2014年2月12日新疆于田地震强地面运动初步模拟及烈度预测

2014年2月12日新疆自治区于田县发生了MS7.3级地震.在已知的三维介质模型、地形数据基础上,利用震源运动学初步反演模型（张勇等,2014）,作者采用曲线坐标网格三维曲线有限差分方法模拟了于田地震波场传播过程,并计算了模拟区域地震烈度分布.结果表明：地震最大烈度为7度,距离震中最近的于田县城烈度约为5度,断层西北侧地面震动略强于断层东南侧.另外模拟结果还显示地震动在山脊处具有较大的幅度.该地震本身主要能量释放区域在中地壳,主要滑动未及地表,因此对地表造成的破坏有限,这与目前尚无人员伤亡报告的情况相符合.     

2022年1月8日青海门源MS6.9地震强地面运动模拟及烈度分布估计

2022年1月8日青海省海北藏族自治州门源回族自治县发生M_S6.9地震。门源地震序列的重定位结果认为门源地区还存在一定的应力积累,未来该地区具有发生强震的可能。本文结合震源区地形数据、三维速度结构,根据门源地震震源破裂过程的初步结果,采用曲线网格有限差分方法模拟了门源地震的波场传播过程,得到烈度分布。结果表明:沿平行断层走向方向的地震动衰减明显小于垂直断层走向方向;门源地震的最大烈度为Ⅷ度,位于震源破裂起始点附近区域,理论烈度与野外调查的地震烈度分布基本一致;受强地面运动方向性效应和起伏地表的影响,地震灾害主要沿发震断层的WNW方向和ESE方向集中分布。      

2015年4月25日尼泊尔地震波场传播及烈度初步模拟分析

2015年4月25日尼泊尔发生Mw7.9地震.本文采用三维曲线坐标网格有限差分方法,依据USGS给出的震源运动学反演结果和震源区域地形数据,模拟了尼泊尔地震波场传播过程,得到震源区域烈度分布模拟结果,与实际观测的地表峰值速度(PGV)大体吻合.结果表明:地震烈度的空间分布整体上受控于震源的单边破裂特征,高烈度区域主要分布在破裂传播方向上,即震源东半部.震源南侧到东南侧近场,由于受到震源和地形的双重影响,形成最大烈度分布区域,最大烈度约为IX.南侧平原受低速沉积层影响形成高烈度区域.震源西侧及盆地内烈度相对较低.     

1975年海城MS7.3地震强地面运动模拟

地震强地面运动预测对工程的抗震设计,地震危害性分析以及减轻特定地区可能发生的大地震所造成的灾害具有重要的作用.本文根据辽宁省海城地区的地质资料和发生于1975年2月4日辽宁省海城市的M_S7.3地震资料,分别构造了海城地区的地下速度结构和海城地震的震源模型,并且使用可以准确描述地形起伏的曲线网格有限差分方法计算了海城地震的波场传播过程.通过对计算得到的波场快照、合成理论地震图以及地震烈度的分析表明：（1）震源模型、地下的速度结构和地形起伏对海城地震的波场传播模拟具有重要的影响,它们所产生的近断层效应、方向性效应和盆地效应明显;（2）通过计算得到的海城地震的理论烈度分布与通过震后调查得到的烈度分布大体符合,验证了本文所构造的震源模型和速度结构的合理性.

     

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。     

2014年8月3日云南鲁甸M 6.5级地震概况

2014年8月3日云南省鲁甸县龙头山镇发生了M 6.5级地震.此次地震为云南省14年来最大地震,已造成重大人员伤亡.地震位于北北西向包谷垴-小河断裂带与北东向西鱼河-昭通断裂带的交汇部位.综合余震空间展布的长轴方向和震源机制两个节面解,判定北北西向包谷垴-小河断裂为其发震构造,断层走向165°,倾角65°,滑动角12°,以左旋走滑为主.此次地震序列余震较为丰富,已发生1450多次,其中最大余震为M 4.2级地震.余震区呈不规则T字形,长轴约37 km,短轴约20 km.根据余震空间分布、序列随时间衰减h值和M≥3.0级余震震源机制解变化情况,初步判定该地震序列属主余型.此次地震发生在我国多年来持续圈定的川滇交界地震重点危险区,也是2014年度全国重点监视防御区.但地震并没有发生在全新世以来的活动断裂带上,而发生在一条规模较小、出露并不连续的晚更新世以前活动的次级断裂带上,很大程度上突破了强震与活动断裂的关系理论.文章最后还讨论了云南地区今后的震情形势.     

2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震序列破裂过程研究

本文利用主地震相对定位法,对2014年鲁甸MS6.5地震序列中的8月3日—9月30日地震进行了重新定位,借助于时空图像分析方法,对本次地震破裂过程进行了分析,得到如下结果:(1)2014年鲁甸MS6.5地震主要沿NW向破裂,存在沿NE向破裂的成分,但是NE向破裂并不明显;(2)地震破裂时,主要从主震震中处往ES方向传播,破裂带长度大约为10km,破裂面近乎直立;(3)余震活动主要集中于主震上方区域,震源深度大于主震的余震稀少.根据上述结果,结合当地的地震构造情况和本次地震的震源机制解,分析表明,本次地震的破裂面为NW向,其发震断层为包谷垴—小河断裂的可能性很大.     

2014年云南鲁甸M_S6.5地震异常及预测

通过分析2014年云南鲁甸MS6.5地震前震情跟踪过程中的显著异常,认为云南境内M≥6.5地震的长时间平静、M≥6地震的丛集活动以及M≥3地震月频次高值是震前云南地区地震活动异常的显著特征;滇东北地区M≥5地震活动的韵律特征、2008年后3、4级地震活动显著增强以及2014年以来滇东北地区的高水位异常是判定滇东北地区存在M≥6地震的主要依据。在多个地震同时孕育的过程中,对判定哪个危险区先发震是困难的,但每次地震都有新的前兆异常出现,为成组地震连发过程中,新地震的识别提供了依据。云南地区3级地震月频次异常和前兆突变异常增多是鲁甸MS6.5地震短期阶段最显著的异常特征。     

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(11 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MS8.0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plusmn;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．      

Preliminary results of strong ground motion simulation for the Lushan earthquake of 20 April 2013, China

The earthquake occurred in Lushan County on 20 April, 2013 caused heavy casualty and economic loss. In order to understand how the seismic energy propagates during this earthquake and how it causes the seismic haz- ard, we simulated the strong ground motions from a rep- resentative kinematic source model by Zhang et al. （Chin J Geophys 56（4）：1408-1411, 2013） for this earthquake. To include the topographic effects, we used the curved grids finite difference method by Zhang and Chen （Geophys J Int 167（1）：337-353, 2006）, Zhang et al. （Geophys J Int 190（1）：358-378, 2012） to implement the simulations. Our results indicated that the majority of seismic energy con- centrated in the epicentral area and the vicinal Sichuan Basin, causing the XI and VII degree intensity. Due to the strong topographic effects of the mountain, the seismic intensity in the border area across the northeastern of Boxing County to the Lushan County also reached IX degree. Moreover, the strong influence of topography caused the amplifications of ground shaking at the moun- tain ridge, which is easy to cause landslides. These results are quite similar to those observed in the Wenchuan earthquake of 2008 occurred also in a strong topographic mountain area.     

2014年云南鲁甸M_W6.1地震:一次共轭破裂地震

烈度与余震分布显示2014年云南鲁甸MW6.1(MS6.5)地震的发震构造较复杂.为深入了解鲁甸地震的发震断层与破裂特征,本文考虑了单一断层破裂和共轭断层破裂的情况,对震中距250km范围内的近震资料(宽频带资料和强震资料)和远震体波资料进行了反演,得到了鲁甸地震的破裂过程,探讨了滑动分布与余震分布之间的关系.根据反演得到的滑动分布、震源时间函数和波形拟合,认为鲁甸地震是一次在北西向主压应力与北东向主张应力的统一应力场下发生的两条共轭断层先后破裂的一次复杂地震事件.在破裂开始后0~2s,破裂主要发生在ENE—WSW向(近东西向)的断层上,随后NNW—SSE向(近南北向)断层开始破裂,释放了大部分的地震矩.由于近南北向断层南段(即震中以南)的破裂规模较大,且以左旋走滑为主,对近东西向断层的西段起到了一定程度的解锁作用,可能是震中以西无明显主震破裂但存在密集余震分布的主要原因.     

北京地区高风险断裂及其强地面运动模拟

北京地区历史上发生多次破坏性地震.在未来50年超越概率10%的中国地震烈度区划中,北京地区烈度为Ⅷ度.北京邻区强震对北京地震烈度的影响已经有一些研究.然而,如果北京地区的断裂发生强震,其地震烈度将有多大？又是如何分布？这是防震减灾所关注的问题.北京活断层研究表明,黄庄—高丽营等断裂具有第四纪分段活动特征.本文首先用有限元方法对北京地区活动地震断裂地震安全度进行评估,确定了黄庄—高丽营断裂（北段）是其中地震安全度相对最低的断裂;然后在此断裂上设定一个M_S7.2的情景地震,使用可以考虑真实起伏地形影响的任意曲线网格有限差分方法模拟了这个设定地震在北京地区引起的强地面运动特征和烈度分布细节.强地面运动模拟结果表明,峰值速度PGV>0.7 m·s^-1的区域集中在沿断裂东侧的8~9 km宽的条带内,最大值达1 m·s^-1;烈度分布显示断裂周围20 km内大都超过Ⅷ度.本文结果可为防震减灾提供参考依据.

     

Comparison of strong-motion records and damage implications between the 2014 Yunnan M_S6.5 Ludian earthquake and M_S6.6 Jinggu earthquake

Serial destructive earthquakes have caused heavy casualties and economic losses to the city in southwestern of China. The Ludian M_s 6.5 earthquake and the Jinggu M_s6.6 earthquake occurred in Yunnan province in 2014. There is a question of why the two events with almost the same level of magnitude caused differences in earthquake damage. To understand the uniqueness of the phenomenon,this paper focuses on the characteristics of the ground motions and post-earthquake field investigation for the two events.Firstly, we present an overview of the residuals between the Ludian earthquake and the Jinggu earthquake based on the YW06 Ground Motion Prediction Equation(GMPE), and explain the unusual destructiveness of the strong ground motion. Then we analyze the ground motion recordings at selected typical station, based on the strong motion parameters: equivalent predominant frequency and Arias intensity. The result exhibits a good agreement with the Chinese seismic intensity scale. This study would be helpful to gain a better knowledge of the characteristics and variability of ground motions for M_S6 class earthquakes in China and to understand the implications to future earthquakes with similar focal mechanism and local condition.     

鲁甸地震强震动记录与地震动衰减模型的对比研究

利用2014年鲁甸M_S6.5地震断层距小于300 km的32个自由场地观测台站的地震动加速度记录,分析了地震动峰值加速度(PGA)和峰值速度(PGV)的空间分布特征,并对已有地震动衰减模型中的NGA-West2四个模型和1个中国川藏区模型进行了比较分析.研究表明,地震动PGA和PGV衰减最快的方向与断层主破裂方向一致.在整个断层距(R_rup)范围内大多数台站的地震动PGA、PGV和加速度反应谱值(Sa(T=0.1、5.0 s))均位于NGA-West2四个模型预测曲线的±1倍标准差之外.PGA、PGV和Sa(T=5.0 s)的事件内残差均值在-1.43~-0.74之间.Sa(T=0.01~5.0 s)事件内残差均值在整个距离范围内均表现出系统性偏负.NGA-West2四个模型的PGA事件内残差的空间分布特征相似,其最大正值和最大负值分布区域的震源-场地方位角约为-90°和90°,与主破裂断层方向垂直,所处地势较为平坦且台站场地V_S30相对较大.NGA-West2四个模型总体上会较大地高估鲁甸地震整个断层距范围内各个周期尤其是短周期(T < 1.0 s)的地震动加速度反应谱值.考虑本地区实际地震资料的中国川藏区地震动衰减模型也会在一定程度上高估鲁甸地震大多数台站的地震动加速度反应谱值,但是相对于NGA-West2四个模型,其预测值更接近鲁甸地震的实际观测值.

     

2014年8月3日云南鲁甸MW6.1（MS6.5）地震破裂过程

2014年8月3日云南鲁甸（M_W6.1,M_S6.5）地震是一次规模不大、但灾害严重的走滑型地震事件.受走滑型地震辐射图型的影响,远震地震资料在特定方位上信噪比不高,给此次地震发震断层面的确定造成了一些干扰.本文概述了鲁甸地震发生后2.4小时发布的作为地震应急响应的破裂过程快速反演工作,以及随后对反演结果的修订工作.修订结果中,两个双力偶节面的反演都显示破裂方向朝地表和走向方向扩展.结合现有的烈度分布和余震精确定位结果,根据破裂方向和烈度与余震分布的优势方向的一致性,确定鲁甸地震是发生在走向162°,倾角86°的近乎垂直于地面的以左旋走滑为主的断层面上的一次破裂事件.根据破裂过程反演得到的震源时间函数,大部分地震矩在破裂开始后2~5 s内集中释放. 比较集中的地震矩释放过程可能是此次地震面波震级明显高于矩震级,且造成严重地震灾害的原因之一.     

2014年8月3日云南鲁甸MS6.5级地震序列重定位与震源机制研究

本研究采用双差定位法对2014年 8月3日至7日期间鲁甸M_S6.5级主震及647个余震序列进行重新定位,得到471个重定位结果.结果显示,主震的震源深度为13.3 km,与破裂过程显示的初始破裂深度较为接近,余震序列呈现出近东西向-北西向的不对称共轭状分布,近东西向长约17 km,而北西向长约22 km,小震优势分布深度为10 km以上,且由主震处沿共轭断层分别向东南向和近东西向逐渐往10 km深度以上的浅部迁移.小震分布还展示出发震断层高倾角分布,且与昭通-鲁甸断裂分支断裂包谷垴-小河断裂活动相关.由于主震破裂的质心深度可为深入认识本次地震灾害严重提供重要证据,为此我们采用gCAP（generalized Cut And Paste）方法反演了包括主震在内共5个4.0级以上地震的震源机制解,结果显示主震质心深度仅约5.0 km,与已有破裂过程显示的较大滑移量处于2~8 km之间的深度一致.本次主震错断了互为共轭的两条断裂,这种共轭破裂模式与矩心深度较浅,可能为本次地震致灾严重的重要原因.