矿山地震危险性评估方法

1.引言地震活动性的经典描述基于地震发生率λ(它等于给定时间段T内震级大于等于m_(min)的地震个数)、古登堡-里克特关系式中的b值和区域最大地震震级m_(max)。古登堡-里克特关系的形式为:logn(m)=a-bm(1)式中r(m)为震级大于等于m的地震事件个数,a和b为参数。高b值表明所考虑区域内高震级地展事件个数占地震事件总数的比例较小;相反,低b值表明高震级事件占有较大的比例。因为高震级事件导致较强的地面运动,而且较强的地面运动经常与地震破坏和岩石的强度降低有关。     

震级和地震的定量化

引言在将近50年以前里克特引入地震震级的概念,在地震学的领域内,已取得了不平凡的成功。地震震级满足了按强度把地震加以分类这个明确的需要。随着时间的前进,提出了几种震级标度。按年代顺序为,第一是由美国加利福尼亚南部地震产生的近震震级 M_L(里克特,1935).为了把震级标度应用于远震事件,引入了20秒面波的震级 M_S,称为面波震级(古登堡和里克特,1936)。最后,为使震级标度适用于任意震源深度,定义了体波震级 M_b(古登堡,1945a、b)。不辛,由于这个不一致的发展,立刻出现了困难。明显的问题是如何使得三个震级标度彼此相连系,始终没有一个满意的解     

根据不完整数据文件估计地震危险性参数第Ⅲ部分:引入地震发生模型的不确定性

大多数概率地震危险性分析方法要求知道至少3个震源参数,即平均地震活动率λ、古登堡—里克特b值和地区特征(孕震源)的最大可能震级mmax。目前,所有使用这3个参数的地震危险性评估方法几乎都明确地假定这3个参数在时间和空间上保持不变。但是,对大多数地震目录更细致的分析表明,地震活动率λ和古登堡—里克特b值都存在显著的时空变化。本文,这些地震危险性参数的最大似然估计考虑目录的不完整性、震级测定的不确定性以及所用地震发生模型的不确定性。通过假定平均地震活动率λ和古登堡—里克特b值为伽马分布的随机变量引入地震发生模型的不确定性。该方法扩展了经典的古登堡—里克特的频度—震级关系,地震数量按对应的复合量泊松分布(Benjamin,1968;Campbell,1982,1983)。使用所提出的方法估计了在南非当代历史上经历最强、破坏性最大地震,即1969年9月29日M_W6.3塞里斯—塔尔巴赫地震地区的地震活动性参数。结果表明引入地震发生模型的不确定性会减小平均复发周期,使所估计的地震危险性增大。此外,研究证实考虑震级的不确定性则作用相反,即那会增大复发周期或等效地减小估计的地震危险性。     

地震强度与地震震级的物理含义

里克特——古登堡的地震震级标度是用特定震相指定频率或频段(地震仪)上的地动位移或速度最大值来表征地震大小的。后者能否反映地震强弱,这样的地震强度定量是否合理?它究竟有什么确切的物理含义?深入研究地震强度和地震震级的物理含义对于揭示目前震级测定中存在的问题,探讨震级与地震仪类型关系、产生震级饱和的原因以及认识与地震     

综合地震和地质数据获得的坎特伯雷地震序列的震级—频度分布模型

我们综合地质和地震数据获得了坎特伯雷地震序列的震级—频度分布模型。在确定分布曲线时,借机用新的数据解决了文献中的一个长期争议:对于断层或断裂带的地震活动性,究竟是古登堡—里克特关系还是特征地震模型描述得更好。结果表明,对于坎特伯雷地震序列的整个复合断裂带而言,若综合考虑古登堡—里克特曲线(拟合仪器目录数据)误差和格林代尔断层上大(主)震根据古地震推断的复发周期界限,震级—频度分布可用古登堡—里克特关系很好地描述。相反,对于格林代尔断层的较小区域,震级—频度分布用特征地震模型描述得更好。不同的就是尺度,因为坎特伯雷地震序列所代表的复合断裂带表现为古登堡—里克特分布,而该断裂带内的单个断层表现为特征地震分布。因此,地震风险模拟中震级—频度分布的确定必须考虑尺度因素,而不能简单地认为一条震级—频度分布曲线适用于所有断层情形。     

震级测定中的若干问题

前言1935年里克特提出以地震震级作为衡量地震大小的定量方法,是地震学发展中的一次重大进展。它改变了已往用震中烈度作为量度标准的做法。震中烈度I_0的定性评定,主要依赖于地面受到的宏观破坏程度,而且受震源深度、震中距和地表介质的影响很大,地震震级M则是根据从震源处辐射的地震波振幅大小测定的,它与地震能量有直接的联系。里克特开始提出的只是地方性地震震级M_L,1939年古登堡与里克特发展了面波震级M_S,1945年又提出     

日本丛震地震矩—复发间隔分布及余震回归

<正>1研究背景古登堡—里克特定律（log N=a-bM）揭示了震级和累积地震次数之间的关系,即地震发生频次的对数随地震震级数呈线性变化。矩震级比例定律解释了地震矩和地震释放的能量之间的关系（Kanamori,1983）。     

地震的震级频度分布与古登堡—里克特关系式的偏离:大震之前前兆异常的检测

本文介绍了表示地震的震级频度分布与古登堡-里克特(GR)关系式偏离的一种量度。以前曾认为震级频度分布遵从古登堡-里克特关系式,然而,实际分布常常与这一关系式偏离相当大。令n_i、N、M_0和b分别是震级为M_i～M_i+△M的事件数目、地震的总数目、震级的下限以及古登堡-里克特关系式的b值。这样,用Kullback-Leibler平均信息就可给出偏离的量度:式中,p(X_i)=n_i/N,q(X_i)= b ln 10 exp(-b ln 10 X_i),函数q(X_i)代表古登堡-里克特分布,因此这个量度给出了震级分布与古登堡-里克特关系式的偏离程度。如果地震的震级分布与古登堡-里克特关系式符合得越好,那么‘C’值将越小;而如果分布精确地遵从古登堡-里克特关系式时,‘C’为零。相反,如果分布与古登堡-里克特关系式偏离很大,‘C’指标给出的值也很大。我们研究了日本的大地震和震群前后‘C’值随时间的变化,结果显示出大震前后‘C’值的变化是不可忽视的。在大震之前,‘C’值变小,这说明震级分布与古登堡-里克特关系式吻合得较好,主震之后,‘C’急剧变化。在震群活动期间,‘C’值的变化也相当大,但是,震群的‘C’值比一般地震的‘C’值小些。在某些震群中,‘C’指标在最大活动时刻达到极大值。这个量度是很有用的工具,用它可观测地震活动的典型特征并且或许可用来作为检验大震的前兆现象。     

里克特震级和主要的定震级系统与震级的符号使用(摘要)

西方的通讯社在报道破坏性地震时,常常引用“里克特震级”几级几级,本文叙述了在不同时期所谓“里克特震级”具有不同的含义。在1945年以前主要是指M_L—里克特原始震级,系用乌德—安德森氏标准地震仪测定者;1954年古登堡—里克特合著《地球地震活动性》一书大量发行之后,所谓里克特震级在大多数情况是折合为面波震级M_s;1958年里克特著“地震学基础一书所附震级系以M_s与体波震级m用加权平均的办法求得的,比     

估算大震复发时间中m_b和M_s的换算

古登堡和里克特最早提出震级—频率关系式(1954):logN=a-bM (1)在地震危险性的评定中,一个共同的问题是要估算某一给定地区中至大地震复发的可能时间。地震学家们常常用(1)式,即地震震级—频率分布(FMD)曲线外推来寻求结论。某一地区未来可能发生的最大地震震级(M_(max))     

小震到大震的频度-震级关系的变化

地震矩≥M_0或能量≥E 时观测到的地震发生率遵从幂律分布(M_0)=aM~(-B)。这一观测结果是古登堡和里克特首先提出的,他们用的是震级,表达式为 Iog_(10)[(M)]=A-bM。参数 A 量度研究地区的地震活动水平。对于较小地震,发现斜率(b 值)在0.8—1.2之间。在整个震级范围内,常值的 b 意味着地震的自相似性,也就是说,地震无论小还是大,都用同一种方式来标度。赖德莱克和赛克斯(Rydelek and sacks)发现震级小于2.0的地震明显地不遵从自相似     

测量震源辐射的谱震级和谱地震图

为测量地震强度所做的努力已有100多年了。1935年,里克特用伍德-安德森地震仪记录的南加州地震建立了地方震震级标度M_L,所用地震波的周期范围为0.1～2s。1945年,古登堡(1945a)根据远震记录周期为(20±3)s的水平向面波建立了面波震级标度M_s;古登堡(1945b)还分别用平均周期为5s和10s的P波和S波引进了体波震级标度m_b。所有这些标度都是基于某些特定的周     

利用完整的数据文件估计喜马拉雅山及其附近地区的地震危险性参数

根据利用包含最近震例的完整数据文件的方法,对喜马拉雅山及其周围地区地震危险性参数进行了最大似然估计。采用的完整地震目录是1900～1990年这个时段的。对喜马拉雅山及其附近6个不同地震带确定了最大区域震级M_(max)、地震活动率λ、具有某一震级下限M_(max)≥m历的地震的平均复发周期R及其发生概率,以及古登堡-里克特震级频度关系式中的b值。结果表明,NEI和BAN带上的危险性一般来说高于其他4个带。带与带之间b值和危险性水平的高差异反映出地震构造具有高度复杂性,地壳具有高度不均匀性。     

科学家修正G-R定律应对极端地震情景

<正>随着地震震级的增加,地震发生的可能性呈指数型下降趋势,具体表现为小地震发生的可能性远小于大的破坏性地震。地震发生可能性和地震震级之间的这种关系遵循数学定律,即古登堡-里克特定律(GutenbergRichter law,G-R定律),地震学家常常用其来预测区域特定震级地震发生的可能性。尽管如此,该定律缺少分析极端情况的必要组成部分。例如,发生12级地震的可能性几乎为零,因为在此情况下,理论上地球     

在不完整地震目录下的未来缺震数估计

依据所关心地区的地震目录,建立起古登堡-里克特关系,并据此而推断该地区未来的缺震数,是一种常用的做法。然而,如果该地区的震级-频度关系是非古登堡-里克特的,或者即使是但由于地震目录不全(指历史地震目录的中小地震缺失和现代仪器记录的弱小地震缺失)而使震级-频度曲线呈系统性上凸,都将严重影响对未来缺震数的估计。本文指出,无论是哪一种情况,甚至是两种情况的耦合,折线型震级-频度关系都是合乎逻辑的处理方法。本文侧重于概念、实例,而在下文中则致力于算法推导和理论试验。     

关于测定震级的两个问题

近年来国际上常使用体波震级m_b,由于其具有一定的物理意义,各种地震报告中一般都有m_b值。1956年古登堡—里克特提出体波震级公式     

国际上震级测定某些问题及佘山台震级测定情况

把数学引入地震震级研究,仅是1935年由里克特(Richter)创立了里克特近震震级M_L 标度后才揭开序幕的。十年后,由古登堡(B.Gutenberg)用20秒周期的面波定义了面波震级 M_S,公式为:M_S=logA+1.656log△°+1.818+C(20°≤△≤130°)(1)式中 A 定义为:A=(A_N~2+A_E~2)~(1/2),A_N 与 A_E 分别表示两个水平分量的最大振幅,请注意,它常常可以从地震图的不同时刻量得,而不要在同一时刻!当只有一个分量可用时,要将振幅值乘上1.4(即2~(1/2))才行。这与人们后来理解的,如我国国家局71年发的《统一震级标度的暂行办法》和78年的《地震台站观测规范》则规定:“要取同一时刻,或相差在1/8周期之内”,做法是一致的。     

1900—1948年中国M≥6.5地震的均一震级目录

由于不同时期各观测系统所用震级标度、仪器性能和测量方法的不同,各种中国地震目录中所列震级值常不一致。本文在收集和整理1900—1948年间,中国地震的仪器观测资料的基础上,采用统一的震级标度修定震级,以期给出该时期的均一震级目录。为此,采用古登堡-里克特1945年面波震级公式和1956年体波震级公式,作为基本震级标度,并将1962年的莫斯科-布拉格公式用于较短周期面波的面波震级测定,以作补充。统计表明,在这段时期内,两者之间是比较一致的。 根据这种标度,重新核算了《全球地震活动性及有关现象》一书的手稿资料,并用所有能收集到的台站振幅、周期资料计算了震级;建立了徐家汇台的量规函数和应用观测到P波的最大距离估计震级的计算公式;统计出各种震级目录中的震级值对古登堡-里克特震级标度的归算关系。从而得到了1900—1948年间中国地震的修订震级。文中列出6.5级以上的中国地震目录。 修订后的震级与国内外已有目录的统计对比结果表明,修订后的震级与阿部的全球大震目录中我国地震的震级相近,而与1983年编《中国地震目录》(未计入直接引用徐明同震级的部分)所列震级平均偏差虽小,但离散较大。 本文根据修订后的震级目录,探讨了《全球地震活动性及有关现象》一书中震级的含意,结果与盖勒-金森的结     

1900-1948年中国Mem>6.5地震的均一震级目录

由于不同时期各观测系统所用震级标度、仪器性能和测量方法的不同,各种中国地震目录中所列震级值常不一致。本文在收集和整理1900——1948年间,中国地震的仪器观测资料的基础上,采用统一的震级标度修定震级,以期给出该时期的均一震级目录。为此,采用古登堡-里克特1945年面波震级公式和1956年体波震级公式,作为基本震级标度,并将1962年的莫斯科-布拉格公式用于较短周期面波的面波震级测定,以作补充。统计表明,在这段时期内,两者之间是比较一致的。 根据这种标度,重新核算了《全球地震活动性及有关现象》一书的手稿资料,并用所有能收集到的台站振幅、周期资料计算了震级;建立了徐家汇台的量规函数和应用观测到P波的最大距离估计震级的计算公式;统计出各种震级目录中的震级值对古登堡-里克特震级标度的归算关系。从而得到了1900——1948年间中国地震的修订震级。文中列出6.5级以上的中国地震目录。 修订后的震级与国内外已有目录的统计对比结果表明,修订后的震级与阿部的全球大震目录中我国地震的震级相近,而与1983年编《中国地震目录》(未计入直接引用徐明同震级的部分)所列震级平均偏差虽小,但离散较大。 本文根据修订后的震级目录,探讨了《全球地震活动性及有关现象》一书中震级的含意,结果与盖勒-金森的结      

古登堡与里克特震级-频度关系的系数研究

众所周知,大小地震之间的著名统计关系 logn(Mi)=a-bMi logN(Mi)=A-BMi 式中i=0,1,2,…,k,其中,M.为最小统计震级档,Mk为最大震级档.古登堡在统计时,是将地震按震级分档的,即n是震级为Mi+△M的地震次数,为(1)式.里克特采用按震级由强至弱累计,即N是震级大于等于Mi的地震次数,为(2)式.