九寨沟MS7.0地震应急流动台站噪声水平分析

选取九寨沟MS7.0地震应急流动台网6个台站2017-08-14～12-31记录的三分向连续波形资料,通过计算噪声功率谱密度及相应的概率密度函数分布,统计不同频率噪声水平PSD值的分布,对比地球新噪声模型,分析应急流动台网台站噪声水平的变化特征。结果表明,流动台站高频段噪声没有明显的地理空间分布特征,影响台站水平和垂直分向噪声水平的噪声源不同或者同一噪声源在水平和垂直分向的强度不同;受人为噪声和自然噪声的影响,平均噪声水平明显高于NHNM和NLNM的平均值,部分台站接近或高于NHNM。人为噪声和自然噪声都是宽频的,人为噪声与人类生产、生活作息相关,具有明显的昼夜变化,且在固定时段内可以产生某单一频率的固定噪声;自然噪声中小溪流水可以产生持续的高频噪声,不同频段的噪声水平也不同,没有明显的昼夜变化。     

利用球谐分析方法研究2017年九寨沟MS7.0地震前重力场变化

推导地表重力变化数据球谐展开计算公式,并根据该方法分析2017年九寨沟M_S7.0地震前震源周边区域重力场动态演化特征。结果表明：1） 2015-04～2017-04九寨沟地震震源周边区域重力场动态变化明显。2015-10～2016-04、2016-04～10和2016-10～2017-04这3个时段内,研究区内出现重力正负变化过渡带,九寨沟地震震源位于这3个时段过渡带的交会区域内部。震源附近2016-10～2017-04正负重力变化过渡带的空间走向与2015-10～2016-04和2016-04～10时段结果相比发生了约90° 旋转,九寨沟地震发生时间在过渡带空间走向旋转之后。流动重力观测数据较好地反映了九寨沟地震的前兆现象。2）采用球谐方法分析重力变化数据可以有效突出研究范围内大尺度重力场动态演化规律,抑制局部细节特征,有利于识别主要重力场变化特征。     

2017-08-08四川九寨沟MS7.0地震对周边区域应力影响

基于2017年九寨沟M_S7.0地震破裂模型及区域均匀分层粘弹性地壳模型,计算此次地震引起的周边地区同震及震后库仑应力变化,讨论地震对周边若干活动断层的影响。结果表明,此次地震增加了虎牙断裂北段发震破裂区两端的库仑应力,最大同震库仑应力增量为148 kPa,在很大程度上超过地震应力触发阈值10 kPa,震后50 a内破裂区两端的库仑应力有所增强,但增量较小,仅在3~5 kPa左右;虎牙断裂南段同震库仑应力增量较小,在3 kPa左右,震后50 a内应力基本无变化;塔藏断裂带西北段的同震应力增量在5～33 kPa之间,在大部分区域超出应力触发阈值,震后应力有所加强,但是增量较小(约为3 kPa)。库仑应力加载有可能增加以上活动断层的地震危险性,需加强监测。地震对雪山断裂带西段(以虎牙断裂与雪山断裂交叉点为界)的影响较小,其同震库仑应力最大增量仅在6.15 kPa左右,未超过地震应力触发阈值。同时,地震还减小了雪山断裂带东段、白龙江断裂舟曲段、岷江断裂北部以及龙日坝断裂北部地区的库仑应力,可能短时间内减小了这些地区的地震危险性;而对距离震中较远(150 km以外)的地区(如青川断裂)影响十分微弱,其同震与震后应力变化可忽略不计。     

九寨沟MS7.0地震前跨断层水准前兆异常与震后变化

利用2017-08-08九寨沟MS7.0地震前震区北侧青藏块体东北缘跨断层短水准观测资料,以及震后8月、9月两期加密复测结果,综合观测曲线、异常时空演化特征及特征强度指标,分析九寨沟地震前断层形变异常及震后变化。结果显示,九寨沟地震前1 a多西秦岭至六盘山构造区异常比较集中;震前1~3个月西秦岭构造区及其附近(震区周边300 km范围内)短期异常增多,异常特性以逆断性突跳为主,对该次地震有中短期-短期前兆反映;震后1个月西秦岭构造区多数异常调整恢复。     

2017年九寨沟M7.0地震强地面运动估计与方向效应研究

基于二维有限单元法使用接触单元模拟断裂带的非连续破裂过程,建立2017-08-08四川九寨沟M7.0地震近场强地面运动估计模型,并对应力降和屈服应力等关键震源参数进行研究。在利用国家强震数据中心提供的实际观测波形开展地震动参数信度检验基础上,给出地震动峰值加速度(PGA)分布,探讨近场强地面运动方向效应特征及其成因机理。结果表明：1)随着震源接触单元屈服应力及应力降参数的增大,水平向PGA整体增大,前者对于强地面运动的影响更为显著;应力降为8.5 MPa、屈服应力为4.0 MPa时,强地面运动模拟结果的相对误差百分比整体小于40%,51JZB等近场强震台相对误差均小于5%。2)九寨沟M7.0地震水平向PGA模拟结果等值线整体呈椭圆状,椭圆长轴与发震断层树正断裂走向具有较好的一致性;震中附近PGA最大值约为720 Gal,且整体随震中距的增大不断衰减;跨龙日坝断裂北段及跨雪山梁子断裂PGA分别突降16.67%及22.72%,这种断裂带的隔震效应或与地震动沿断层面的透射降低有关。     

基于GPS、InSAR和强震数据联合反演2017年九寨沟MS7.0地震同震滑动分布

以多源观测为约束,利用近场GPS、InSAR同震位移和强震观测数据联合反演2017年九寨沟M_S7.0地震发震断层的几何形状和破裂模型,并初步分析其地震成因。结果表明,九寨沟地震的发震断层走向154°,倾角80°,以左旋走滑为主,兼有少量正断分量;地震破裂主要集中在2~12 km深度范围,最大滑移量为1.6 m,位于地下6 km深处,断层在近地表没有滑移;地震释放的地震矩为5.59×10¹⁸ Nm,矩震级为M_W6.44。结合余震分布认为,该地震的发震断层为隐伏的虎牙断裂北段。     

漾濞MS6.4地震前震源机制一致性参数演化特征

基于漾濞地震序列及周边历史地震的震源机制解数据,初步分析震源机制类型和应力轴分布特征,在此基础上研究震源机制一致性参数与漾濞地震及周边中强地震活动的关系。结果表明,漾濞地震序列及震源区域附近历史地震的震源机制类型主要为走滑型地震,其次为正断型。不同半径范围内的震源机制一致性参数平均Misfit角和漾濞M_S6.4地震等中强地震活动具有一定的对应关系,漾濞地震及周边中强地震发生前,震源一致性参数均出现下降现象,即震源机制趋于一致;同时,根据计算的b值变化情况来看,研究区中强地震多发生于b值下降时段或低b值期。当研究区的震源机制一致性参数Misfit角低于40°且开始下降时,可能表明区域构造应力开始集中增强,发震时间逐渐临近,强震危险性不断增加。     

2017年四川九寨沟MS7.0地震震前地壳密度变化特征

基于紧凑约束最小二乘优化反演算法,利用2014~2017年地表重力变化观测成果,反演得到2017年九寨沟MS7.0地震前震中及周边地区的地壳三维密度变化。结果表明：1）在震中及周边地区出现大范围的重力变化,并沿张掖-西宁-九寨沟一带形成最大值达9 μGal的重力变化梯度带;2） 地壳密度变化量随深度增加而增大,其中在45 km附近达到最大,为0.2 g/cm3;3） 震中及邻区范围内形成密度变化的正负四象限分布（2014-04~2017-04）,其表现的物质运移方向呈左旋走滑式分布,与震源机制解基本一致。据此推断,在震前产生了与地震孕育相关的深部构造运动,而强震易发生在物质运移汇聚地方。     

兴文MS5.1地震震裂斜坡地震动响应特征

通过对宜宾珙县震裂斜坡上的3台地震动监测仪器记录到的2022-04-06宜宾兴文M_S5.1地震地震波传播数据进行滤波和基线校正,分析时程曲线、傅里叶频谱和加速度反应谱。结果表明：1)本次地震持时短、幅度小,2^#和3^#监测点S波持时较1^#监测点长2～5 s; 2)傅里叶频谱显示,水平方向低频衰减、中高频放大、频带变宽,垂直方向变化不明显;3)以1^#监测点为参考,2^#和3^#监测点峰值加速度(PGA)放大系数为1.17～3.05,阿里亚斯强度(AI)放大系数在EW和UD向为4.43～7.59,3^#监测点NS向可达18.86;4)对比分析芦山仁家村(非震裂斜坡)监测剖面,认为珙县震裂斜坡存在放大效应。     

2022年四川泸定MS6.8地震近场强震动模拟

基于随机有限断层模拟方法,选取2022年四川泸定地震近场100 km范围内9个触发强震台站进行强震动模拟。根据实测与模拟残差最小原则,确定此次强震动模拟的合理输入参数,并在此基础上获取地震峰值加速度的空间分布特征。研究结果表明,除JLT台外,大部分台站在0.05～1 s周期段的峰值加速度PGA及反应谱PSA的模拟结果与实际观测结果较为吻合,较好地预测了地震动。基于模拟结果给出的泸定地震烈度图与发布的仪器烈度图较为一致,等震线长轴呈NW-SE向。     

2008年汶川MS8.0地震与2017年九寨沟MS7.0地震成因关系探讨

利用2008年汶川地震破裂模型及2017年九寨沟地震接收断层参数和断层面有效摩擦系数等不同模型参数,计算2008年汶川地震造成的库仑应力变化。结果显示,在考虑不同模型参数条件下,2017年九寨沟地震震源处的库仑应力增量（同震及震后）约为3~7 kPa,尚未达到地震触发阈值10 kPa。综合分析认为,2008年汶川地震对2017年九寨沟地震有一定的触发作用,但作用十分有限,九寨沟地震的发生主要受控于区域构造活动及地壳流变结构。分析不同参数对计算结果的影响发现,不同破裂模型的选取对2018年汶川地震计算结果的影响最大,这可能是导致前人研究结论产生差异的原因之一。     

九寨沟Ms7.0地震的InSAR观测及断层破裂研究

为提高九寨沟2017-08-08 MS7.0地震的InSAR同震形变场精度,厘清发震断层的构造形态及形成机制,对形变区相干系数进行统计分析并确定相干性阈值,利用GACOS对形变场进行大气校正,再根据余震分布和地质背景确定发震断层的基本形状,最后基于Okada弹性半空间位错模型反演发震断层的滑动分布。改正后的InSAR同震形变场显示,视线向最大下沉为25 cm,最大抬升为10 cm,分别位于震中西北和东南,形变长轴为北西向,主要形变区位于发震断层西部。改正后的InSAR形变场残差均方根较改正前小,最大滑动量为0.9 m,平均滑动角为-0.5°,破裂主要集中在地下1~20 km范围内,矩震级为6.5,与USGS和GCMT等机构的结果一致。研究表明,利用GACOS改正九寨沟InSAR同震形变场对提高形变场精度具有一定的作用,反演断层滑动分布的结果较改正前差别不明显,发震断层的属性与虎牙断裂北段的性质基本一致。结合余震重定位结果可以推断,发震断层为虎牙断裂的北向延伸部分,此次地震事件为巴颜喀拉地块南东向扭转与华南地块碰撞的结果,中下地壳粘性流体的差异分布是导致虎牙断裂倾角变化的主要原因。     

基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05～1.00 s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00～6.00 s中长周期成分具有显著影响。     

强震山区低山斜坡地震动响应特征分析

2019-06-17四川省宜宾市长宁县6.0级地震后,双河镇布设了多个地震监测仪器,以获取不同场地条件下的地震动相关参数.研究结果表明:1)在同一介质下,60 m高程对地震动的峰值加速度放大可达1～3倍,阿里亚斯强度放大可达2～5倍,同时微地貌的不同可使放大效应具有一定的方向优势;2)在同一高程不同介质条件下,相较于砂...     

汶川Ms8.0地震前的地面运动排列熵变化

将排列熵理论引入地震学领域,采用四川地震台网22个地震台的数据,每小时计算一个垂直分量排列熵值,研究汶川M_S8.0地震前地面运动排列熵的时空变化特征,试图提取与地震的孕育和发生有关的信息。结果显示,震前22 h内,震中附近形成一个排列熵高值区,这个高值区与位于龙门山断裂系北侧的高值区显示出此消彼长的态势;震中东侧的低值区在南北方向拉伸运移,并在震中东北侧向西北方向分叉凸出,汶川地震就发生在新的高值区和低值区陡变部位。结合其他学者的研究结果认为,这些现象很可能与汶川地震的发生有关联。基于地面运动排列熵的时空变化特征推测,这次地震不仅是巴颜喀拉块体与四川盆地对抗的结果,处于龙门山断裂系北侧的鄂尔多斯块体的运动也参与了此次地震的孕育和发生。