不同温压条件下声发射应变能释放特征——加速模型参数物理含义的初步讨论

利用不同温、压条件下的花岗岩变形实验数据,研究声发射（AE）事件应变释放特征,探讨加速模型参数m值与温压环境的关系.常温条件下,声发射应变显示一定的加速释放特征,但m值随围压增加未显示出趋势性的变化,表明常温条件下m值与岩石强度关系不密切.围压固定时,m值随温度升高逐渐变大,声发射应变从加速释放逐渐过渡到匀速释放,这意味着不同温度条件下岩石变形过程中内部微破裂形式的差异,可能导致应变释放类型的较大差异（即m值的较大差异）.在浅表地层的温压条件下,岩石破坏前显示一定的加速释放特征,m小于1;在渐进式破坏区段,应变释放呈逐渐减弱的减速释放态势,m明显大于1;在深部温压条件下,应变释放加速特征明显,m值明显较低.此外,完整岩样破裂前声发射应变加速释放特征显著,而宏观剪裂面的黏滑之前,声发射应变基本上匀速释放.     

基于震例的前兆统计特征分析

依据《中国震例》（1966——1999收录的185次震例的2500多条地震活动及前兆异常资料,研究了各学科平均异常数量、空间分布范围、异常时间等统计特征及其与主震震级的关系．结果显示,地震学、形变、流体异常数量相对较多,且平均异常数量随震级增大有加速增长的趋势,前兆平均异常数量随震级的增加尤其明显．从地震学各方法来看,频次、空区、b值、条带等方法提供的异常数占总异常数量的1/2．前兆异常分布范围数倍于地震破裂尺度,形变、流体异常平均震中距随主震震级大体上呈线性增加．各类异常出现时间与未来主震震级定性正相关,即地震越大,出现的时间越早．研究结果还显示,当目标震级不高时（例如5——6级地震）,现有预测方法及手段可能不足以提供年时间尺度的地震预测依据．同时,流体和电磁等前兆学科在3年地震大形势预测研究,甚至是在年度预测研究中所能够发挥的作用,可能也不如人们所期望的那么大．本文较多震例的平均统计结果显示,随主震的临近,前兆异常空间分布向震中附近集中、收缩,同时异常数量明显增加．这一现象始于年尺度的中短期阶段而非更短时间的临震,同时本文亦未能够检测到前兆异常空间分布向外围明显的扩散过程．最后对《中国震例》前兆异常选取范围的合理性及对本文统计结果的可能影响进行了初步讨论.      

震后趋势判定技术系统CAAFs震后余震预测效果评价

自2019年正式运行以来,震后趋势判定技术系统CAAFs为震后应急与趋势研判及时提供数据和技术支撑。本文梳理总结CAAFs系统持续4.5年产出的数据,从全国和不同地区两个方面评价系统产出的震后余震预测结果,得到以下三点认识:①震级上限预测(发生某震级以上地震的可能性不大)的正确率大多为90 %及以上,显著优于震级区间预测(存在发生同等大小地震的可能或存在发生某震级左右地震的可能),各分区预测情况差异不大; ②震级区间预测震级普遍比地震实况偏高,实际7日内发生的最大余震震级与预测震级的差值(震级偏差)落入[-0.5,0.5]区间的地震比例约为44 %,落入[-1,1]区间的地震比例约为69 %,越靠近[-0.5,0.5]区间,地震的比例越高; ③震级区间预测中,各分区有一定差异,西南地区优于西北、华南和华北东北三个地区,总的来看4~5级地震预测情况不如其他震级区间,可能与该震级区间内地震的最大余震震级变化范围较大有关。     

余震序列性质判定单参数判据的统计研究

收集整理了1970~2004年中国大陆地区293次记录相对完备的M₀≥5.0地震序列, 其中孤立型地震68次、 主余型地震174次、 多震型地震52次。 选择h值、 b值、 能量熵、 震级差等9个表征序列特征的参数, 分震后不同时段进行计算。 在0.05的置信水平下, 对每一参数及规定的主震后时段, 分孤立型地震、 主余型地震及多震型地震三类统计其总体均值及置信区间, 以此作为序列类型划分的判据。 在此基础上对序列参数的变化特征及其序列分类能力进行讨论。 总的来看, 所选参数大多具有一定的序列分类能力, 其中部分参数数值分布范围与主震震级有关, 主震不同则序列分类标准有差异, 如能量熵、 时间熵、 序列主震与最大或次大余震的震级差等参数; 部分参数数值分布范围随时间变化, 震后不同时段有不同的序列分类判据, 如归一化频次、 h值等参数; 参数的有效时段存在差异, 并且部分参数始终无序列分类能力, 如b值、 归一化能量、 平均震级等。 对有一定序列分类能力的参数, 给出具体的适用条件及与时间或序列主震震级相关的判别指标。 平均来看, 能量熵、 主震与统计时段内最大地震的震级差等参数具有相对较高的识别准确率。     

青岛崂山地区环境应力与视应力变化分析

利用青岛市地震监测中心数字台网的地震波形记录,选取震级下限为ML1.0,计算了2003~2004年崂山地震序列过程中青岛地区地震视应力aσpp和环境剪应力τ0值的变化,结果表明,崂山地震序列的中等地震发生前相近震级小震所反映出来的应力增强变化并不明显,2003年以来青岛地区背景应力场也不存在明显的趋势性变化。对青岛崂山地震序列中261个小震的数字化波形记录计算分析后发现,环境剪应力0τ值和视应力aσpp值与震级明显相关,并且相同震级的地震事件所计算出二者的变化与地震序列的活动状态密切相关。     

地震预测与预警探讨

通过对地震预测的自然属性和社会属性的分析,研究了针对自然属性的地震预测和针对社会属性的地震预测(预警)及两者之间的关系.针对自然属性的地震预测,只是根据对观测数据的分析和相关理论的研究,考虑现阶段对地震孕育、发生的认识,给出未来地震发生的规模、地点及时间,不考虑预测后果,目的是检验对地震的科学认识水平.而针对社会属性的地震预测,除依据地震自然属性的预测结果外,还要重点考虑地震预测的后果,除考虑地震预测本身的不确定性以外,还要考虑发布地震预报造成的影响,以及建(构)筑物和生命线工程的抗震能力等复杂因素,总之突出考虑地震预测的风险,目的是最大限度地减轻地震造成的灾害.本文对地震预测面临的科学挑战和社会挑战进行了一定的讨论,并对地震预警的含义和研究内容进行了初步的分析.     

利用背景噪声研究2021年云南漾濞MS6.4地震同震及震后波速变化

通过测量地震波速度变化可分析地下介质应力状态的变化,加深对地震物理过程的认识.本文利用2021年5月21日漾濞M_S6.4地震震中50 km范围内16个地震台站2021年的三分量连续记录,通过背景噪声干涉方法研究了漾濞M_S6.4地震同震波速变化及震后恢复过程.结果表明,在1～4 Hz的频带范围内,台站对间的相对波速在主震后明显降低,dv/v_pair的幅度为-0.29%～-0.02%,随台站间距增大而降低.由线性回归获得的各台站的相对波速变化dv/v_station的幅度为-0.16%～-0.02%,总体随震中距增大而减小.分析表明,测量得到的同震波速变化主要来自于浅层(≤2km)介质,受静态应变和动态应变的共同影响,主要由强地面运动引起的岩石破碎和应力大规模调整控制.远离主震的北部台站波速变化较大,对应力扰动敏感性高,推测与台站下方的热流体分布相关.波速变化测量结果指示漾濞地震周边地震波速度在震后几天内达到最低值,而在8月份前后逐渐恢复到震前的水平,表征了介质的愈合过程.研究表明利用背景噪声干涉可对同震...     

2010年西藏聂荣MS5.7和MS5.5地震前后热红外异常分析

选取2010年3月24日西藏聂荣M_S5.7和M_S5.5地震前后的中国FY-2E静止气象卫星热红外遥感亮温和长波辐射数据, 对红外辐射数据采用阈值法进行去云预处理, 基于Morlet小波方法计算地震前后的红外辐射功率谱变化, 探讨地震前后红外辐射异常演变规律及特征。 研究结果显示, 西藏聂荣地震前出现了亮温和长波辐射异常增强现象, 并且其异常持续时间和主要异常区域基本一致, 但亮温的异常幅度大于长波辐射的异常幅度。 本研究对于该区域利用热红外遥感数据进行地震研究具有重要的参考价值和意义。     

基于速率-状态依从摩擦定律的前郭震群余震活动率及模型参数相关性研究

基于速率-状态依从摩擦定律的地震活动率时空预测模型,以同震库伦应力变化作为模型初始应力扰动,模拟了2013年吉林前郭MS5.8震群的余震活动率变化。考虑模型参数相关性,在模拟中采用2种不同的拟合方案,一是余震持续时间t_a不固定条件下的拟合,二是余震持续时间t_a固定条件下的拟合。结果显示,t_a不固定条件下的拟合方式可获得较好的AIC评价,适用于震后早期的趋势判定; t_a固定条件下的拟合计算耗时更短,拟合误差更小,理论模拟结果与前郭震群实际地震时序特征更为吻合。采用该方案对截至2016年10月24日的余震活动率变化进行了回溯性预测检验,结果显示模型预期的余震日频次与实际记录呈较好的正相关关系。研究还发现,主震破裂面附近的同震应力影区导致震后早期模型预测值相对于实际偏低,说明前郭序列余震活动可能还存在其他触发机制。     

基于深度学习的地震事件分类识别 ——以山东地震台网记录为例

为实现天然地震与爆破、塌陷事件类型的快速高效识别,文中应用深度学习技术中的卷积神经网络模型,设计了基于单个事件单个台站波形记录的深度学习训练模块和基于单个事件多个台站波形记录的实时测试模块.以每个事件P波到时最早的5个台站记录到的原始三分向波形为输入,分别采用目前主流的AlexNet、VGG16、VGG19、GoogL...