新疆乌鲁木齐地区vS30经验估计研究

从新疆乌鲁木齐市2004—2015年得到的841个钻孔中选择深度达30 m以下且钻孔资料记录完整的有效钻孔123个,通过计算5~30 m范围内不同深度的等效剪切波速,分别利用线性拟合、二次拟合和三次拟合对各深度v_S（d）及其v_S30进行拟合。通过对比发现,三个方程的拟合误差都随深度的增加而减少,且三次拟合方程的误差始终小于同深度的线性拟合和二次拟合方程,因此推荐使用三次拟合方程来估计新疆乌鲁木齐市钻孔的v_S30值。同时将此结果和Boore的结果进行比较后发现,不同深度处的等效剪切波速v_S（d）和v_S30具有地域差异性;Boore得到的结果在钻孔深度小于20 m时明显高估v_S30值,拟合曲线偏离实际数据点较远,所以本文拟合结果更适用于新疆乌鲁木齐市。综合比较可知,三次拟合得到的研究结果可以为新疆乌鲁木齐市钻孔深度不足30 m的地区求解v_S30值提供参考。最后,利用新疆克拉玛依市2004—2015年钻孔资料检验三个拟合公式对克拉玛依市的适用性,发现深度越接近30 m,误差越小;线性模型和二次模型相对来说比较可靠,平均误差接近于0,并且对深度大于10 m的钻孔有高估现象;三次模型相对来说误差比较大,并且几乎在所有深度都有低估现象。     

雄安新区剪切波速剖面VS30估算模型研究

本文基于雄安新区起步区区域性地震安全性评价工程435个钻孔剖面数据,选取其中300个钻孔剖面进行回归分析,利用剩余的135个钻孔剖面数据进行模型可靠性检验。研究结果表明,当钻孔剖面深度小于15 m时,Boore等模型明显低估了V_S30;当深度小于10 m时,本研究中对数线性模型、对数二次模型、对数三次模型存在约3%的低估现象;对数三次模型相对误差、残差标准差均较小,因此,对数三次模型更适用于估算雄安新区缺乏钻孔资料或钻孔剖面深度未达30 m的 V_S30。     

北京平原地区VS30估算模型适用性研究

本文使用基于钻孔测井数据的3类模型,即常速度外推模型、速度梯度模型、双深度参数外推模型,通过对北京地区460个深度超过30m的钻孔剪切波速资料进行分析,详细探究了V_S30估算模型在本研究区的适用性。研究结果表明双深度参数外推模型在估算V_S30上准确度很高,其不需要大量的数据进行回归分析,且不具有区域独立性,可以为全球包括北京地区场地类别划分提供依据,进而在震害快速评估中用于确定场地影响,是一种值得推广的估算模型。     

基于典型地质特征分析的大同盆地VS30预测研究

土体剪切波速是进行土层地震反应分析的动力学参数，对场地地震动参数确定具有重要意义。基于地质地貌分析，将大同盆地划分为5类典型地质单元。对盆地1429个钻孔剪切波速资料进行分析，探讨V_S30与V_S20的相关性，研究土体埋深、岩性、地质单元、标贯击数及密实度等地质特征对V_S的影响，并基于地质单元、剪切波速比、密实度系数及第四系上部覆盖层厚度相关性分析给出土体V_S30预测模型。研究结果表明，基于典型地质特征的V_S30预测模型拟合优度R2>0.90，预测精度很高，对于离散性较大、直接拟合估算较差及无剪切波速场地来说，以区分地质单元及土体类型的方式进行V_S30分解预测是良好的研究思路。首次在区分地质单元及土体类型的前提下提出剪切波速比及密实度系数，并将其与第四系上部覆盖层厚度综合应用于V_S30预测研究。研究结果可为大同盆地城市防震减灾规划、震害预测、区域性地震安全评价提供重要技术支撑。     

玛曲MS4.4地震震源机制解及其构造意义探讨

2021年5月22日青海省玛多县发生M_S7.4地震,数小时后在距离震中两百多公里的甘肃玛曲县发生了M_S4.4地震。利用甘肃、青海和四川区域测震台网记录的三分向宽频带数字波形资料,反演甘肃玛曲M_S4.4地震的震源机制解,结果显示此次地震活动面走向、倾角和滑动角分别为105.6°、74.1°和-38.7°。参考玛多M_S7.4地震的震源机制解,发现两次地震震源机制解具有较好的一致性,均呈现明显的左旋走滑特征。静态库伦破裂应力改变量分布计算结果表明,玛曲M_S4.4地震震中位置单位面积(m~2)受到来自玛多地震震中方向的拉应力约为0.02 MPa。综合两次地震的震中距、发震时刻和断层分布等情况,初步判断甘肃玛曲M_S4.4地震应为青海玛多M_S7.4强震的一次触发地震。     

2010年青海玉树MS7.1地震序列ETAS模型参数及其变化特征研究

采用时间序列的“传染型余震序列”（ETAS）模型和最大似然法对2010年4月14日青海玉树M_S7.1地震序列的参数进行了估计。为考察其结果的稳定性,设定不同的截止震级和不同的拟合截止时间分别进行序列参数估算。选用截止震级M_C=M_L1.5对玉树M_S7.1地震序列整体的参数进行拟合,计算获得α=0.948 2,p=1.059 6和b=0.817 3。与中国大陆M>7.0地震序列的平均序列参数相比较表明,玉树M_S7.1地震序列表现为触发次级余震的能力较弱,序列衰减速率较快。研究表明,截止震级M_C对α、k和p值有一定的影响。随截止震级逐渐增大,参数k值逐渐减小,α值总体上有增加的趋势,而对p值的影响较小。在地震序列的早期阶段,ETAS模型参数中的p值和α值在震后14天内随时间的变化幅度较为明显,其后各参数变化相对平稳。     

风尘堆积中SiO2/Al2O3值与粒度的关系及其对东亚冬季风的指示意义

在渭南及洛川剖面将基本未经历风化的黄土样品分离成8个粒级后进行化学分析, 结果表明, <50 mm的各粒级样品中SiO₂/Al₂O₃分子比与粒度f 值呈明显线性负相关, 即在<50 mm粒级范围内颗粒越粗, 黄土的SiO₂/Al₂O₃值越大; 而<50 mm各粒级的含量之和占全岩的98%以上. 在黄土层中, SiO₂/Al₂O₃与全岩粒度变化有较好的可对比性, 而在古土壤中SiO₂/Al₂O₃值反映出一系列全岩粒度无法揭示的信息.     

夏季金沙江下游水-气界面CO2、CH4通量特征初探

河流是连接大陆和海洋两大碳库的桥梁,在全球碳循环中的作用举足轻重.金沙江作为长江的上游段,对区域碳循环及区域化学风化的影响非常重要.于2015年8月8-18日对金沙江下游水-气界面CO_2与CH_4通量特征进行监测与分析.采用顶空平衡法结合薄边界层模型估算法计算表层水体CO_2与CH_4的分压以及水-气界面的交换通量,并分析环境变量与其之间的相关性.研究发现,金沙江下游表层水体p(CO_2)平均值为2724.84±477.18μatm,表层水体p(CH_4)平均值为59.96±6.74μatm;水-气界面CO_2通量平均值为2.24±0.50 mmol/(m2·h),CH_4通量平均值为0.000163±0.00009 mmol/(m2·h),通量与分压趋势基本保持一致.表层水体p(CO_2)与溶解性无机碳浓度、碱度均呈显著正相关,而p(CH_4)与水温、叶绿素a浓度均呈显著正相关,CO_2通量与p(CO_2)、溶解性无机碳浓度、碱度均呈正相关,CH_4通量与p(CH_4)、风速均呈正相关,其他环境因素对通量的影响不明显,仍需进一步研究.金沙江下游水-气界面CH_4扩散通量较低,而CO_2扩散通量在世界主要河流中属于中等水平.     

三轴拉伸试验下K0固结饱和黏土的动剪切模量和阻尼比

开展一系列的等幅循环应力的K₀固结饱和黏土的循环三轴拉伸试验,结果表明动剪切模量G不仅与循环剪应变γ_cy有关,还与累积应变γ_p有关。为了进一步研究其影响,开展逐级加载的循环三轴拉伸试验。结果表明,随着累积应变的增加,初始动剪切模量G_max逐渐下降。在某一围压下以G_max作为归一化参数,建立G/G_max-γ_cy关系,验证在其他围压下具有较好的适用性。累积应变、围压对阻尼比影响不大,可以认为阻尼比随振动剪应变有唯一对应关系。根据一组循环三轴拉伸试验下建立的动剪切模量和阻尼比关系,可以应用到其他应力组合的循环三轴拉伸试验。     

四川、甘肃地区VS30经验估计研究

目前我国建筑工程抗震设计规范中对于工程场地条件的判断依据主要是地表以下20m深度范围内土层的等效剪切波速,简称VS20。相比之下,国外应用较广的是地表以下30m深度范围内的等效剪切波速,简称VS30。这种差别导致国内科研工作者在应用国外的地震工程、工程抗震模型时经常遇到对场地条件描述不准确的困难。为了解决这个问题,本文根据147个四川、甘肃地区国家强震动台站20m左右深度的钻孔剪切波速数据,利用延拓方法、场地分类统计方法以及基于地形特征的VS30估计方法研究各台站VS30与VS20的经验关系,对比发现基于速度梯度延拓的结果最为可取。参考国际上通用的Geomatrix Classification场地分类标准,最终得到四川、甘肃地区各类场地的平均VS30,此结果可以为缺乏钻孔数据的工程场地的VS30估计提供参考。     

青海祁连MS5.2地震微震检测与目录完备性研究

利用模板匹配方法对2015年11月23日青海省祁连县M_S5.2地震进行遗漏地震检测研究,由于主震后短时间内目录中遗漏事件较多,故对主震后1天的连续波形进行检测。主震后1天内青海测震台网记录到的余震个数(包括单台)共62个,选取主震后M_L1.0以上余震30个作为模板事件,通过匹配滤波的方式扫描出遗漏地震31个,约为台网目录给出的0.5倍。基于包络差峰值振幅与震级的线性关系估测检测事件的震级参数,最后将检测后的余震目录与台网余震目录在主震后1天内的最小完备震级进行对比分析,结果发现检测后最小完备震级从M_L1.2降到了M_L0.7,得到青海测震台网在祁连地区最小完整性震级为M_L0.7。     

北京城区低层大气PM10和PM2.5垂直结构及其动力特征

2003年8月10~26日在中国科学院大气物理研究所气象铁塔3个不同高度(8, 100和320 m)得到了1 min平均的PM_2.5和PM₁₀连续质量浓度资料, 配合其它观测资料, 其中包括4个不同高度(8, 100, 200和320 m)PM_2.5和PM₁₀日平均质量浓度, CO和NO₂连续观测, 并结合气象铁塔同期的气象场观测, 揭示了北京城区PM_2.5和PM₁₀垂直结构及其动力特征. 北京325 m铁塔所观测到的气溶胶垂直分布大致分为两种类型: 渐缓递减型和快速递减型. 静稳天气以及污染日气溶胶垂直分布属于渐缓递减型, 而弱冷空气过境及清洁日气溶胶垂直分布属快速递减型, 气溶胶垂直分布特征是和边界层大气动力、热力结构及湍流特点密切相关. 清洁日低层(100 m)PM_2.5和PM₁₀浓度较接近于8 m, 高层(320 m)浓度下降较快, 其浓度和8 m相比几乎下降了—半, 其中PM_2.5下降的略偏多些. 清洁日150 m以下存在较强的湍流强度, 气溶胶能够很好地混合, 但受上层较强的逆温层阻档又不能向高层输送, 同时, 清洁日各层水平风速较大, 尤其高层增加更加明显, 结果高层气溶胶浓度迅速降低, 因此造成气溶胶垂直分布上下浓度的明显差异. 污染日低、中(200 m)、高层PM_2.5和PM₁₀浓度与8 m比较平均逐层下降10%左右. 污染日伴随着边界层低风速出现, 同时边界层有两重浅薄递温层结构, 但气溶胶仍可在逆温层下进行—定的混合, 因此污染日PM_2.5和PM₁₀浓度随高度降低比较缓慢; 观测结果还发现320 m高度在西南和东南风向条件下PM_2.5和PM₁₀均明显出现高浓度值, 而其它高度PM_2.5和PM₁₀浓度和风向没有关系. 足痕分析计算结果表明这是由于来自污染相对较重的河北省保定、石家庄以及天津、山东等北京偏南地区对该高度的贡献, 而低层仅受北京局地源的影响. 所计算的功率谱和周期初步反映了静稳天气条件下铁塔各高度PM₁₀的周期仅以分钟量级计, 而风速较大情况下PM₁₀和PM_2.5在320 m除存在分钟量级的短周期外, 尚有小时级的较长周期出现; 和作者以往观测所发现的在北京不同测点、不同高度, 各空气污染物种有同位相变化特点一样, 基于试验同样观测到铁塔不同高度PM_2.5和PM₁₀日变化及平均日变化也有同位相的特点, 其充分展示了北京城市冠层中存在空气污染物同位相的时空分布特征; PM10和PM_2.5平均日变化呈较平缓的双峰特征. 其密切地联系到北京城市冠层中不同高度存在明显的湍流动量通量、感热通量和湍流动能的相似日变化的特点; 此外, 静稳天气PM_2.5和PM₁₀浓度随高度增加降低较慢, 低层降低为8 m的90%左右, 中层略低于低层, 高层约为8 m的80%. 弱冷空气过境天气条件下PM_2.5和PM₁₀浓度随高度增加明显降低, 低层可降到8 m的70%, 中层以上降到20%~30%, 其中PM_2.5降低的更多—些.     

2016年12月8日新疆呼图壁MS6.2地震发震构造初步研究

2016年12月8日呼图壁县发生M_S6.2地震,由于初始定位误差较大,余震序列分布离散,对呼图壁地震的发震断层尚不清楚。本研究采用CAP方法反演主震及余震中M_S ≥ 3.5地震的震源机制解,并采用双差定位方法对余震进行重定位,得到了637个地震的震源参数。结果显示,呼图壁地震主震的最佳双力偶节面解为：节面Ⅰ走向82°,倾角18°,滑动角61°;节面Ⅱ走向292°,倾角74°,滑动角98°。其中节面Ⅱ为本次地震的破裂面。重定位后,主震的震源位置被重定为（86.36°E,43.79°N）,震源深度14 km,根据余震的分布特点、震源机制解特征和区域构造特征,呼图壁地震的发震断层并不是南倾的准噶尔南缘断裂,而是在其北边的霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁断裂带上的一个反冲断层。在北天山区域内,由于构造反转的作用,存在诸多倾角在45°~55°之间的北倾的断层。根据GPS的资料显示,天山北部地区的应力在新生代晚期已开始积累,这增加了天山北部前缘的发震概率。     

2015年7月3日新疆皮山MS6.5地震烈度与地震地质灾害特点

2015年7月3日新疆和田地区皮山县发生的M_S6.5地震极震区烈度达到Ⅷ度,砂土液化、地裂缝和崩塌等地质灾害发育。极震区内砂土液化发生范围广泛,地表发生喷砂冒水和边坡的侧向移动,对道路、水利等设施造成了严重的破坏;地裂缝断错多处路面,宽度最大达30 cm,裂缝多呈NWW走向;崩塌主要发生在高阶地边坡地带,人烟稀少,未造成人员、财产损失。本次地震地质灾害是新疆近十年来M_S6以上较为严重的一次。     

2021年青海玛多MS7.4地震前后CO异常变化研究

地震前后气体地球化学信息的研究在地震监测预报中具有较高的应用价值。为研究2021年5月22日青海玛多M_S7.4地震与CO时空变化之间的关系,在以瓦里关大气观测站地面数据验证大气红外探测仪(AIRS)反演数据可靠性的基础上,提取玛多M_S7.4地震前后AIRS反演的CO数据,通过滑动均值法、差值法对玛多地震前后不同尺度的CO浓度数据进行处理和分析。结果表明:利用卫星遥感数据提取CO地球化学信息是可靠的。时间上,玛多M_S7.4地震前两个月CO浓度开始波动,出现峰值,地震发生后恢复平静;空间上,震中位置的CO浓度在近地面变化尤其明显,震中及附近区域的CO浓度从3月开始逐渐升高,由离散分布逐渐向震中和发震断裂带聚拢靠近,到4月底达到最大异常18.60×10^-9,异常高值中心的连线与发震断层江错断裂走向、地表破裂分布一致。排除背景值和季节变化的影响,推断CO浓度异常变化是地震引起的,主要归因于地下气体释放和岩石挤压碰撞产气,气体逸散后在大气圈中发生的一系列化学反应起次要作用。     

2015年7月3日新疆皮山MS6.5级地震震害特征分析

2015年7月3日新疆皮山M_S6.5级地震灾区地处塔里木盆地南缘,该地自然条件恶劣,经济极为落后,灾区农村的民房除了抗震安居工程建设的房屋外,还有大量抗震性能较差的民居,在地震中受损严重,经济损失较大。灾区大部分位于山前溢出带,地下水位浅、地基土层软弱等场地条件对地震动有放大作用,震害影响范围较大。灾后重建中应继续加大安居富民工程的经费投入力度。灾区北部人口密集,地基土层软弱,工程地质条件差,建议在今后的安居富民建设中加强地基处理。     

2012年甘肃金塔Ms5.4级地震发震构造讨论

归纳总结了2012年甘肃金塔M_s5.4地震的基本参数,烈度分布、震害特征和发震构造背景等基本特征。此次地震发生在甘肃北山地区,新构造活动不明显,属构造稳定的地区。地貌上为戈壁丘陵区,震区无居民点,没有造成明显破坏。通过野外地质调查,发现了许多基岩崩塌现象,有些作为路标或导航用的石堆被震倒,其排列方向为NW向。利用震源机制解、余震分布方向和断层活动性调查资料综合分析,认为2012年金塔5.4级地震,是马山南东断层和神螺山一野马井断层共同作用的结果,其发震断层可能为神螺山-野马井断层。     

2021年云南漾濞MS6.4地震前后主动源观测走时数据的变化

基于2021年5月21日漾濞M_S6.4地震震中附近50 km范围内15个地震观测台站记录的2020年11月1日—2021年5月30日的气枪震源信号,采用互相关时延检测技术提取这15个台站各自稳定震相(Sg震相)的走时变化时间序列,并对漾濞M_S6.4地震前后各台站的走时变化特征进行分析。结果表明:(1)漾濞M_S6.4地震前10天左右,有4个台站走时开始出现异常,其中,Ey211和Ey213台走时呈"V"型变化结构,Ey210和CHT台走时呈上升趋势。(2)漾濞M_S6.4地震后短期内,大部分台站走时出现了明显的趋势性变化,以维西—乔后—巍山断裂为界,断裂带两侧台站走时变化趋势存在明显差异,断裂以东的EYA、HDQ、YSW09台走时呈上升趋势,变化最为显著的为HDQ台,走时差变化量为0.067 s;而断裂带以西的所有台站在漾濞M_S6.4地震当天(或震后1～2天)开始出现明显趋势性下降,走时下降持续时间在4～9天间,走时差变化量在-0.053～-0.201 s间,其中走时差下降量最大为53 285台,最小为CHT台。     

岷县漳县Ms6.6地震前武都、天水钻孔应变异常变化分析

2013年7月22日岷县漳县M_s6.6地震前2~3月内,武都、天水应变资料出现了不同程度的异常变化,其中两台的NW道异常都非常显著,与2003年、2004年2次岷县地震前武都应变出现的异常很相似,都有β₁、β₂、γ₁三阶段前兆异常特征。     

甘东南地球物理场异常与夏河MS5.7地震关系分析

基于甘东南地区2019年地球物理场年度异常,对该区域的地球物理定点观测资料进行全时空扫描,9个台站18个台项在夏河M_S5.7地震前出现异常变化。从异常的重复性、多学科前兆的协调性、异常的时空演化及震后异常变化4个方面对各个异常进行信度划分,并根据划分结果定量计算了各个异常与夏河地震关系的信度值。结果显示：18项异常的信度都在50%以上,表明作为夏河地震的前兆异常基本可信,但异常信度存在差异,其中临夏水位、临夏钻孔应变NS向和武都两水水位的信度最高,达到80%,临夏水温和天水钻孔应变NS、NW向的信度最低,低于60%。空间分布上,分布在光盖山—迭山断裂的异常信度较高,而位于西秦岭北缘断裂北侧的异常信度较低,这与该地区构造应力的集中和孕震机制有关。地球物理异常信度分析对建立有效的地震预报指标体系具有很好的促进意义。