重庆巫溪地区2012年1—2月有感地震动观测

2012年1月12日至2月22日,重庆巫溪地区发生一系列ML2.0—3.0地震,对其中重庆市测震台网记录的ML2.1、ML2.3及ML3.2地震,从台网地震监测能力、记录波形特征及地质构造等方面进行研究,认为ML2.1地震为岩溶地区塌陷,ML2.3、ML3.2地震为构造地震;而对重庆市测震台网未监测记录到的几次有感震动,认为是岩溶塌陷洞室垮塌所致。     

我国强地震动记录特征综述

本文概述了我国强地震动台网的发展历程, 总结了唐山地震的强地震动记录特征和2007年以来我国数字台网获取的强地震动记录特征, 重点分析了近年来发生的几次典型破坏性地震的强地震动记录特征． 结果表明: 我国近场地震动记录体现了近场的方向性效应、 上/下盘效应、 速度脉冲、 局部场地效应等多样性特征, 可以进一步服务于地震工程领域的科学研究与工程应用．      

宁夏数字强震动台网记录的汶川8.O级地震加速度资料分析

通过收集整理宁夏强震动监测台网记录的汶川8.0级地震资料,统计分析了各个强震台的地震动峰值加速度记录结果,进一步探讨了宁夏境内地震动加速度衰减规律,并确定了衰减关系,为宁夏的工程抗震设防工作提供可靠依据.     

2014年云南鲁甸6.5级地震强震动观测记录及初步分析

2014年8月3日云南鲁甸发生MS6.5地震,在震中及其周边地区分布的中国数字强震动台网的81个台站获取了这次地震的主震强震动记录.特别是位于极震区鲁甸龙头山镇财政所强震动台,完整记录到这次地震的地震动时程,其东西向PGA达948.5 cm/s2,该台站周边多栋多层建筑物底层完全倒塌和损毁,与记录所反映的强烈震动相吻合.初步分析强震动观测记录,讨论了本次地震的震中位置、破裂方向和强震动衰减速率等问题.     

辽宁灯塔5.1级强震记录分析

2013年1月23日辽宁灯塔5.1级地震发生后,辽宁省强震动台网获取22组强震记录,对其进行零漂校正及滤波校正,形成校正的加速度记录,并进行初步分析,得到加速度反应谱等地震动特征。     

新疆地震观测台网建设

介绍新疆地震观测台网发展过程,包括台站建设以及观测设备的更新和发展。观测设备在历经模拟和数字化阶段发展后更加智能化,能够实时、准实时进行数据传输,有效提高了地震监测台网和强震动台网的监测能力。地震监测台网和强震动台网的服务对象不同,地震观测设备和仪器参数、选址条件等也不同,但随着观测技术的发展,地震观测设备不断完善更新,测震宽频带仪器包含强震仪器频带范围,2类台网记录互为补充成为可能。     

芦山7.0级地震强震动记录及其震害相关性

2013年4月20日芦山地震中的强震动记录是我国自2008年汶川地震后再一次比较全面地获得的高质量的数字强震动记录。国家数字强震动台网共获得3分量自由场记录114组,成都地震烈度速报台网获得63组。文章对强震动记录进行了常规处理,统计了强震动记录随断层距的数量分布情况,绘制了空间地震动加速度等值线图。结合芦山地震震源机制解和破裂过程研究成果,选取典型记录,分析加速度、速度时程的波形、振幅等特征,识别了此次地震滑冲现象,估算了竖向最大永久位移。通过利用观测数据与国外的地震动预测公式对比,分析了不同周期反应谱地震动幅值及加速度反应谱衰减规律,阐明了此次地震的地震动在近场高频成分较卓越的特点。震后现场考察了3个典型强震动台站附近建筑物震害,分析了地震动与工程震害的相关性,地震烈度的评定反映了地震破坏的程度。     

2013年7月22日岷县漳县6.6级地震强震记录及特征分析

2013年7月22日甘肃省定西市岷县漳县交界发生6.6级地震,国家强震动台网在甘肃、四川和陕西的64台强震仪触发并获得了主震加速度记录。本文对强震动记录进行了常规处理,统计了强震动记录数量随震中距的分布,绘制了空间地震动加速度等值线图;通过观测数据与霍俊荣和意大利新一代地震动衰减公式对比,分析了峰值加速度(PGA)及谱加速度衰减关系,发现此次地震观测数值远低于常用地震动预测值;利用渭河盆地的远场记录验证了远场地震动卓越周期变大的特点以及场地对记录的影响;参考岷县地区地质特点并通过分析宏观烈度及地震动的谱烈度,初步确定了地震震害与烈度的相关性。     

地震动参数速报仪的研制

在出现区域大震后,为了迅速展开有效的应急救援行动,需要及时准确了解烈度分布.目前震动图的获得有震后人工调查、震源参数计算、地震监测台网、地震烈度速报台网等几种方式,其中最有效的是在重点监护区建立烈度速报台网.但烈度速报台网建设往往沿用地震监测台网的模式,建设成本高、台站密度有限、实时数据传输量大.本文研制的地震动参数速报仪采用MEMS加速度计为测震传感器和ARM+Linux嵌入式计算机技术,具有体积小、成本小、功耗低、一体化、智能化的特点;其内置地震信息实时处理算法,能够自动判别地震事件并计算地震动参数;在实际应用中安装简便.通过大量密集布设这种小型仪器而组建的地震动参数速报网络,具有数据传输量小、分布式计算、组成的速报网络可靠性高、能够快速产出高分辨率的精细震动图等特点.     

江苏及邻区地震动衰减关系研究

基于2006—2015年江苏省强震动台网记录到的大量强震动数据,根据近场距离饱和的加速度经验衰减模型,利用多随机变量回归分析方法、最小二乘法拟合确定出经验衰减关系模型中的各个系数,获取了江苏及邻区中小地震的地震动参数衰减关系。以2012年7月20日江苏高邮M4.9地震为例,结合新求取的地震动衰减关系计算其震源区的地震动加速度场,结果显示:相比于直接采用内插值方法的分布结果,采用衰减关系校正后的结果所显示的地震动加速度场的连续性分布特征更为明显,加速度场长轴走向更接近于实际调查得到的地震烈度分布。     

Generation methodology of isolines of earthquake ground motion

Due to limited financial resources and challenging geographical conditions, the number of seismic observation networks in China is still very small and they are not widely distributed. Therefore, the available earthquake records obtained after an earthquake have been limited. In this paper, auto-generation methods to obtain strong motion isolines under different conditions are proposed. To verify the accuracy of these methods, some examples, including application to the 2008 Wenchuan earthquake, are given.     

基于实测记录分析场地因素对海底地震动特性影响

目前基于海底实测记录的分析发现海底与陆地地震动特性存在明显差异,但难以进一步确定海底地震动特性的影响因素。在以往研究的基础上对比同次地震中相邻海底台站间地震动特性的差异,并分析造成差异的原因。以日本K-NET地震台网中6个海底强震台站及其相邻不同场地条件陆地台站监测的8次强震记录为研究对象,通过分析强震记录的峰值加速度、水平放大系数谱、竖向与水平反应谱的比谱等,对比分析不同海底台站地震动的特性,以及海底台站与相邻不同场地条件陆地台站地震动特性的差别。研究发现：（1）海底与陆地竖向地震动存在明显差异;（2）不同海底台站间地震动特性亦存在较大差异和明显的规律性,海底场地条件、地形等场地因素对海底地震动特性的影响较大;（3）海底水平向地震动反应谱的特征周期较大,谱特性介于陆地中硬土与软土场地间。     

唐山地区强震动记录的应用研究初探

本文给出了唐山地区强震动记录应用研究的两个实例,提出了建筑结构采用时程分析时选用强震动记录的原则和方法,通过对唐山地区强震动记录的分析处理,得到了其峰值加速度及加速度反应谱,确定了本地区进行弹性时程分析时选用的强震动记录;研究了局部场地条件对地震动影响的唐山响堂三维强震动观测台阵,以唐山响堂台阵2号测井(地下32m)的基岩强震动作为输入,通过2号测井的土层剖面,利用2个一维土层地震反应分析程序,分别计算得到地表的峰值加速度和加速度反应谱,并把计算结果与同次地震相应的地表强震动记录峰值加速度与加速度反应谱进行了对比分析。     

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.     

Coseismic displacement estimate of the 2013 M_S7.0 Lushan,China earthquake based on the simulation of near-fault displacement field

Usually, GPS observation provides direct evidence to estimate coseismic displacement. However, GPS stations are scattered, sparse and cannot provide a detailed distribution of coseismic displacement. Strong ground motion records share the same disadvantages as GPS in estimating coseismic displacement. Estimations from In SAR data can provide displacement distributions; however, the resolution of such methods is limited by the analysis techniques. The paper focuses on estimating the coseismic displacement of the M_S7.0 Lushan earthquake on April 20, 2013 using a simulation of the wave field based on the elastic wave equation instead of a quasi-static equation. First, the media and source models were constructed by comparing the simulated velocity and the record velocity of the ground motion. Then simulated static displacements were compared with GPS records. Their agreement validates our results. Careful analysis of the distribution of simulated coseismic displacements near the fault reveals more details of the ground motion. For example, an uplift appears on the hanging wall of the fault,rotation is associated with the horizontal displacement, the fault strike and earthquake epicenter provide the main control on motion near the faults, and the motion on the hanging wall is stronger than that on the footwall. These results reveal additional characteristics of the ground motion of the Lushan earthquake.     

汶川地震远场地震动特征及其对长周期结构影响的分析

汶川8．0级大地震中,中国数字强震动台网获得了大量的数字强震动记录,这些记录特别是远场记录具有丰富的长周期地震动分量。本文根据东南强震动中心获取的区域数字强震动记录,分析汶川8．0级地震的远场地震动特征,研究了基岩场地及深厚软弱场地的长周期地震动及其差异;根据长周期结构的特点,选取建于深厚软弱场地上的江苏A050强震台的超长地震记录进行结构地震反应分析,研究汶川8．0级地震对远场长周期结构的影响,并结合实际震害特点,提出了长周期结构抗震及地震安全对策中一些值得注意和思考的问题。     

用改进的经验格林函数方法模拟唐山地震动

建筑物的抗震设防需要尽可能地掌握未来大地震强震动记录信息,但大地震强震动记录的匮乏阻碍了抗震设防实践的发展。经验格林函数方法作为模拟地震动的主要方法,可以提供可靠的大地震强震动记录,但也存在着许多问题,如缺乏对大地震断层滑动分布不均匀的描述、用经验确定小震数目、模拟方法受到大小地震相似条件的限制等。文中对上述经验格林函数方法存在的问题进行了研究,改进的经验格林函数方法,有效地解决了上述问题。并用其对唐山大地震进行了模拟,并把模拟的地震动时程和反应谱与实际记录相比较,发现用改进方法模拟的地震动加速度反应谱比用未改进方法模拟结果更接近实际的地震动记录加速度反应谱。由此说明改进的经验格林函数可更准确的模拟地震动。     

基于机器学习的地震动特征提取与模拟以2021年云南漾濞6.4级地震为例

随着地震动数据数量的增长和质量的提高,将基于数据驱动的机器学习方法应用到地震动模拟中有重要意义。以2021年5月21日云南漾濞M_S6.4地震为例,利用主成分析方法从前震及余震地震动记录中提取特征母波时程,将地震动三要素作为模拟误差约束,在求解母波的线性组合系数时使用多目标优化算法寻优,最终找到帕累托最优解作为模拟目标台站记录时的组合系数,得到模拟地震动时程。结果表明:主成分析法在对实际地震动记录进行特征提取后,得到的特征母波时程可以在一定程度上保留原始数据的主要信息;考虑幅值、频谱和持时这三要素的角度去控制模拟误差,可以使得模拟的地震动时程更加接近真实记录。提出的基于特征提取的地震动模拟方法可以为基于小震数据合成大震地震动提供参考。     

合成地震动方法用于研究强地震动长周期特性的探讨

合成地震动一直是地震学研究中一个非常跃的领域。针对２长周期结构物抗震设计缺少宽频带强震记录的现状,利用“反射率法”和“围道积分法”等合成地震动方法对地震动长周期特性进行了探讨。结果表明：合成地震动方法是研究地震动长周特性的一个有效方法;在地震动长周期成份中,面波起着重要作用。因此长周期结构物的抗震设计必须考虑面波的影响。     

基于小田原试验场地数据的不同基岩输入模型对预测地震动特征的影响研究

随着强震台网的密布及观测记录的增加,为研究各类局部场地地震反应预测模型的合理性提供了有效的参考依据,也使利用强震记录及场地条件研究地震动特征成为可能。选取场地地质参数资料和地震记录数据齐全的日本小田原（Ashigara Valley）盲测试验场地,通过对比不同地震动输入方式及场地反应分析模型,研究地震动特征,分析现有模型的优劣。基于1990年8月5日M5.1强震事件的地表基岩记录和地下基岩地震记录,采用地下台强震记录直接输入、地表基岩台强震记录减半为基底地震动输入、地表基岩台强震记录反演为基底地震动输入作为3种基岩地震动输入。基于局部场地条件分别建立一维等效线性模型、二维黏弹性模型及二维时域等效线性化模型等工程中常用的场地数值分析模型,进行局部场地地震反应分析,预测该盲测场地的地表地震动特征,并与对应的实测强震记录结果进行对比,分析不同基岩地震动输入方式对预测地震动特征及地表土层反应谱特征的影响,重点分析地震动输入、土体非线性、场地横向不均匀性及几何与非线性特征共同作用等因素对地表地震动特征的影响,以期为地表地震动的合理预测提供参考。