烈度仪记录与强震及测震记录的对比分析以2015年河北昌黎ML4.5地震为例

以2015年河北昌黎M_L4.5地震中测震、强震及烈度仪台站记录到的事件波形为研究对象,通过对比分析挑选的两组观测台站的记录波形以及不同台站的噪声记录特征,获得了烈度仪台站观测记录能力及特点的认识.结果表明:烈度仪台站产出的记录在部分频段 (1—10 Hz) 与传统强震台站、测震台站均有较好的一致性,但在中长周期部分存在较大差异;在相同观测频带 (0.1—10 Hz) 下,由烈度仪台站记录积分得到的速度时程、位移时程也与强震台站、测震台站的观测结果具有良好的相关性,说明烈度仪台站产出的加速度记录具有一定的可积分性;烈度仪台站记录的噪声水平远超出强震台站和测震台站,基本为仪器自噪声,不包含天然地脉动成分.此外,由于本研究所用的烈度仪采用了16位的A/D转换器,对震相到时的精确拾取产生了不利影响.综上,本文认为烈度仪台站较适用于中强地震的近场观测.      

强震动观测仪器面临的机遇和挑战

本文介绍了国内外强震仪、力平衡加速度计、烈度计、MEMS加速度仪等强震动观测仪器的发展历史与现状,概述了强震动记录中典型异常波形产生的原因和力平衡加速度计的仪器响应误差及校正,建议了解决强震仪器缺陷的措施,分析了强震仪在强震动观测发展中面临的机遇和挑战。研究结果如下:① 进行强震动记录异常波形的研究是有针对性改进现有强震仪存在问题的很好途径;② 早期数字强震仪（力平衡加速度计频带范围0至30Hz）获取的强震动记录应进行仪器校正;③ 应跟踪强震动观测新方法和相关领域新技术,发展MEMS加速度仪和光纤加速度仪等新型仪器。     

2013年乌鲁木齐MS5.6和MS5.1地震强地震动模拟研究

利用基于动力学拐角频率的随机有限断层法,针对2013年3月29日和8月30日乌鲁木齐发生的M_S5.6和M_S5.1两次地震,选择不同机构的震源参数对23个台站的45条强震记录进行强地震动模拟,对比分析加速度时程和反应谱,并计算模型偏差.通过与实际场点记录进行对比的结果显示:选取的不同机构震源参数模型得到的模拟加速度时程在持时和形状上与实际记录有一定差距,对于近震源的台站,模拟结果的峰值加速度(PGA)比观测结果小,对于稍远的台站,结果基本能够保持一致;而加速度反应谱,模拟结果与观测结果具有较好一致性; 随机有限断层模型的误差在±0.5以内,拟合效果较好,而且高频段的拟合效果要好于低频段;采用不同机构震源参数模型得到的模拟结果与观测结果得到的PGA分布特征较为一致,但模拟结果的峰值加速度要低于观测结果.      

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。     

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。     

辽宁海城M4.3地震强震记录分析

2008年辽宁海城M 4.3地震,辽宁省强震动台网12个强震台站记录到地面运动,是辽宁省自开展强震动观测以来同时获取强震记录最多的一次,记录的最大加速度为167.5 cm·s-2,初步展现了辽宁省强震动台网建设的成效.     

基于Matlab的强震数据处理技术实现

强震动观测数据通常由强震仪原始二进制加速度记录组成,在国内外相关强震数据库下载的强震记录均为解码、处理后的ASCII格式文本文件,非原始文件,记录格式不同,但均由数据头段和数据区2部分组成。以我国未校正加速度记录(UA)数据格式为例,探讨基于Matlab程序的强震数据处理技术,并识别记录的地震动特性,为强震数据多领域应用提供技术支持。     

513中强震仪时分号电路

513中强震仪是机械杠杆放大低倍率的地震仪,对于近距离较大地震有较好的记录,目前有些台站仍安装了该型号的地震仪。由于我省条件所限,513中强震仪上未配标准钟,这种无时间服务系统的记录显然是不符要求的。在实践中,我们采用从SY-2型石英钟(一般测震台站上均有)中获得时分号的电路。     

2008年5月12日汶川M_S8.0地震甘肃强震记录与初步分析

2008年5月12日四川汶川发生MS8.0地震,甘肃省甘东南地区也成为地震的受灾区."十五"期间在甘东南地区共架设了20个固定强震台站,大多数台站都记录到了这次地震,其中最大加速度峰值为184.9 cm/s2.本文展示了全省20个台站所记录的共60道强震记录信息,并初步分析了加速度的衰减规律.     

2007年宁洱6.4级地震强震动观测记录

"十五"期间建设并投入试运行的中国数字强震动台网云南区域台网有20多个强震动台站记录到宁洱6.4级地震产生的地面运动。记录的最大峰值加速度为431.2cm/s2,这是我国大陆自开展强震动观测以来在一次强震中同时获取记录最多的一次,初步展现了"十五"强震动台站建设的成效。     

2014年云南鲁甸MS6.5地震峰值加速度震动图

综合考虑震中地区地质构造背景、震源机制解结果、余震分布以及我国西部地区地震动参数衰减特征,运用考虑场地效应的震动图快速生成方法,将收集到的62组强震台站的峰值加速度作为插值使用,估计了2014年8月3日云南鲁甸M_S6.5地震峰值加速度震动图. 利用地震后获得的强震记录计算了强震台站观测值与借助经验性衰减关系得到的估计值之间的系统偏差,校正了缺少台站地区借助经验性衰减关系得到的估计值,获得了校正后的峰值加速度分布图. 结果显示,鲁甸M_S6.5地震的地震动峰值加速度随距离的衰减速度比前人对我国西部衰减统计的结果更快,对数偏差校正的结果更符合本次地震的衰减规律. 校正后的峰值加速度大于40 cm/s2的区域面积近8000 km2,比未经校正的峰值加速度大于40 cm/s2的面积减小了40%左右.      

浅谈新疆强震台站传感器极性检测和方位角校正

通过新疆强震台站的加速度传感器极性检测和方位角校正工作,发现新疆强震台站加速度传感器方位角最大误差为83.7°。按照国家强震动台网中心强震台站加速度传感器安装规范,加速度传感器方位角误差应该严格控制在2°以内,经过校正后,新疆区内全部强震台站的加速度传感器方位角误差都控制在1°以内,在很大程度上提高了新疆强震动台网的数据质量和可靠性。     

浅析使用12位数字强震仪对大坝进行安全监测的可行性

为了论证12位数字强震仪在性能和价格上具有优势，在一个水库大坝内安放了3台12位数字强震仪。期间记录到云南永胜ML6．1级地震和盐源宁蒗ML5．8级地震，结果仪器观测到的谱峰值都在0．80－0．86之间；最大加速度为1．14（伽）。12位数字强震仪能够满足大坝监测要求，而且价格便宜。     

基于强震和测震数据对鲁甸6.5级地震发震断层方向的研究

2014年8月3日16时30分,云南省昭通市鲁甸县发生M6.5地震,宏观震中位于鲁甸县龙头山镇(27.1°N,103.3°E),深度约12km。发震断层为NW向包谷垴-小河断裂,是NE向昭通-鲁甸断裂系的NW向次级走滑断层。文中利用鲁甸地震50个强震台站观测记录与135个测震台站观测记录,分别进行峰值加速度计算和S波辐射图案匹配,对此次地震发震断层方向进行讨论。结果表明,"NW向"的断层方向更符合强震、测震仪器观测值,同时与地震灾害现场调查结果一致。     

"九五"四川数字强震台网的建设与发展

在2005年以前的4年时间里,四川省相继建立了若干数字强震子台,以前的8个布局不合理的老旧模拟式强震台全部退役,取而代之的是22个分布于四川省内各主要地震多发地带的数字强震台,从而结束了连续十几年无数字强震观测成果的历史。现在获取记录的数量和质量正在逐年成倍增长,与仪器相关的软件分析系统得到进一步改进,在数据常规处理后,还将四川省现今所有的数字强震仪都转变成了“烈度仪”,为防震减灾工作提供了最直接服务的观测资料。     

一种新的数字强震记录基线偏移校正方法的探讨

由于受到强震仪低频噪声、仪器周围环境和人为信号处理误差的影响,由强震仪得到的加速度记录进行积分后得到的位移曲线呈现了比较严重的漂移。所以,我们要进行加速度记录校正。国内外的学者对此开展了大量的工作和研究,也获得了许多成果。基于在前人的基础上,提出一种线性校正方法,以汶川地震作为研究对象,对杨陵台和周至台的加速度记录进行校正,得到了比较好的校正效果,此方法可用于大震中近场仪器会发生倾斜或产生永久位移的加速度记录进行基线校正。     

汶川主震强地震动记录仪器设置参数分析

在汶川8.0级地震中,中国数字强震动台网在19个省市自治区的420个台站获得了1257条3分量主震加速度记录.文中对这些记录进行了初步的波形分析和数据统计,发现部分记录不完整,即存在不同程度丢头、丢尾的现象.从强震记录的波形特点、仪器的开始/停止触发阈值、事件0/后存储时间分析了出现以上现象的原因,并给出了数字强震仪预存贮参数设置的合理建议.文中研究的初步结果可为今后的数字强震仪参数设置提供参考.     

近场大位移下GPS与强震仪记录的差异性分析

本文用频域仿真的方法对强震仪加速度记录积分得到位移记录,引入相关系数分析了大位移作用下的强震仪与GPS位移记录的一致性和差异性,结果表明,稳定激发下,两者水平向位移记录的初始相关系数均超过0.8,具有较大的相似度,但仍存在一定的幅值差异,本文主要通过对比分析大位移实验和稳定激发实验来研究该差异性。分析了大位移实验的信噪频谱,大位移实验与稳定激发实验的信号频谱,认为在大位移实验中,强震仪在问题频段的记录很有可能是信号而非噪声。随后,在转角时程中发现,在大转角位移作用下,强震仪和GPS位移记录的差异性表现得更明显,这可能是强震仪受工作原理限制,无法记录到旋转位移所致。随后,本文依据GPS记录的转角信息对强震仪位移进行修正,校正后的位移记录幅值差异明显减小,可以认为由工作原理差异致使参考坐标系的不同是引起两者记录幅值差异的主要原因,同时,也说明GPS能有效的校正强震仪在有转角的复杂观测环境下的位移记录。     

景谷M_S6.6、M_S5.8和M_S5.9地震强震动记录初步分析与场地效应研究

2014年云南景谷先后发生M_S6.6、M_S5.8和M_S5.9中强地震,云南强震动台网获取了丰富的加速度记录。本文整理了各次地震中固定台和流动台获取的强震动加速度记录资料,分别进行了地震动衰减关系和加速度反应谱分析,结果表明,所观测到的加速度峰值比云南地区地震动衰减关系预测值高,反应谱谱值随震级的增加有增大趋势。最后将益智强震台作为典型台站,分析了该台站在地震中的场地放大效应。     

宽频地震观测中强震前的异常波动信号探究

强震前后,在长周期地震观测仪的观测中常能记录到一些异常的地动信号.其中比较有代表性的如Kizawa 以应变仪和重力仪记录到大地震前的前驱波信号的报道(KizawaT.1972 .2001年在昆仑山西口8.1级地震前的几天,我国新疆地震台网的多个台站也同时观测到了低频波信号.但这类强震前的异常信号的普遍性,以及与强震的关联性一直存在不少疑问.本文报道了我们近期所做的相关探索.