b值和V4的统计分析及其不确定性对地震危险性分析结果的影响研究

以郯庐地震带为研究实例,基于线性最小二乘法回归原理,采用多种组合方案统计得到多个b值与V4组合,选取最佳组合方案,确定郯庐地震带最优b值和V4值;同时使用概率地震危险性分析方法计算每个组合方案不同超越概率水平下的基岩水平峰值加速度,探讨了地震活动性参数b值和V4的不确定性对地震危险性分析结果的影响程度和规律。本研究方法和结论可供地震活动性分析和地震危险性评价研究时参考,对地震区划和工程场地地震安全性评价均有重要意义。     

基于地震带细致划分为地震构造区的概率地震危险性分析

在我国当前地震安全性评价中,普遍使用考虑地震活动时空不均匀性的概率地震危险性分析方法(CP-SHA),它规定以地震带为统计区域计算地震活动性参数b值和v4值。正在编制的中国地震动区划图(五代图)提出了针对潜在震源区进行三级划分原则:划分地震带、地震带上划分地震构造区、地震构造区内再划分潜在震源区。本文提出以地震构造区为统计区域回归统计方法计算b值和v4值,然后进行概率危险性分析计算,这样得到的结果可能更为合理。     

东北地震区b值和地震年平均发生率的统计分析

震级和频度关系式中的b值和地震年平均发生率是表征一个地区地震活动性的重要参数，也是地震危险性概率分析中不可缺少的计算参数。本文根据当前的地震目录，利用数理统计的方法给出了东北地震区的b值和地震的年平均发生率。该研究成果对在本区开展地震安全性评价和地震预报具有重要的参考价值。     

b值的时空分布特征与地震危险性的关联分析

震级-频度关系lgN = a-bM是统计地震学研究中最基础的规律之一.b值是地震活动水平的重要参数,也是判定地震危险性区的重要指标,它可以为地震危险性方面的研究提供依据,目前被广泛应用于地震预测和地震危险性研究中.本文总结了 b值研究中的关键问题,通过全面的分析和研究将b值随时间变化的特征归纳为以下4类:(1)在大震发...     

b值统计中的影响因素及危险性分析中b值的选取a

b值是从实际地震资料的统计中得到的.它与实际资料的完整性、可靠性、统计样本量的大小、取样的时空范围、样本的起始震级和取样间隔等因素都有关系. 本文使用累积频度-震级关系,lgN=a-bM,以起始震级为4 3/4和5;震级间隔为1/4,1/2和1级对不同尺度的时空范围进行统计,从中寻找各因素对b值统计结果的影响,为如何合理统计b值取得了一些实验依据. 此外,本文还就历史地震资料和现代仪器记录资料的统一使用问题,lgN-M线性关系两端掉头对b值统计的影响问题也作了探讨,从而提出在地震危险性分析中b值选取的原则及合理选取b值的方法.最后讨论了b值统计中的误差范围及其对危险性分析所产生的影响.      

地震区划中b值统计的若干问题研究

b值描述研究区的地震震级频度分布特征,是地震危险性和地震预报分析的基础参数,它实际上是衡量某地区地震活动水平的一种标志,在国内外地震预报研究和地震危险性分析中得到广泛的应用。本文就影响b值统计的几个重要方面进行了分析研究,得出了一些结论,希望能为地震危险性分析服务。     

考虑地震构造背景的地震活动性参数光滑方法在地震危险性概率评价中的应用

本文选取华北地震区作为研究区域,尝试利用空间光滑活动模型进行地震危险性评估.首先对研究区域进行划分网格,依据地震构造和地震空间分布特征建立地震构造模型,确定构造区特征参数(b值、M0、Mu、断层方位角及M-L关系等).采用考虑了地震构造背景的椭圆光滑过程的地震活动参数模型,计算各网格点的地震发生率.并利用网格源的地震危险性概率评价方法,由不同输入地震目录通过综合加权得到该区域50年超越概率10％的加速度峰值区划结果.该方法充分体现了地震活动的空间非均一性,尤其适用于发震构造不甚清晰的中强地震可能造成的地震危险性,避免了常规潜在震源区的划分.且评价方法简单快捷,为地震区划以及重大工程地震安全性评价工作提供了新的技术方法.     

基于多方案统计方法的柴达木—阿尔金地震带b值分析

利用1920—2020年地震资料，对柴达木—阿尔金地震带采用多方案(不同时间段、震级段)统计计算并综合分析，确定b值为0.78,较《中国地震动参数区划图》中确定的b值0.84有所降低，对地震带重大建设工程地震安全性评价与地震小区划的工程设防有重要意义。本文确定b值作为《中国地震动参数区划图》的补充，可为科学建立重大建设工程的地震危险性计算模型提供基础依据。     

现代弱震与历史强震联合计算b值方法及分析

本文以工程地震中划分、研究的六盘山-祁连山地震带和银川-河套地震带为例,分析了应用现代弱震资料与历史强震资料分时段年发生率联合方法求解某一地震带b值的必要性和可行性.通过联合现代弱震资料及历史中强以上地震资料,利用分时段不同震级档地震的年发生率进行拟合,给出六盘山-祁连山地震带b值为0.61 ±0.121,银川-河套地震带b值为0.68±0.075.所给出的结果对分析这两个地震带上工程地震安全性评价结果有重要意义,同时也对其它地震带工程地震安全性评价中b值的计算分析有一定参考价值.     

广西及邻区b值变化特征

基于广西台网提供的地震目录,利用中国地震局地球物理研究所编制的基于格点搜索的b值分析程序,对广西及邻区进行b值时空分析。b值空间分布结果表明：研究区存在两个b值显著变化区域,分别为广西中西部b值显著下降区和粤桂交界b值显著上升区,两个区域内分别发生了2019年靖西5.2级和2019年北流5.2级地震。计算这两个区域的b值时间变化情况：广西中西部地区在长时间b值下降的背景下,震前一年左右时间内出现b值显著的回升后快速降低转折,而后发生靖西5.2级地震,结合2008年汶川8.0级地震和2011年日本东北9.0级地震相似的b值分析结果,认为该种b值变化特征具有显著前兆意义;粤桂交界区域2019年10月发生北流5.2级地震,发震前后b值上升态势不变,结合地下速度结构分析,认为北流地震具有明显的坚固体孕震特征,是b值升高异常的成因。     

多地震活动性参数在断裂带现今活动习性与地震危险性评价中的应用与问题

为了分析将地震活动性参数用于判定断裂带现今活动习性、进而评估长期地震危险性的可行性,文中介绍了沿断裂带进行b值扫描与填图的方法,以及进行断裂带分段的多参数值(—b、E、n和—a/—b)组合分析的资料处理、计算及分析步骤;提出了为进行多参数计算的、断裂带分段的参考判据,进而概括了根据计算的参数值、结合强震历史背景、现今地震分布综合分析断裂带现今活动习性空间差异的方法与思路。以5条地震活动水平和监测能力各异的断裂带为试验对象,基于归纳的方法综合分析了各断裂带现今活动习性的空间差异及潜在的地震危险段。文中还就断裂的震后调整运动与低b值的关系以及精定位的地震资料在参数计算中的合理使用等问题进行了讨论。主要认识为:以b值为主的若干地震活动性参数的空间分布可有效地用于断裂带现今活动习性及潜在强震危险段落的判定。沿断裂带b值扫描与填图以及断裂带分段多参数值组合分析两种方法,可分别应用于地震监测能力强和一般的地区;若在监测能力强的地区将两种方法结合起来使用,可获得更可靠的结果。晚期余震活跃或者大震后调整运动的断裂段也可表现出较低b或—b值的特点     

论b值的矩估计

本文就采用矩法估计地震活动性参数b值的问题进行了讨论。文中推导出基于三个震级原点矩估算b值的计算公式,并以华北地区强震的b值统计为例,对采用一个、二个或三个矩参数估计b值问题进行了时域扫描计算比较。结果表明,同时使用震级样本数据的一阶和二阶原点矩估计b值是较为适宜的。     

统计时段对地震活动性参数估计的影响

就统计时段选取的不唯一性对地震活动性参数b值和年平均发生率v4的影响，作了广泛的分析与研究．结果表明，统计时段对b值产生的影响一般比对年平均发生率的影响要小．由于年平均发生率与b值间的指数函数关系，因而改变统计时段所引起的b值变化，对各震级档地震年平均发生率的影响呈幂级数规律减少或增大．这些结果对地震危险性分析的计算将产生综合效应，对进一步研究我国不同地区地震安全性评价结果的不确定性范围是十分有价值的．      

汾渭地震带的b值和年平均发生率的研究

为弄清当前汾渭地震带的 b值和年发生率的情况 ,用 Mapinfo的图象分析和检索功能对汾渭地震带的 b值进行了统计计算 ,推导出 4 .0级以上地震的年平均发生率 ,并对计算结果进行了分析 ,得出近 10 a由于带内强震数量很少 ,b值和年平均发生率变化不大的结论     

甘肃及邻区b值与中强震的关系研究

本文研究了甘肃及邻区8个小区域的背景b值和计算b值的最小震级下限,对计算b值的两种常用方法优缺点进行了比较,同时,研究了甘肃及邻区b值与中强地震的关系。研究结果表明,在甘肃及邻区,中强震前震中区及邻区的b值往往呈现低b值,与中强地震的对应率约为50%。作者认为,在日常的地震监测预报工作中,b值可作为一种较有效的判断指标。     

地震b值研究进展综述

地震b值是迄今为止地震活动性研究中应用较多的重要参数。介绍了b值的基本概念、计算方法、物理意义和不同断裂所主导的构造区域b值显著不同的观点,并简要叙述b值在强震地点判定、地震震级预测以及强震超越概率预测的相关应用,最后对未来b值综合性研究进行展望。     

b值和地震复发周期

针对过去计算b值的误差，提出了两条改进措施：（1）采用统一的绝对震级标度-矩震级标度MW；（2）舍弃缺失地震次数的点，然后用最小二乘拟合求得b值，使b值计算较准确. 据此，用3种不同来源和不同精度的资料计算，得到的b值都接近于1. 我们固定b值为0.85，用13年的现代地震观测资料，计算今后50～100年内较大地震（外推震级1～2级）的复发周期，结果表明，6级和7级以上地震的复发周期与用近100年的历史地震资料计算得到的复发周期相当一致，可以说外推的结果是可靠的.     

柴达木—阿尔金地震带b值统计计算

目前工程地震中使用的b值来源于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）,地震资料仅考虑至2010年,距今有10多年的地震资料缺失,在此期间柴达木—阿尔金地震带发生了7级以上强震,因此需验证该地区b值是否体现高震级段地震危险性水平。为此,利用1920—2019年地震资料,对柴达木—阿尔金地震带b值进行统计研究,确定b值为0.76。根据该地震带不同构造区提取地震目录,按照震级完整时段计算各自b值,得到b值范围为0.536 5～0.801 9,最大差值为0.272 6,该结果低于《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）确定的b值,体现了近期大地震的发生对该地震带活动强度和大震重现期等地震活动特征和活动水平的影响,本研究确定的b值可作为《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）的补充,可为科学建立重大建设工程地震危险性计算模型提供基础依据。     

基于数据驱动的时间序列b值计算新方法(TbDD):以2021年云南漾濞Ms6.4地震序列为例

时间序列的b值在天然地震和工业开采诱发地震的危险性分析中具有重要的应用潜力,但长期以来受到计算规则设置的人为主观性、计算结果的可靠性和时序对突变识别精度不高等问题影响,制约了不同结果的可比较性和共识性科学认识的提炼.本文借鉴基于数据驱动(data-driven)的地震活动参数计算思路,采用连续函数形式的OK1993模型、时间轴随机段落划分、贝叶斯信息准则模型选择等技术环节,构建了基于数据驱动的时间序列b值计算新方法TbDD.利用合成地震目录的理论测试,并分别与固定地震数目的窗长和步长、固定地震数目的步长和累积窗长等传统的固定窗口法进行了比较研究.结果表明,TbDD方法可较好地还原合成地震目录的b.值输入参数,在计算规则设置的客观性和对b值突变过程的准确识别上具有明显优势.此外,我们还对新近发生的2021年5月21日云南漾濞Ms6.4地震序列进行了实际案例应用.结果显示,此次序列的b值在Ms6.4主震前为0.7左右、震前20 h出现了约0.1幅度的下降,表明在序列发生前震区的差应力水平较高.而b值在Ms6.4主震发生后起伏明显、逐渐增加至0.8左右,这一现象可能与震区在主震后早期较为剧烈的应力调整有关.进一步针对随机模型的数量以及时间轴的随机段落划分设置对TbDD方法b值计算结果的影响程度进行了测试,发现b值受随机模型数量影响较小、具备较强的稳定性,时间轴的随机段落划分设置可影响b值时序微观起伏变化的识别.本文发展的TbDD方法在对时间序列b值计算的准确性、余震趋势跟踪的高精度要求,以及工业开采诱发地震风险管控等领域有较好的应用潜力,所获得的2021年云南漾濞Ms6.4地震序列的b值计算结果也对理解此次地震序列的孕育过程有参考价值.     

唐山Ms7.8地震前b值异常特征

基于应力与b值之间的负相关关系,b值一直是地震预测研究和地震危险性分析的内容之一.在b值分析时,一个是特定时段的空间扫描分析,另一个是选定空间范围内的时间进程分析.b值的空间分布可以反映各个地区b值的差异性,但难以将其与地震孕育相联系.同样,在进行b值随时间变化分析时,难以保证所选取的区域完全包含b值异常区.有震例研究表明,地震发生前b值存在数月-数年的下降变化过程.本文中,我们着眼于b值下降变化过程,通过格点搜索法,分析1976年唐山Ms7.8地震前b值异常特征.结果 表明:b值下降异常大面积集中分布在京-津-唐一带地区,在这个异常区内唐山Ms 7.8地震发生前b值大约从1973年6月到1974年10月经历了17个月的下降过程,从1.1降至0.72,相对下降幅度约为35％.在之后的20个月中,b值一直维持在低值,没有明显变化.在b值处于低值期间,从1975年4月 1976年6月,b值异常区的应变释放是加速的.