改进蜂群算法及其在面波频散曲线反演中的应用

应用改进蜂群算法反演面波频散曲线以获得近地表横波速度剖面.蜂群算法属于群智能算法中的一种,灵感来源于蜜蜂群体特定的觅食行为,在该算法的基础上结合粒子群算法中的全局最优解引导思想,同时引入遗传算法中交叉运算操作,即采用基于交叉操作的全局人工蜂群算法对面波频散曲线进行反演研究.改进蜂群算法在继承传统算法精于探索特性的同时,针对其疏于开发的缺陷着重加强了算法对全局的探索能力.使用理论和实测瑞雷波数据,本文研究了改进蜂群算法在推导近地表横波速度分布的有效性和适用性.在反演中,目标函数的收敛性好,改进算法在迭代的过程中能够快速收敛到全局最优;模型参数的概率分布高,即在寻找到全局最优解的同时,能够确保解中每个参数同时达到最优,保证了反演的结果可靠度,使其能有效地应用于瑞雷波频散曲线的反演和解释中.     

山东长岛震群震源机制解一致性参数时空演化特征

借助山东数字地震台网记录到的长岛海域的中小地震波形资料,采用P波初动求取小震震源机制解的方法对研究区内293个ML≥2.0地震进行震源机制反演,并根据震源机制解的资料对长岛地区进行应力张量反演,计算各节点震源机制解一致性参数的时空演化,进而分析长岛地区的应力状态以及震源机制一致性参数的时空演化特征。结果表明:(1)研究区地震震源以走滑型为主,正断型次之,逆断型最少,初步判断发震断层为SE走向的高角度的走滑断层,主要表现为水平运动。(2)通过反演得到研究区区域平均应力场主压应力方向为101.4°,倾角29.1°;中等应力方向为280.8°,倾角60.8°;主张应力方向为11.3°,倾角0.3°,应力张量方差为0.085。(3)震源机制一致性参数的时空分布与中等地震活动有一定的关系,具体表现为:在中强地震发生前,震源机制和应力场一致,震源区附近的构造应力场的作用增强,此时震源机制一致性参数处于较低水平。空间上,研究区震源机制一致性参数整体上呈现出中间低两边高的特点,所有ML≥4.0地震都发生在极低值区或者高值区向低值区变化的过渡带上。     

用双差波速比方法分析2014—2015年安徽金寨震群

使用扣除同一个地震台站记录到的两个距离相近地震的地震波的相同路径, 把波速比指示范围限制在地震集中区的方法计算波速比值。 利用区域台网记录到的地震波形和震相数据, 对2014年8月~2015年8月间, 安徽金寨地区发生的小震震群进行波速比计算, 分析了该方法在该地区震相数据上的误差影响和应用情况。 得到金寨震群震中集中区的波速比值。 结果显示, 震中集中区波速比略低, 结合当地断层分布情况, 这可能体现了该区域的介质硬度稍高, 应力积累高于周边区域。     

从二个地下流体典型震例论台网优化与升级

对1998年张北M_S6.2与2014年鲁甸M_S6.5二个地下流体的典型震例, 进行前兆异常的重新筛选与异常特征的系统剖析, 分析了异常与地震三要素关系, 指出了异常特征与地震三要素关系的不确定性及以此实现地震预测的困难性。 从场的动态监测与源的过程追踪的地震预测的科学思路出发, 提出了中国地震地下流体台网的优化与升级的方向与方案, 其主要内容有: ① 通过对现有观测井(泉)进行筛选并增建一批新观测井(泉), 重建以强化场的动态监测为目标的全国地下流体基本台网, 该网以地下水物理化学(水位、 水温、 氡、 汞)观测为主, 井(泉)间距在西部地区为约200 km, 东部地区为约100 km, 首都圈地区为约50 km; ② 在天山带、 南北带、 郯庐地震带等地震潜在危险区, 新建5~6个地下流体局部观测网, 开展以捕捉M6.0以上地震的源兆与追踪其变化过程为目标的断层气体(含溶解气与土壤气)成网观测, 井(泉, 点)间距为约50 km左右, 进行突破地震短临预测的科学技术探索; ③ 在建设上述二个层次观测网时, 抓三项关键技术: 进一步完善与提升现有的数字化观测技术, 优化与规范观测井的内在质量, 发展气体、 离子、 流量等测项。     

基于微粒群算法对城乡应急避难场所规划的研究

地震是具有毁坏性的自然灾害,对于震后严重受损的地区,设计合理的应急避难场所是非常必要的,为此提出基于微粒群算法对城乡应急避难场所规划的研究。将退火算法的微粒群理论与城乡地区应急避难场所规划相结合,在约束条件较多的情况下,将应急避难场所视为一个粒子,对应急避难场所规划创建目标函数,从而实现对城乡住区应急避难场所的规模规划设计;其次设计应急场所的内容与位置模型,集合城乡需求点布局的影响因素,修建不同的应急场所设施点,并以覆盖全部需求点为目标,实现应急避难场所的整体规划。通过仿真实验证明,所提微粒群算法具有较好的规划效率,可保证规划后的城乡住区在受到地震侵害后,受灾人群有即时的可避难场所,为人们的震后生活提供帮助。     

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。     

Amplitude dependence of equivalent modal parameters in monitored buildings during earthquake swarms

This paper investigates the dynamic response of three sample buildings belonging to the Seismic Observatory for Structures, the Italian network for the permanent seismic monitoring of strategic structures, managed by the Italian Department of Civil Protection. The case studies cover different building types that could loosely represent the Italian building stock, with a special emphasis on cultural heritage and masonry structures. Observed under a low‐intensity seismic swarm comprising about 30 aftershocks after a main event, the three buildings are analysed through an input–output, model‐driven linear dynamic identification procedure, depicting the relation between the shaking level at the site and the variation of the equivalent structural modal parameters, while keeping into account the effects of soil–structure interaction. Finite element models will be used to investigate one of the case studies and to compare the law of variation of the structural modal parameters with respect to simplified models proposed by technical standards. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

重力基准快速测定与分析:以广西重力基点网及格值标定场重建为例

重力基点网是我国开展地质调查、地震监测、测绘等测量工作的重要基础设施,面对原有基点网覆盖面不足且受到不同程度损害这一现状,目前已不能满足开展大比例尺重力调查以及高频率重复监测等工作的需求.本文以广西重力基点网重建为契机,利用A10-022绝对重力仪对全区42个重力基点与2个相对重力仪标定场的绝对重力值进行了测定.整个实施周期涵盖了计量参数校准、全球绝对重力仪国际比对、室内同点重复性以及全网部分基点独立安装检查等较为完整的测量流程,并通过连续运输与观测期间环境因素的记录与对比分析,总结了适合于该类型仪器室外条件下工作的技术手段与应对措施.观测结果表明:利用A10绝对重力仪能够高效率与高精度的完成广西重力基点网室外设计点位测定工作,国际比对及重复性验证确保了本次重建基点结果的可信度;A10采用双模式的氦氖激光频率存在漂移并受温度及气压等多种因素的综合影响,但短期内中心频率未出现较大波动,建议定期对其进行校准;各基点观测误差主要受到台站质量、人文活动及突发事件等环境扰动的影响,并与仪器内外温差存在较高的相关性.本文给出的A10绝对重力仪的参数设计、技术手段与影响因素的详细分析,能够为今后同类型仪器的观测实施提供重要参考,并有助于室外绝对重力观测的全国推广与应用.     

基于三维数据的微粒群反演汶川地震同震滑动

采用2008-05-28汶川大地震的GPS三维同震形变数据,运用微粒群算法,结合位错理论模型,反演龙门山断裂的三维滑动速率。结果表明,龙门山主山前边界大断裂、龙门山后山大断裂、龙门山主中央大断裂均呈现逆冲特征,其中,龙门山主中央大断裂还具有右旋走滑趋势;龙门山主中央大断裂的滑动速率最大,且断层的滑动速率与地表同震位移具有同步响应特征。