地震波传播数据进行滤波和基线校正,分析时程曲线、傅里叶频谱和加速度反应谱。结果表明：1)本次地震持时短、幅度小,2^#和3^#监测点S波持时较1^#监测点长2～5 s; 2)傅里叶频谱显示,水平方向低频衰减、中高频放大、频带变宽,垂直方向变化不明显;3)以1^#监测点为参考,2^#和3^#监测点峰值加速度(PGA)放大系数为1.17～3.05,阿里亚斯强度(AI)放大系数在EW和UD向为4.43～7.59,3^#监测点NS向可达18.86;4)对比分析芦山仁家村(非震裂斜坡)监测剖面,认为珙县震裂斜坡存在放大效应。     

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强震山区低山斜坡地震动响应特征分析

2019-06-17四川省宜宾市长宁县6.0级地震后,双河镇布设了多个地震监测仪器,以获取不同场地条件下的地震动相关参数.研究结果表明:1)在同一介质下,60 m高程对地震动的峰值加速度放大可达1～3倍,阿里亚斯强度放大可达2～5倍,同时微地貌的不同可使放大效应具有一定的方向优势;2)在同一高程不同介质条件下,相较于砂...     

用随机有限断层方法模拟2016-11-13新西兰Mw7.8地震

在未来大地震发震构造已知的前提下,提出用经验公式确定大地震断层长度、宽度、地震矩和滑动分布等参数,并用随机有限断层方法预测未来大地震。用随机有限断层方法模拟2016-11-13新西兰M_W7.8地震的12个基岩台站地震动时程和反应谱,并用模拟的频谱幅值与记录频谱幅值平均比值确定模拟误差。结果表明,在周期为0~10 s的范围内,模拟误差在0.92~1.08之间,不同频率模拟误差的标准差变化范围不超过1。95%的置信区间宽度随频率无明显变化,模拟结果反映了地震动记录的平均效果。用准随机方法重新获取新西兰大地震断层初始破裂点和位错滑动分布,模拟地震动并计算模拟误差随频率的变化,得到与最初模型相似的结论,从而进一步证实了本文提出的获取震源参数并用随机有限断层方法预测未来大地震的可靠性,且其特别适用于大地震远场模拟。     

2019-12-26湖北应城MS4.9地震序列及发震构造讨论

从地震学和地质学的角度探讨2019-12-26应城MS4.9地震的发震构造。采用HYPO2000方法对地震序列进行重新定位,结果表明,余震主要分布在皂市断裂与长江埠断裂之间,总体呈NW向展布,与野外调查Ⅵ度烈度等震线长轴方向基本一致。采用kiwi波形拟合反演方法求解震源机制解,结果显示,主震破裂表现为走滑兼逆冲特征。节面Ⅰ走向NE,与震中以西的潜北断裂走向一致,但距离较远,且与该断裂的产状和受力方式不一致。节面Ⅱ走向NW,与皂市断裂和长江埠断裂相近。分析2条断裂的受力方式认为,在江汉盆地现今NWW向主挤压应力的控制下,皂市断裂与长江埠断裂均具有左旋走滑特征。由于2条断裂走向存在差异,在两者之间产生逆时针错转滑动,使得主震发震面走向处于2条断裂夹角中间方向;同时倾向也与实际断面存在差异,余震分布偏向主震东侧。综合分析认为,皂市断裂与长江埠断裂的构造活动共同引发本次应城地震序列。     

Calculation of landslide occurrence probability in Taiwan region under different ground motion conditions

In this study, Bayesian probability method and machine learning model are used to study the real occurrence probability of earthquake-induced landslide risk in Taiwan region. The analyses were based on the 1999 Taiwan Chi-Chi Earthquake, the largest earthquake in the history in this Region in a hundred years, thus can provide better control on the prediction accuracy of the model. This seismic event has detailed and complete seismic landslide inventories identified by polygons, including 9272 seismic landslide records. Taking into account the real earthquake landslide occurrence area, the difference in landslide area and the non-sliding/sliding sample ratios and other factors, a total of 13,656,000 model training samples were selected. We also considered other seismic landslide influencing factors, including elevation, slope, aspect, topographic wetness index, lithology, distance to fault, peak ground acceleration and rainfall. Bayesian probability method and machine learning model were combined to establish the multi-factor influence of earthquake landslide occurrence model. The model is then applied to the whole Taiwan region using different ground motion peak accelerations(from 0.1 g to 1.0 g with 0.1 g intervals) as a triggering factor to complete the real probability of earthquake landslide map in Taiwan under different peak ground accelerations, and the functional relationship between different Peak Ground Acceleration and their predicted area is obtained.     

2017-08-09新疆精河Ms6.6地震附近区域相对应变的变化分析

2017年精河M_S6.6地震震前,尼勒克、巴伦台和小泉沟台钻孔应变仪记录到显著的应变变化,经现场落实确认,异常是可靠的。根据这3个台的记录资料计算相对应变的变化,结果表明,地震前最大（小）主应变大小和方向分别出现明显加速和急剧偏转变化。此外还发现,相对应变场异常期间主方向与震源机制解P轴方位较为一致。     

日本M9.0地震后云南测震数据中

2011-03-11日本M9.0地震后引发的地球自由振荡在测震和地倾斜观测数据中同时出现。其中,测震记录中出现大量低频长周期信号,这些信号的频率在地震计的通频带之外,难以用常规的地震计理论来解释。为判断该信号是地面倾斜还是地面平动,将该长周期信号分别假设为平动及倾斜信号,基于观测系统模型对整个观测过程进行仿真。结果表明, 日本9.0级地震后,洱源台测震数据中周期约为390 s（6.5 min）的通带外信号主要来源于地震计对地面倾斜的响应而非平动。