2018年2月12日河北永清4.3级地震强震动记录分析

2018年2月12日河北省廊坊市永清县发生4.3级地震,震中位于廊固凹陷内的河西务断裂附近,国家强震动台网中心获取74组强震动记录,本文对触发台站进行场地分类,结果显示大部分为Ⅰ类场地(51.35%),其次为Ⅱ类场地(35.14%)和Ⅲ类场地(13.51%)。根据5个典型台站加速度时程记录及反应谱分析本次地震强震动特征,并对各台站峰值加速度反应谱与方位角和震中距的关系进行分析。采用克里格插值方法绘制地震仪器烈度分布图,由于台站分布不均,导致极震区附近烈度影响场计算缺值现象,本文通过拟合本次地震强震动记录得到该地区地震动衰减关系,在空白区域建立空间随机假设台站进行补点插值,解决了计算缺值问题,为缺少台站记录的震区提供准确快速制作烈度分布图的思路,为震害调查和地震应急救援提供重要依据。     

基于合成地震动的震区烈度划分

破坏性地震发生后,迅速提供烈度分布情况对救灾工作非常重要.2001年云南永胜地区发生Ms6.0地震,布没在永胜期纳台的强震动仪记录到了这次地震.利用随机有限断层法对期纳台的强震动进行了合成,经与实际记录对比认为,合成的地震动较好地反映了真实地震动的主要特征.进一步对震区内169个虚拟观测场点的地震动进行合成,然后利用模糊评定方法由合成地震动计算了震区各虚拟观测场点的仪器烈度,并对震区仪器烈度进行了划分.经与震区烈度实际调查结果对比,认为利用合成地震动划分震区仪器烈度是可行的.     

Housner谱烈度的一种快速近似算法

Housner谱烈度及修正谱烈度作为基于加速度记录时程直接得到的地震动强度参数,与建筑结构破坏及地震宏观烈度存在较高的相关性,是可靠的地震仪器烈度物理参数指标。然而,相对于地面加速度峰值、地面速度峰值等地震动峰值参数,三分量加速度记录对应的谱烈度计算过程较为复杂,耗时相对较长,影响了利用谱烈度确定地震仪器烈度的时效性。基于对强震动加速度记录的统计分析,本文提出了谱烈度的快速近似算法,仅计算4个方向上的谱烈度值,采用其中3点作圆即可获得水平面内谱烈度迹线的近似最大值,使计算速度提高了45倍,且保持了谱烈度作为地震仪器烈度物理指标的精度。利用在汶川M_S 8.0地震等386次M_S > 3.0地震中获取的2701组强震动加速度记录,经可靠性检验,结果表明所提出的Housner谱烈度快速近似算法的计算误差在±4.5%以内,可以同时满足地震仪器烈度速报的可靠性和时效性需求。     

基于假设检验的地震动强度(烈度)速报方法

地震发生后数分钟内,快速、可靠地判别出地震动强度(烈度)的空间分布,用以估计不同地区的受灾程度,可以为政府开展应急救援并合理分配救援力量提供决策依据,保证救援人员及时、准确地到达极震区并展开搜救,以减少生命财产损失。本文基于统计学中的假设检验方法,对历史震害资料进行统计,提出了一种利用强地震动参数判别地震动强度(烈度)的方法。比较结果表明,本方法所确定的地震动强度(烈度)与实际震害烈度对应较好,能较真实地反映实际震害情况。     

几种烈度算法在实际震例中的对比研究

用仪器对地震烈度进行快速评估,可以在震后短时间内提供震区的灾害分布图,为震后的应急救援及灾害快速评估提供有力支持。本文研究了国内外4种常用的地震烈度评估法,结合辽宁灯塔5.1级地震获取的强震记录,对用这4种烈度算法计算的结果进行了对比。结果表明,中国仪器烈度暂行规定算法精度最高。     

基于强震动记录的地震生命损失快速评估方法

随着我国强震动观测数据数量和质量的大幅提高, 破坏性地震发生后所观测到的强震动记录也在试验性地转化为仪器烈度数据． 本文将强震动记录引入应急性的生命损失快速评估, 借助已有的地震应急灾害损失快速评估模型的表达方法, 提出了一种将仪器烈度概率密度函数和生命损失函数相结合的地震人员伤亡快速评估方法． 通过确定仪器烈度的概率密度, 并结合四川地区已有房屋建筑易损性研究成果, 建立了考虑建筑地震易损性并与烈度相关的地震生命损失快速评估函数, 并利用汶川地震的强震动记录对本文提出的生命损失快速评估方法进行评估计算. 结果表明, 该方法的计算结果与实际震害损失结果颇为一致, 说明了该方法的可行性, 因而能够及时为地震应急救援提供可靠信息．      

基于衰减关系的城镇烈度发生概率快速估计

震后快速产出的震动烈度分布是地震应急救援非常有效的依据, 通常由烈度与地震动参数的经验关系给出. 有台站的场点, 地震动参数可以直接由台站数据给出确定性的结果; 而无台站的场点, 地震动参数只能由衰减关系给出估计值. 目前我国台站覆盖有限, 且难于实时获取, 快速生成的地震动参数主要依赖于地震动衰减关系, 再依据烈度与地震动参数的经验关系, 输出确定性的震动烈度分布. 由于衰减关系本身存在着不确定性, 将其估计值用于生成确定性的震动烈度分布是不准确的. 而且实践证明, 震动烈度与实际调查烈度存在差异. 鉴于此, 从衰减关系模型中的ε出发, 提出了场点(城镇)遭遇不同烈度的概率计算方法: 利用衰减关系的估计值与衰减关系的标准差, 构造峰值加速度(PGA)变化的对数正态分布, 然后以烈度分档对应的PGA范围, 计算震区各城镇遭遇不同烈度的概率及各城镇抗震设防烈度被超越的概率. 具体以1966年3月8日河北邢台M_S6.8地震为例, 说明了此方法的可行性, 认为以概率形式给出城镇可能遭遇的烈度在表述上更为合理, 并建议将场点(城镇)遭遇烈度的概率表达方法用于震害快速评估.      

江苏高邮—宝应MS4.9地震强震动观测与记录分析

2012年7月20日江苏高邮—宝应交界处发生MS4.9地震,对江苏省数字强震动台网43个台站获取的强震记录进行初步分析得出,地震的最大水平向加速度为33.76 cm/s2,并计算地震的仪器烈度,得出烈度分布等值线图,与地震现场实际调查的烈度分布情况基本一致。     

江苏高邮—宝应MS4.9地震强震动观测与记录分析

2012年7月20日江苏高邮—宝应交界处发生MS4.9地震,对江苏省数字强震动台网43个台站获取的强震记录进行初步分析得出,地震的最大水平向加速度为33.76 cm/s2,并计算地震的仪器烈度,得出烈度分布等值线图,与地震现场实际调查的烈度分布情况基本一致。     

2013年四川芦山Ms7.0地震仪器烈度与调查烈度对比分析

基于2013年四川芦山M_S7.0地震宏观调查点、调查烈度和强震仪记录数据,采用四川省地震局强震动监测技术组计算得到的各台仪器烈度值,绘制了芦山M_S7.0地震宏观调查点与调查烈度等震线和仪器烈度等值线分布图,分析了芦山M_S7.0地震的仪器烈度与调查烈度的对应关系。结果表明:仪器烈度与调查烈度有较好的对应关系,仪器烈度Ⅵ度点在调查烈度Ⅵ度以上区域总体占比为88.24%,仪器烈度Ⅶ度点在调查烈度Ⅶ度以上区域内总体占比为81.82%;仪器烈度的等值线高值范围可较好展示出地震灾害的程度;仪器烈度区的空间分布特征可表征芦山M_S7.0的发震断裂的控制作用,仪器烈度的等值线区总体呈现沿龙门山断裂带方向相对于垂直方向衰减慢;仪器烈度的等值线区发震断裂上盘影响范围相对发震断裂下盘影响范围大;仪器烈度分布与调查烈度分布既有对应关系又存在差异,这在震后短时间内灾区的震灾信息尚不清楚的情况下,能够快速对可能的震害涉及范围、人员伤亡分布、经济损失和生命线工程等损失作出预估,仪器烈度分布可以为应急救援决策、救灾方案制定和救灾力量...     

Comparison of Computational Methods for Instrumental Intensities Using the MS7.0 Jiuzhaigou Earthquake Data

After the occurrence of an earthquake, strong motion observation networks can record ground motion at distributed observation stations. Based on the ground motion parameters from these records, the spatial distribution of seismic intensity can be quickly determined, and the degree of damage in different areas can be estimated. This information provides the technical basis for the emergency response, so as to ensure that rescue teams can reach extreme earthquake areas and carry out the search and rescue operation in an accurate and timely manner to reduce casualties and property loss. In this paper, we introduced 7 intensity algorithms and compared the results with the records of the Jiuzhaigou M_S7.0 earthquake. We found that the differences between the instrumental intensities calculated by each method and the macro intensities were within a 1-degree range, which suggested good practicality of these different methods. The results calculated by the industrial standards-based calculation method and the integrated test showed good consistency.     

2013年甘肃岷县—漳县6.6级地震仪器烈度与宏观调查烈度比较分析

对西北强震动台网中心收集的2013年7月22日甘肃岷县-漳县M_S6.6地震117组三分向加速度记录进行处理和初步分析,计算出相应的仪器烈度值。将该值与岷县漳县地震烈度图（中国地震局,2013）中的烈度区值进行对比,偏差在1度以内的占台站总数的81.8%。将地震仪器烈度与强震台站周边5 km内调查点烈度对比分析,完全吻合的台站占50%,略低于芦山地震58.6%。灾害调查分析认为岷县-漳县地震灾区建筑以土木结构和木结构为主,在相同烈度情况下,破坏比例大于其他地区。因此,虽然仪器烈度与震后宏观调查烈度不能达到完全吻合,但前者在一定程度上反映了震害情况,可快速为应急救援决策提供依据。另外,震后宏观烈度资料是一定区域范围内的平均或延伸,而强震数据只是个别点上的数据,不能忽略两者之间的差异性。     

基于随机振动模型的强地面运动数值模拟及其在广西灵山M6(3/4)地震中的应用

1936年4月1日广西灵山县平山镇东南罗阳山附近发生M6(3/4)地震,该地震是华南大陆自有地震记载以来发生的最大地震。本研究收集整理了灵山M6(3/4)地震的地质资料、活动断层探测最新成果等,选取适当的研究区域,利用随机振动有限断层模型计算区域内网格点的峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV)等参数,并且加入浅层横波速度结构V_s³⁰对地震动参数的影响,最终得到此次地震的地震动分布并分析了地震动特征。本研究将模拟结果与野外调查烈度数据和地震动衰减关系进行对比,结果显示模拟结果与调查烈度值和衰减关系在整体衰减特征、极震区的分布等方面均符合较好,模拟结果可为该地区未来地震危害性评估提供依据。本研究所使用的方法流程亦可应用于本地区地震烈度速报,为震后应急救援及决策指挥提供帮助。     

2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震强震记录及特征分析

2017年8月8日四川九寨沟县发生7.0级地震,中国数字强震动台网布设在四川、甘肃、陕西、宁夏的66个强震台获得主震加速度记录。本文首先对198条三分向强震记录进行常规处理,计算出近场强震记录的加速度峰值随震中距的分布情况;再根据2个典型台站的加速度时程记录,通过计算其加速度反应谱并与设计反应谱比较,分析本次地震的基本特征;然后将实际观测数据与意大利新一代地震动衰减公式对比,分析峰值加速度（PGA）及谱加速度的衰减关系;最后结合已有的工程场地钻探资料,采用H/V谱比法对2个不同类别的典型台站进行地场地效应分析,发现该方法能很好地反映实际台站场地的反应特征。     

2017年6月3日内蒙古阿拉善左旗5.0级地震强震记录及特征分析

2017年6月3日内蒙古阿拉善左旗发生5.0级地震,位于甘肃天祝-古浪一带的"西部烈度衰减台阵"得到充分触发,甘肃强震动台网的50台强震仪获得了主震加速度记录。本文首先对150条强震动记录进行常规处理,计算出近场强震动记录的加速度峰值随震中距的分布情况;根据4个典型台站的加速度时程记录及其加速度反应谱,分析本次地震的基本特征;然后将实际观测数据与意大利新一代地震动衰减公式对比,分析峰值加速度（PGA）及谱加速度衰减关系;最后结合已有的工程场地地质资料,采用H/V谱比法对4个不同类别的典型台站进行分析,发现该方法能很好地反映实际台站场地的反应特征。     

青海玛多7.4级地震烈度快速评估

利用青海地震烈度衰减模型和基于断层最短距离的地震动参数衰减模型对青海玛多7.4级地震的烈度分布进行快速评估,将评估结果与实际烈度图对比分析。研究结果表明:两种模型可以在地震正式速报后1分钟内得到地震烈度分布的快速评估结果,时效性强,可以在最短的时间内为应急指挥和救援工作提供参考;青海地震烈度衰减模型计算结果比较理想化,在大致范围上有一定的参考性,但在重灾区范围上与此次实际结果存在偏差;基于断层最短距离的地震动参数衰减模型的PGV-v_(S30)计算结果较青海地震烈度衰减模型更为精细,在高烈度区的评估中具有较好的实际应用价值;相较于冉洪流等研究的地表破裂与震级的经验关系,Wells等研究的经验关系在本次地震中的适用性更好。文章研究结果在此次实际地震应急响应中进行了应用,为政府应急指挥决策和应急救援提供了重要数据支撑。     

2021年青海玛多7.4级地震强震动记录及特征分析

2021年5月22日,青海省果洛州玛多县发生7.4级地震,中国强震动观测网络在主震中捕获16组强震动数据。对48条三分向加速度记录进行基线校正、滤波等常规处理,计算相应的地震动参数,发现位于断层破裂前向位置的63DAW台NS向记录的地震动速度波形具有长周期分量丰富的特征。分析6个典型台站的单自由度加速度反应谱,并与我国建筑抗震设计谱比较,分析此次地震的频谱特性。将实际观测到的PGA、PGV和S_a(T=0.1 s、T=1.0 s、T=2.0 s、T=5.0 s)与国内广泛使用的几种地震动预测模型对比,研究此次地震的影响场。通过分析S_a-S_d曲线,探讨此次地震靠近断层区域地面运动大位移与桥梁落梁震害间可能存在的关系。     

云南漾濞6.4级地震强地面运动三要素基本特征分析

2021年5月21日云南漾濞发生6.4级地震,中国数字化强震动观测网络在主震中捕获28组加速度数据。对84条三分向加速度记录进行常规处理,计算出对应的地震动参数,并绘制震中附近水平向PGA和PGV等值线图,结果显示其走向和形态与震后烈度调查结果相近。将实际观测的相对持时进行曲线回归,求得相关系数,并据此计算出T_d(5%～95%)持时对应的震源持续时间在10.22～13.06 s间,与震源破裂过程反演结果基本一致。再通过分析近场6个台站记录的加速度反应谱,并与抗震设计谱比较,总结此次地震的频谱特性,为该区域抗震设防提供参考依据。     

基于ShakeMap_CNST的2017年精河6.6级地震灾害快速评估

基于考虑区域地震动衰减关系、场地效应及震中破裂等多因素的烈度快速评估模型,结合震害预测方法,研发了一套震害预测系统,并以2017年8月9日精河M_S6.6地震的震害预测为例,将对其的预测结果与当前主流系统进行对比。结果表明,采用ShakeMap_CNST系统能对地震的影响范围和烈度进行更为准确的估计,在人员伤亡、受灾人口估计、紧急安置人数及经济损失评估等方面,相对于其他系统,本系统的结果与现场调查的结果更为接近。     

Estimating the size of an earthquake using short-period seismograms of the first three seconds: A simulated experiment using the 1999 Chi-Chi earthquake sequence

Most of the present earthquake early warning systems are based on broadband or strong motion recordings. How-ever, the short-period instruments are still deployed. It is well-known that short-period recordings have saturation problems for large earthquakes when estimating the size of an earthquake. Thus, it is necessary to make clear the magnitude at which saturation starts to occur for the commonly used τc and Pd measurements, respectively. To investigate the possibility of using short-period seismic recordings for earthquake early warning, we conducted a simulated experiment using the strong motion data of the 1999 Chi-Chi earthquake sequence including its main shock and 31 aftershocks, with magnitude span from 4 to 7.6. The strong motion acceleration recordings were convolved with the instrument response of short-period seismographs in northern China to simulate short-period seismograms. Parameters τc and Pd from the first-three-second seismograms were calculated for the simulated short-period recordings and compared with that obtained by the original strong ground motion recordings. The result showed that to some extent, short-period recordings can be used for threshold earthquake early warning, while the magnitude saturation of Pd estimation can be up to 6.5, better than τc estimation.