How to obtain alert velocity thresholds for large rockslides

A reliable forecast of the failure stage of large rockslides is difficult, because of non-linear time dependency of displacements and seasonal effects. Aim of this paper is to suggest a practical method to prepare alert thresholds for large rockslides, assessing critical values of velocity for carrying out civil protection actions using monitoring data. Adopted data concern the 20 Mm³ Ruinon rockslide (Valfurva, Central Alps, Italy), still evolving and suitable to originate a fast moving rock avalanche. Multitemporal analysis of aerial photos, LIDAR-ALTM laser topography, field survey and geomechanical analyses allowed to infer the rockslide kinematics and better understand data provided by a monitoring network including distometers, extensometers, GPS benchmarks and inclinometers. The analysis of displacement and rainfall data over five years (1997–2001) allowed to recognise three different evolutionary patterns of displacements, showing a continuously increasing rate since 1997. Data representing large-scale behaviour of the rock mass were fitted by power-law curves, according to the “accelerating creep” model by Voight, in order to evaluate a suitable failure time. This was hampered by the large seasonal deviations, which can significantly delay the occurrence of failure. Data were fitted using the Voight’s equation, expressed in terms of displacement, through non-linear estimation techniques, in order to find values of the controlling parameters (A, α and t_f) suitable to represent the mechanical behaviour of the rock mass approaching the failure. This allowed to compute velocity–time theoretical curves and to define different velocity threshold values (pre-alert, alert and emergency) to be used for emergency management.     

2003年大姚6.2级、6.1级地震序列震源位置及震源区速度结构的联合反演

采用震源位置和速度结构的联合反演方法确定2003年大姚6.2级、6.1级地震序列的分布和震源区的速度结构.该方法首先确定研究区的速度结构,然后在该速度结构的基础上对地震重新定位.结果表明:① 大姚6.2级地震序列明显分为地震较密集的东南段和地震较稀疏的北西段,而且这两段存在一定的错动,速度结构也显示出高、低速交界带在错动处具有转折特点;② 大姚6.2级地震序列在深度上呈"V"字形分布,这与该地区呈倒三角形分布的低速体相对应,即余震主要分布在高、低速交界带附近;③ 大姚6.2级、6.1级地震的破裂区都位于倒三角形低速体的东南侧,6.2级地震沿高、低速交界带往下破裂,而6.1级地震沿高、低速交界带往上破裂;④ 6 km深度的速度分布显示震源区具有高、低速度体交替呈四象限分布特征,而且余震主要沿北西向的高低速交界带分布;⑤ 大姚6.2级主震的东南侧的高、低速交界带处的低速体速度值较北西侧低速值高,其对6.2级地震往东南方向破裂具有阻碍作用,即东南侧处于能量积累状态,有利于6.1级地震的发生.     

全波形反演在缝洞型储层速度建模中的应用

速度是地震偏移成像准确与否的关键所在.全波形反演综合利用地震波场运动学和动力学信息,能够得到相比传统速度建模方法更高频的成分.全波形反演的理论比较成熟,但实际应用成功的例子相对较少,特别是对于陆上地震资料.塔里木盆地地震地质条件复杂,为了实现缝洞型储层的准确成像,本文开展了针对目标靶区的全波形反演精细速度建场研究.采用一种时间域分层多尺度全波形反演流程:首先通过层析成像建立初始速度模型;其次利用折射波反演浅层速度模型;最后利用反射波反演中深层速度模型.偏移成像结果表明基于全波形反演的速度建模技术能有效改善火成岩下伏构造的成像精度,显示了全波形反演在常规陆上采集资料的应用潜力.     

中强地震前中小地震速度谱的变化特征

从Ｄｕｄａ和Ｎｏｒｔｍａｎｎ提出的谱震级定义出发,利用江苏地区遥测台网的５个台站记录到的５４次地震的数字化垂向位移波形记录,采用１３组０．５倍频程的滤波器,计算了各次地震的Ｐ波和及Ｓ波在没中心周期处的平均速度谱值,研究了地震的Ｐ波或Ｓ波速度谱的拐角周期及综合因子ｆ值的时间变化特征。结果显示：中强地震发生之前１年或更短的时间内所发生的中小地震,其速度谱综合因子ｆ值随时间的变化具有由高值向低值的变化趋     

利用深井地震速度记录确定震级的初步研究

利用上海遥测地震台网虹桥、南汇台深井地震速度记录资料讨论地震尾波衰减与震级关系.采用统计方法求得了用垂直向地震波持续时间 L 测定震级M_v 的公式M_v 虹桥=-0.981+1.677×log(L)+0.600×log(△)±0.22M_v 南汇=-1.461+1.979×log(L)+0.506×log(△)±0.22结果表明,地震速度记录的持续时间 L 的对数加上震中距(△,单位:km)的对数与震级在近震范围内(△<5°)呈线性关系,说明用地震速度记录同样可以测定地震震级,这有助于提高深井速度记录资料的推广和应用。     

2015年8月12日天津化学爆炸产生的多模式面波分析及其应用研究

2015年8月12日天津滨海新区发生的强烈化学品爆炸造成了巨大的经济损失和社会影响.天津爆炸产生了清晰的大振幅面波信号,分析结果表明这组信号由基阶和高阶面波组成,可以追踪到约135 km外的远处台站.利用这组面波信号分别开展了以下研究：（1）利用附近三个台站记录的四个单频基阶Rayleigh波信号对爆破事件的绝对位置进行了网格搜索,结果与利用GPS测量的位置相差仅0.498 km;（2）分别利用网格搜索和主事件定位法,对两次子事件的相对位置进行了确定,距离约75 m左右,与前人研究结果吻合;（3）从面波记录中测量到36条基阶Rayleigh波、49条第一高阶Rayleigh波、9条基阶Love波和29条第一高阶Love波的频散曲线,并进一步反演获得研究区域地下4 km内的S波速度结构.反演结果显示地表处S波速度低至0.375 km·s^-1,在小于1 km的浅地表速度梯度较大,符合典型的盆地结构特征.本文的研究结果为类似爆炸等突发事件快速定位提供了新的思路,有助于灾后救援的迅速展开;同时得到天津滨海新区及周边浅层精细的速度结构,对于地震灾害评估有很大帮助.     

热水条件下角闪石断层泥的摩擦滑动性质——与斜长石断层泥的对比

基于速率与状态依赖性摩擦本构关系理论框架,在热水条件下研究了角闪石断层泥的摩擦滑动性质并与闪长岩的另一种主要矿物斜长石的摩擦滑动性质进行了对比.摩擦实验是在三轴实验系统上完成,有效正应力200 MPa,孔隙压力30 MPa,并将加载速率在1.22 μm/s和 0.122 μm/s之间实施了切换.结果表明角闪石的摩擦系数均值为0.70±0.01,随着温度增加没有系统性的变化,整体低于斜长石的摩擦系数(0.75±0.01);计算与实验表明,角闪石和斜长石的摩擦系数的体积分数加权平均值与闪长岩的摩擦系数基本一致;角闪石在实验温度范围内(100～614 ℃)显示速率强化(a-b>0),与斜长石在整个温度范围内的速率弱化(a-b<0)正好相反;角闪石的速率依赖性在整个实验温度范围内无系统性的变化.     

安宁河-则木河断裂带及周边地区Rayleigh波群速度背景噪声成像研究

安宁河-则木河断裂带位于川滇地块、巴颜喀拉地块和华南地块的交接部位,是川滇菱形块体的东部重要边界。利用布设在安宁河-则木河断裂带周边区域的西昌台阵和川西台阵均历时两年、共187个宽频带地震台站的垂直分量的背景噪声数据,采用噪声层析成像方法获得了这一区域4~20s的Rayleigh波群速度分布图像。与前人研究相比,本文结果的横向分辨率有明显改进,在安宁河-则木河断裂带可达20km左右,在其它区域可以达到20~40km。成像结果表明,安宁河-则木河断裂地区上地壳的速度结构存在明显横向不均匀性,速度分布特征与地表地质构造基本一致,不同周期的速度分布变化较小。盐源盆地、西昌盆地和四川盆地西南缘表现为低速异常。九龙附近和南部的德昌-盐边-巧家附近表现为高速异常,分别与出露的花岗岩体和峨眉山玄武岩有关。在安宁河断裂南段和则木河断裂北段能观测到断裂两侧的速度存在明显差异,其余断裂带两侧的速度对比不明显。贡嘎山附近的中上地壳表现为明显的低速异常,其东侧和西南侧高速体的阻挡,以及鲜水河-安宁河断裂带走向的变化,在贡嘎山区形成一个挤压弯曲段,使得川滇菱形块体的东南向水平运动转换为垂直于断裂的挤压作用和垂直隆升,导致了贡嘎山的快速隆起。     

华北地区上部地壳结构的三维有限差分层析成像

采用正方形网格对华北地区速度模型进行参数化、网格维数为649×90×16,网格间距为1km. 通过对华北地区30条深地震测深剖面的Pg波三维有限差分速度层析成像反演,获得了该地区上部地壳的三维速度结构. 反演结果显示,低速的"棱形"华北盆地被高速的隆起所包围;而华北盆地又由两个大的断陷带中间夹一个隆起所组成.两个大的断陷带又被分割为多个小的断陷盆地.研究区内的断层多为铲式正断层,结晶基底深度变化较大. 所有这些表明华北地区具有复杂的地质构造和发生强震的深部背景.     

隔震桥梁子结构拟动力实验中加载速率的影响因素研究

本研究运用DSP高速数字信号处理器的实时信号处理与控制技术,研究了基于速度控制法、OS数值积分法和相应的实验误差控制法的子结构拟动力实验系统。该试验系统对动力加载装置采用速度控制,在加载过程中考虑了加载速率对实验结果的影响,使隔震橡胶支座的速度相关性能在试验中得到充分体现,同时采用OS数值积分法,充分地减少了试验的时滞误差,提高了试验精度。并通过不同加载速率的子结构拟动力实验研究了天然橡胶支座、高阻尼橡胶隔震支座和超高阻尼橡胶隔震支座对桥梁的隔震效果,在对实验结果进行分析对比后,定量地研究了不同的加载速率对隔震桥梁子结构拟动力实验结果的影响。