使用小震记录模拟大震的强运动：洛马普列塔主震试验情况

发展了一种用记震记录寻求和和滤波预报特定地点未来大地震地面运动的简便方法,并用洛马普列塔地震（Ｍ＝７．０）同一地点的余震（Ｍ＝３．７￣４．０）记录模拟主震强运动试验了这一方法。选用凹凸体破裂模型,其中断层面上平均的均方根应力降下随地震矩改变而改变。观测谱表明从３级余震直到７级主震的应力降均不变,而地震矩相关约６个量级。每次模拟对一个个余震图引入与传播破裂相对应的时间延迟后求和,并体现方向性和场地响     

基于工程特性的主余震型地震动降维模拟

余震是由主震孕育而来,两者之间存在着一定的关联性,如何构造主余震型地震动模型,是工程结构抗震分析的基础。着眼于地震动的工程特性,根据主余震之间的峰值加速度、强震持时、场地卓越频率等要素,分别建立主震和余震自身的演变功率谱模型,基于非平稳随机过程的谱表示,通过引入随机函数降维模拟方法,实现仅用三个基本随机变量即可精确模拟主余震型地震动过程。研究表明,采用该降维模拟方法的效率和精度均满足工程需求,且与实测主余震型地震动记录的反应谱和幅值谱拟合一致,验证该模型与方法的优越性,为工程结构在主余震型随机地震作用下的抗震分析提供有效途径。     

2014年于田M_S7.3地震序列的频谱特征分析及其前震识别

利用新疆区域数字地震台网的波形资料,对2014年2月12日于田MS7.3地震前震和余震序列的频谱特征进行了分析。基于Brune模型,对观测记录进行仪器响应、传播路径和场地响应的校正,使用遗传算法对于田地震序列103次ML≥3.0地震的震源谱进行了反演计算。结果表明:1前震序列的拐角频率相对偏低,扣除地震矩影响后,余震的拐角频率有明显增高的趋势;2距离震中最近的YUT台资料分析显示,于田地震几次前震活动的台站观测谱相对较为独立,与主震以及彼此之间的相关系数均不高;3序列事件和主震的台站观测谱相关系数的变化反映了序列发展的动态破裂过程,相关系数较低的事件基本上偏离了主震破裂区而发生在分支断裂上;4前震的震源谱中存在异常的高频成份。     

青岛崂山ML 4．1地震序列应力降变化研究

根据Andrews谱积分方法,采用近震源Brune圆盘模型,研究了2003年6月3日青岛崂山ML4.1地震序列破裂过程中应力降变化情况.结果表明,崂山序列主震静应力降为24 MPa,动态应力降大约为静态应力降的2.2倍;崂山序列余震应力降普遍低于5 MPa,约有80%的余震应力降小于1 MPa,显示出与主震断层面有关的余震低应力降现象,这说明主震的破裂与余震破裂过程之间存在明显的差别.这种现象与崂山序列的弱强度衰减一致,表明此次序列的余震属于低能量破裂过程.计算结果显示:①由Andrews谱积分方法得到的小震应力降与震级大小存在一定的相关性;②小应力降事件的静态应力降和动态应力降的比值普遍小于1,未发现明显的应力降之比与Brune应力降之间的关系.     

2009年姚安6.0级地震序列研究

2009年7月9日在云南省姚安县发生M6.0地震,利用云南区域数字地震台网记录的ML≥2.0余震波形记录,通过对S波观测记录谱进行传播路径、场地响应和仪器响应等影响的逐一消除,得到131个地震的震源谱.进而根据Brune圆盘震源模型,利用遗传算法计算地震矩、应力降、震源半径等震源参数.结果表明,该地震序列的M0在1012-1016N·m,与近震震级有很好的线性关系,与震源半径呈线性关系;应力降与近震震级有一定线性趋势相关性;拐角频率和地震矩M0之间有明显的依赖关系.     

岷县漳县6.6级地震及余震强震动记录特征分析

对2013年7月22日甘肃岷县—漳县地震获取的273条主余震加速度记录进行格式转换、基线校正和滤波等常规处理,分析该地震主震(M_S6.6)和余震(M_S5.6)两次地震记录的幅值、持时以及反应谱特征,发现M_S6.6主震记录的PGA范围在0.728～177.5 gal间,M_S5.6余震记录的PGA范围在0.732～69.3 gal间;将观测数据与霍俊荣和第五代《中国地震动参数区划图》地震动衰减关系进行对比,发现霍俊荣衰减关系更吻合于此次地震的主余震加速度衰减;绘制主余震5%～95%重要持时分布图,并针对主震62MXT反应谱和本地设计谱以及近些年国内主要强震震中反应谱开展比较分析;最后研究土层台、基岩台、相同台站各个震级反应谱的特征。     

2000年姚安地震的震源参数

根据近场小孔径观测台网记录的余震序列资料，研究了2000年1月15日云南姚安MS6.4地震序列的地震物理过程. 用地震标定律关系估算主震的地震矩M0=1.58×1018N·m，矩震级MW=6.0，平均位错=0.63m，断层长度L=16.6km，断层宽度W=5.6km. 余震序列的高精度定位结果和能量分布走向，很好地证实了主震的断层破裂走向为N50°W，震区马尾菁断裂为主震发震构造，断层错动性质以右旋走滑为主. 用横波记录资料及波谱分析方法估算出余震的震源参数: 地震矩范围为1010～1016N·m，震源破裂半径a为80～500m，地震应力降范围为0.01～9.5MPa. 较大应力降(Δσ>1.0MPa)沿主断层线性排列，大应力降(Δσ>2.0MPa)与ML≥3.0级地震相关. 余震能量释放和高应力降的地震多发生在6.0～11km的深度范围，说明在这一深度范围内最大程度地集中了地壳中的应力.     

2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震随机有限断层三维地震动模拟

2021年5月21日云南省大理州漾濞县发生MS6.4 地震,震中附近遭受了强烈地震破坏.为预测此次地震的地震动影响场,利用震源运动学破裂随机模型,基于随机有限断层三维地震动模拟方法,给出了此次地震中 28个触发强震动台站的三分量加速度时程模拟记录,并结合强震动观测记录,估计了此次地震的地震应力降及震源破裂过程,进一步模拟给出了此次地震中 2823 个虚拟观测点的三分量加速度时程.结果表明,模拟记录的峰值地面加速度(PGA)、峰值地面速度(PGV)与观测值接近,并体现了地震动峰值的衰减规律、近场饱和效应和破裂方向性效应;模拟与观测记录的 5%阻尼比拟加速度反应谱(PSA)的幅值接近、谱形相似,在0.05～10 s周期段,模拟记录可以很好地预测地震动.基于三分量模拟记录给出了漾濞MS 6.4 地震的仪器测定地震烈度图,与云南省地震局发布的烈度图接近,极震区烈度最高可达Ⅷ度,震源破裂方向性导致震中 SE方向的烈度普遍高于 NW方向,受局部场地条件影响沿洱海西侧出现高烈度异常区.     

乳山震群震源谱参数的稳健反演

本文引入截止频率f_(max)提出基于Brune模型的高频截止(High-Cut)模型,采用两步反演的方法来拟合求解震源谱的特征参数,并给出其误差范围;实际应用显示该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别的准确度.将该方法应用于2013—2015年的乳山震群,计算了乳山震群25次M_L≥3.0事件的震源参数(地震矩、破裂半径、应力降等),进一步对乳山震群的震源破裂特性进行了讨论.结果显示:拐角频率、应力降与震源尺度大小明显相关;高频衰减系数γ与震源破裂区的复杂程度以及破裂性质有关,当观测记录中混杂有其他事件的波形或微破裂时,高频衰减系数大于2,并且不确定性增大;截止频率f_(max)与地震大小存在一定相关性;使用Beresnev(2001)给出的震源半径计算公式,得到的乳山震群的结果显示与华北地区的经验关系较为一致;乳山震群的应力降明显偏小(最大不超过0.15 MPa),一方面反映了震中区域的构造应力水平,另一方面可能还意味着此次震群是一个相对非耗散型的脆性破裂过程,属于低摩擦应力的断层作用.     

景谷6.6级、鲁甸6.5级地震序列应力降变化对比研究

利用云南2014年10月7日景谷6.6级、8月3日鲁甸6.5级地震序列的波形与震相资料,消除区域地震波衰减与台站场地响应后,计算得到2次地震序列的应力降。结果显示,在研究所涉及的震级范围内,应力降呈现随震级增大而增大的趋势。为尽可能消除震级对应力降的影响,对比了相同震级档地震的应力降,结果显示,景谷地震序列的平均应力降明显高于鲁甸地震,这可能与2次6.5级左右地震后震源区的应力状态有关。从序列余震应力降的时、空变化对比来看,景谷6.6级地震后至2014年12月6日5.8、5.9级强余震发生前,应力降变化呈现先缓慢下降、进而转折升高并持续高值的变化过程;同时,高应力降地震在空间上主要集中于5.8级强余震区域。这表明,主震发生后经过一个较短期的调整之后,5.8级强余震震源区的应力环境可能持续增强。5.8、5.9级强余震发生后,地震序列应力降快速下降至相对稳定状态。研究表明,2次6级左右强余震发生后,震源附近区域应力得到一定程度的释放,应力环境降低,地震序列活动也趋于结束。对于后续没有强余震发生的鲁甸地震序列,余震应力降小于景谷地震序列相同震级档地震的平均应力降,同时,主震后余震序列的应力降在时间上几乎未发生太大的变化;结合主震能量释放特点推测,震源区的应力在主震破裂过程中已得到较多的释放,主震后震源区应力变化呈现逐渐恢复的过程,这可能是鲁甸地震余震活动明显较弱,后续亦未有较强余震发生的原因之一。     

1995年7月20日河北沙城ML4.1地震序列破裂过程中应力变化的研究

根据地震破裂动力学, 研究了1995年7月20日河北沙城ML4.1地震序列破裂过程中, 视应力和静态应力降与动态应力降之差的变化. 结果表明, 主震的视应力约为5 MPa, 而余震的视应力平均约为0.047 MPa. 在破裂过程中, 主震的动态应力降大约为静态应力降的1.6倍,其差值约为2.7 MPa; 余震的动态应力降一致小于静态应力降,其差值平均约为-0.75 MPa. 因此,主震发生时,最终应力大于动摩擦应力,与断层突然锁住的模式相符; 余震发生时,最终应力小于动摩擦应力,与地震断层错动过头的模式相符. 因此, 主震和余震的发生过程是有差别的.      

用经验格林函数方法模拟汶川M_W7.9地震的强地震动

汶川M_W7.9地震的发生震惊了中国乃至全世界,不仅仅因为该地震震级巨大,还因为其可怕的伤亡。评估汶川M_W7.9地震的复杂性及破坏力需对其地震特征进行研究。本文运用经验格林函数方法(EGF)模拟了地震的强地震动。首先,选取了4个震级为M_W4.9和M_W5.0的余震,对这些余震的运动利用格林函数进行了模拟。通过模拟,可以估算出包括断层规模和应力降在内的余震震源参数。然后,通过试错法正演模拟得出M_W7.9地震凹凸体(强震动生成区)的震源模型。为验证该震源模型的准确性,运用经验格林函数方法模拟合成了9个台站的强地震动。将模拟得出的强地震动与观测记录到的加速度波形、速度波形和拟加速度反应谱相比较。尽管有一些差异,但在大部分台站,合成的强地震动与观测记录结果相吻合。在模拟得出的震源模型中,断层面上3个凹凸体的应力降约为10MPa,而凹凸体面积与破裂面积比为0.24,接近经验关系式得出的结果0.22。     

2008年汶川8.0级地震序列震源参数分段特征的研究

本文利用四川省区域固定地震台网观测记录到的2008年汶川8.0级地震序列的资料,从中挑选部分台站和地震资料,在精确扣除了余震区地震波衰减与台站场地响应后,计算得到了汶川地震序列中1070次M_L≥3.0级地震的震源参数,结果显示,地震矩与震级之间有较好的线性关系,应力降和视应力的大小与震级大小有关.利用M_L3.0级地震资料得到的应力降的时空演变过程研究结果表明,汶川余震序列地震应力降总体上随时间是一个衰减过程,预示着主震发生后整个余震区应力降呈逐渐衰减的状态.主震发生之后,以虎牙—北川—安县为界,空间上龙门山断裂带上地震活动水平和应力降具有明显的分段性.5月17日之前M_L≥5.0余震主要集中在龙门山断裂带北川以西,由于地震释放了较多应力,该地区应力降较低,而北川至青川之间地震活动水平相对较弱,应力降一直处于高值水平.5月17日之后,M_L5.0余震活动主体地区则转移到北川至青川之间,在该段发生了5月25日青川6.4级最大余震,在这之后,整个余震序列应力降随时间变化开始趋于平稳.     

丽江7.0级地震近场加速度的经验Green函数合成

根据已有的研究成果，建立了丽江主震的地震破裂模型。利用在两个场点上记录到的丽江地震最大余震M6．0的加速度，用经验Green函数法合成了主震在这两个场点上的加速度时程，计算了相应的反应谱，分析了地震破裂过程对震害的影响，发现两个场点的合成结果与地震所造成的宏观破坏现象是一致的。     

基于HVSR谱比法研究场地反应非线性特征

针对汶川地震近断层的众多量大面广的Ⅱ类场地,选用理县木卡台作为研究对象,采用主震、余震和地脉动记录,基于傅里叶谱HVSR谱比和速度反应谱HVSR谱比结果,研究场地反应的非线性特征。结果表明:主震、余震、地脉动的速度反应谱HVSR谱比曲线平滑,峰值突出,清楚地给出了场地的卓越频率;场地地震反应随着PGA的变化出现明显的非线性反应,随着PGA的增大,小于100 gal余震、100～200 gal余震、200～300 gal余震以及主震的记录中场地卓越频率有向低频偏移的趋势。     

会泽5.3级和文山5.3级地震序列震源参数研究

利用云南区域地震数字台网记录到的2005年8月5日云南会泽MS5.3地震和8月13日文山MS5.3地震的数字地震波形记录,在对S波观测记录位移谱进行传播路径、场地响应和仪器响应等校正后,根据Brune圆盘震源模型,利用遗传算法估算了这两个地震序列的震源参数.结果表明,两个序列的地震矩M0均在1012～1014 N·m之间,与近震震级有很好的线性关系,与震源半径呈线性关系;应力降与近震震级无明显的依赖关系;拐角频率和地震矩之间有明显的依赖关系,但拐角频率的实际计算值 fc 与在给定地震矩条件下得到的估计值fa之差及应力降随时间的变化表现出了不同的特征会泽地震序列的拐角频率差值和应力降在ML3.1余震前有一个由高到低的变化过程,反映了余震区应力场增高-下降的过程;文山地震序列拐角频率差值和应力降在ML≥3.1余震前均会出现高值或低值异常.     

2014年2月12日新疆于田7.3级地震的震源参数

2014年2月12日新疆于田发生MS7.3地震,本文利用新疆区域数字地震台网记录到的前震和余震序列的波形资料,对S波记录谱进行仪器响应、传播路径和场地响应的校正后,基于Brune模型,利用遗传算法反演了于田地震序列102次ML≥3.0级地震的地震矩、视应力、拐角频率等震源参数。结果表明,该地震序列震级为3.0~5.0级;地震矩为3.46×1011~2.08×1015N·m;视应力为1.48×105~1.16×106Pa,均值1.71×105Pa;拐角频率为1.4~7.1Hz。通过分析视应力及拐角频率随时间的变化特征可知,于田7.3级地震前震序列的视应力明显高于余震序列,而前震序列的拐角频率明显低于余震序列。主震前视应力出现高值,表明在主震区积聚了较多的应力,随后在应力值降低后的缓慢升高过程中发震,由于释放了大量的应力,震后视应力值又逐渐降低,表现为低应力的余震破裂。     

唐山地震的强震观测

本文叙述了1976年7月28日唐山7.8级地震及其余震的观测和强震记录数字化的概况,分析了地震动加速度最大值与震级、震中距的关系和持续时间随震级的变化,讨论了局部场地条件、传播途径和震源特性对地震动频谱和反应谱的影响,同时给出了唐山地震主震时被观测的几个典型结构的主要观测结果。     

松潘地震的类型及强余震的预报

假定余震的二条统计规律logN_∑=a-bM与n(t)=A/t~p,仅仅在余震活动是单个主震断层活动的结果时才成立。若一次地震活动存在多个主要破裂面,则相应关系与以上关系将出现明显的差异。在1976年8月松潘地震活动中观测到了这种差异。该次地震活动有两次7.2级主震,形成二个北北西向的倾滑断层。根据上述观测到的异常及余震区的扩大,小震应力降的时空变化特征等,有可能对第二次7.2级主震及若干强余震作出预报。     

浙江湖南镇水库1982年5月22日3.1级地震序列的近场地声观测和初步研究

本文介绍湖南镇水库1982年5月22日ML=3.1级地震序列的近场地声观测和初步研究结果。观测表明:每一次地震都伴随地声。地声系相应地震事件辐射的高频弹性体波。其经由地面透射与空气耦合后形成可听地声。地声活动性在3.1级主震前后呈明显的阶段性变化特征。地声频率为60——250Hz,其加速度功率谱主频率fD为80——150Hz。研究了主频率的时间序列,发现前震期地声主频率由高值向低值转移,主震时达极低值。余震期内,主频率则由低值向高值回升,fD与ML呈幂函数关系fD=130.7(ML+2)-0.3。研究表明,地声主频率与时间、震级的相关性主要取决于震源破裂尺度,同时也与震源介质的应力状态和品质因数Q值变化有关。3.1级地震序列的近场地声观测和研究结果,与近年来国内外岩石破裂过程与声发射活动性和波谱特征的实验研究结果颇为一致。它表明,在矿山和地震活动区进行近场地声连续观测和实时分析,对岩爆和地震过程的预测有重要意义。