2017年九寨沟M7.0地震强地面运动估计与方向效应研究

基于二维有限单元法使用接触单元模拟断裂带的非连续破裂过程,建立2017-08-08四川九寨沟M7.0地震近场强地面运动估计模型,并对应力降和屈服应力等关键震源参数进行研究。在利用国家强震数据中心提供的实际观测波形开展地震动参数信度检验基础上,给出地震动峰值加速度(PGA)分布,探讨近场强地面运动方向效应特征及其成因机理。结果表明：1)随着震源接触单元屈服应力及应力降参数的增大,水平向PGA整体增大,前者对于强地面运动的影响更为显著;应力降为8.5 MPa、屈服应力为4.0 MPa时,强地面运动模拟结果的相对误差百分比整体小于40%,51JZB等近场强震台相对误差均小于5%。2)九寨沟M7.0地震水平向PGA模拟结果等值线整体呈椭圆状,椭圆长轴与发震断层树正断裂走向具有较好的一致性;震中附近PGA最大值约为720 Gal,且整体随震中距的增大不断衰减;跨龙日坝断裂北段及跨雪山梁子断裂PGA分别突降16.67%及22.72%,这种断裂带的隔震效应或与地震动沿断层面的透射降低有关。     

基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05～1.00 s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00～6.00 s中长周期成分具有显著影响。     

四川珙县M_s 5.4级地震斜坡地震动响应特征

四川珙县M_s 5.4级地震是长宁M_s 6.0级地震第三大余震,在震中区诱发了多处滑坡和崩塌,研究坡体不同部位地震动响应特征对地震地质灾害预测和防治意义重大。通过在距离震源近的斜坡不同位置布置监测点,获取地震动参数及相关变化规律,对研究区域的坡体进行稳定性分析和研究。结果表明:地震在南北向的放大效应大于东西向,覆盖层土体最大位移达到了7.42 mm,与地震时南北向晃动强烈吻合;对比分析各个监测点的峰值加速度(PGA)、阿里亚斯(Arias)强度,覆盖层土体比高位基岩的放大效应显著;基岩地震波以低频为主,卓越频率为2～5 Hz,随着高程的增加对高频的地震波有过滤作用,在山顶3~#监测点的阿里亚斯强度比山脚1~#监测点(参考点)放大数倍,地震动能量强;通过该区域的抗震设计反应谱与监测反应谱对比分析,可以得出覆盖层土体和高位基岩地震动强烈,前者的宏观表现为覆盖层土体上老旧房屋毁坏严重,后者为高位基岩坡体滑坡和崩塌。     

2019-12-26湖北应城M4.9地震强震动特征分析

对2019-12-26湖北应城M4.9地震的强震加速度记录进行基线校正和滤波处理,分析地震动场的分布特征。结果表明,此次地震记录的峰值加速度（PGA）随距离衰减较快;场地效应、上盘效应和破裂方向性效应共同导致地震动产生巨大差异。对应城地震台的强震记录进行旋转,其顺断层方向记录与垂直断层向和垂直向记录差异明显,存在一段周期约为0.3 s的类简谐强震动,与以走滑为主的震源机制相吻合。     

珊溪水库地区三维构造特征与深部水库诱发地震环境研究

利用大地电磁测深法首次在珊溪水库地区开展三维地震深部构造特征探测,获得该地区70 km²面积的三维电性结构,建立该区域深部三维地质构造模型,探讨水库地震发生的深部构造环境。结果表明：1）珊溪水库地下存在以双溪-焦溪垟断裂为主的3条断裂组成的向西南侧伏的三角形断块,2.5级以上地震基本发生在该特殊构造内。2）水库深部存在3个主要的“低阻通道”,地震活动集中在中部_f11-3“低阻通道”沿线,随着地下水沿f_11-3流体通道自东南向西北渗透,地震活动也沿该方向呈现阶段性迁移。3）水库东侧温州-泰顺断层及花岗岩阻隔双溪-焦溪垟断裂向东发展,造成地应力无法向东传播,可能是该断层以东无地震发生的主要原因。     

古田水口库区ML4.8地震成因探讨

介绍水口库区地震地质构造特征与地震活动特点,重点分析2008年3月6日古田4.8级地震序列以及震时福建地区应力场特征。分析认为：1) 2008年3月水口库区处于明显的应力积累区域;2）古田4.8级地震为构造型水库地震, NE向湾口断裂（F2）是可能的发震构造之一;3）水口水库前两次4级地震发震时间相隔近12年,表明水库水位的升降与发震之间的相关性并不明显,区域构造应力的变化是导致水口库区地震的决定因素。     

德干断裂系的特征、活动性与地震危险性评价

乌东德水电站场址附近走向NNE的德干断裂系主要由裸佐断裂、马店断裂、鹿鹤断裂等组成,全长约120 km。该断裂系向北收敛,向南呈“帚状”撒开成多条分支近平行排列,展布宽约6 km。断层构造岩均为脆性变形所产生的碎裂岩系,断裂带内各种次级组构表明,该断裂系在新构造时期存在多次构造活动,且活动强度由强逐渐变弱。断裂最新活动年代在中更新世,运动方式为粘滑兼有稳滑。地震危险性分析认为,倮佐断裂的最大地震震级为6.0级,马店断裂、鹿鹤断裂等在5～5.5级之间。     

青海门源M6.4地震前重力场变化特征及其动力机制分析

利用河西地区2011~2015年相对重力资料,研究2016-01-21青海门源M6.4地震前区域重力场时空演变特征及其动力机制。结果表明,河西重力场持续多年正、负交替变化,地震前震中区域负异常持续增强并形成重力变化高梯度带,重力正负差异变化最大达到110 μGal。地震发生在重力变化零等值线附近,该等值线分布与祁连山北缘断裂、冷龙岭断裂走向基本一致。     

基于GeoKSCloud的地震影响场分析云服务研究——以福建省为例

地震发生后处于不同地震烈度区域的地物受灾程度不同。快速准确地获取地震影响或波及范围内地震烈度空间分布,是震后应急救援的重要依据和主要参数。依托云计算技术,以云服务方式构建地震烈度速报系统,提供可扩展、可配置、开放透明的地震影响场分析应用服务,将是我国烈度速报系统研究开发与应用中的一项新技术和发展趋势。本文依托研究小组自主研发的地理知识云服务系统GeoKSCloud,以福建省为研究区域,在提出适用于福建省地震烈度衰减关系与地震动峰值加速度场地校正方法的基础上,开展了地震影响场分析云服务系统的设计与实现工作,分析了地震影响场分析云服务的运行机制和服务组合工作流;实现了地震烈度衰减关系计算方法、场地放大因子校正方法、网格点场地类别属性获取、网格点沿地震衰减长短轴方向的坐标变换等相关原子服务的云服务封装,以及支撑数据云存储、网络地理信息系统的云服务门户的开发与集成;最后,以1604年发生在泉州近海7.5级大地震为震例,在云服务门户进行了全省范围内所有等间距网格点地震峰值加速度(基岩PGA和地表PGA)的计算、插值,并进行计算结果与实际调查数据的对比分析。结果表明,因充分考虑了具体场地的放大效应,构建的地震影响场分析云服务,不仅较传统单凭地震烈度衰减关系确定地震动峰值加速度方法更加精细化,而且提供的服务与传统的网络服务相比具有可扩展、可配置、开放透明等明显优势,可为我国烈度速报系统研究与应用提供一个共性技术与支撑服务平台,创新地震烈度速报的运营模式。     

2014年秭归M4.7、M4.5地震序列与2017年秭归-巴东M4.3、M4.1地震序列对比研究

从地质背景构造、地震序列、震源参数等方面对2014年秭归M4.7、M4.5地震与2017年秭归-巴东M4.3、M4.1地震进行对比分析,得出如下结论：1）2014年M4.7、M4.5地震从微构造上与仙女山断裂北段有关,2017年M4.3、M4.1地震震区最近断裂为周家山-牛口断裂。2）2014年M4.7、M4.5地震余震丰富,记录到的余震500余次,其中2级以上余震5次,最大余震M2.9(ML3.5),余震活动持续超过一个月;2017年M4.3、M4.1地震只记录到余震160多次,2级以上余震3次,最大余震M2.6（ML3.3）,余震活动持续20 d左右。3）2014年M4.7、M4.5地震的最佳震源深度约为7 km,2017年M4.3、M4.1地震的震源深度为3～5 km。4）2014年M4.7、M4.5地震主震优势频率和拐角频率均不高,优势频率为1.5～8.0 Hz,拐角频率为3.0～8.0 Hz,这种频谱特征可能是水库诱发构造地震的特性之一;2017年M4.3、M4.1地震优势频率不高,拐角频率亦较低,有近似陷落或浅表滑坡的特征。     

台湾海峡及两岸发震断裂的对比研究

对比研究了台湾海峡西岸福建沿海北东向龙海角美 -白云山断裂、台湾海峡北东向平潭牛山岛 -东山兄弟屿断裂和台湾海峡东岸台湾岛北东向中央山脉等断裂晚更新世以来的活动性及其与地震的关系。结果表明 ,作为欧亚大陆板块与太平洋菲律宾海板块的边界断裂之一的中央山脉断裂第四纪以来乃至现今仍具有强烈的活动 ,因而发生了 4次M≥ 7地震 ;作为台湾海峡沉降带与福建武夷 -戴云复式隆起的边界断裂的平潭牛山岛 -东山兄弟屿断裂全新世晚期 (2 5 0 0a以来 )仍具有强烈的活动 ,从而发生了 3次M≥ 7地震 ;作为北东向长乐 -诏安断裂带西界断裂组成部分的龙海角美 -白云山断裂晚更新世期间具有强烈的活动 ,因而发生了 5次M =5～ 6 地震     

综合物探技术在水库工程勘察中的应用

以某水库工程物探为实例,阐述了浅层地震折射波法和高密度电阻率法的原理、方法技术及其在覆盖层厚度、基岩风化分带及断裂构造等工程地质勘察中的有效性.     

珊溪水库地震波速比时空分布特征

选取P波、S波到时差Δt≤14s的台站数据,使用多台和达法计算珊溪水库地震序列地震波速比,结合地震序列的时空分布特征和发震构造,分析序列的波速比时空分布特征。1)珊溪水库90%的地震波速比分布在1.66~1.75,波速比平均值为1.70;2)珊溪水库地震序列包含有多组地震活动,每组地震的波速比呈开始快速下降之后缓慢上升的变化,每两组地震之间的波速比呈现逐渐增大的趋势,其波速比的变化特征可以归纳为"下降-回升-发生一组地震";3)波速比的变化和震中位置的迁移有一定关系,地震迁移到新的位置时最初几次地震的波速比较大,随后波速比逐渐减小;4)波速比沿深度方向和双溪-焦溪垟断裂方向分布不均匀,位于水库淹没区的双溪-焦溪垟断裂西北段波速比较小,位于水库库岸的双溪-焦溪垟断裂东南段波速比在深度方向上的变化最复杂,存在两个高、低值相间的区域,4级以上地震均发生在这一段5~8km深度处的波速比高、低值过渡区域。     

2022年四川泸定MS6.8地震近场强震动模拟

基于随机有限断层模拟方法,选取2022年四川泸定地震近场100 km范围内9个触发强震台站进行强震动模拟。根据实测与模拟残差最小原则,确定此次强震动模拟的合理输入参数,并在此基础上获取地震峰值加速度的空间分布特征。研究结果表明,除JLT台外,大部分台站在0.05～1 s周期段的峰值加速度PGA及反应谱PSA的模拟结果与实际观测结果较为吻合,较好地预测了地震动。基于模拟结果给出的泸定地震烈度图与发布的仪器烈度图较为一致,等震线长轴呈NW-SE向。     

九寨沟震前地表重力变化向邻近空间高度的解析延拓

以2017年九寨沟7.0级地震为例,使用重力场向上解析延拓算法计算邻近空间中可能与孕震相关的重力变化,以探讨未来邻近空间无人重力测量技术在地震监测应用中的观测精度需求。结果表明,地面上约为70μGal的重力变化在20 km处衰减为18μGal。     

长江三峡工程库首区诱发地震危险性研究

对国内外及三峡工程邻区的水库震例研究表明，诱发地震的形成及其诱震地点、强度是受水库区地质环境影响和制约的，因而水库地震危险性预测主要是依据库区的诱发地震环境条件。在研究长江三峡水库诱发地震地质环境条件的基础上，采用地质环境和概率分析两种方法对库首区蓄水后的诱发地震危险性进行了评估，认为本区发生中、强地震的可能地点是九湾溪断裂和仙女山断裂北端，诱发地震的震级上限为5．5级。     

按新的水库诱发地震分类探讨长江三峡水库诱发地震的可能性

提出了一种新的水库诱发地震分类方法，将水库地震分为断裂活动型、崩滑塌陷型、膨胀破裂型和岩溶气爆型四大类共十个亚类。指出评价水库诱发地震的危险性实际上主要是评估诱发断裂活动型水库强震的可能性。在分析了长江三峡水库区水库诱发强震的地质条件之后，按照上述观点着重分析了水库诱发断裂活动型强震的可能性。得出的基本结论是：对整个长江三峡水库区而言，水库诱发地震的最大震级不会超过５．５级；倘若仅就库首区而论，水库诱发地震的最大震级则不会超过５．０级；水库诱发地震对三峡大坝坝址的影响烈度不会超过Ⅵ度。     

基于自适应神经模糊推理的竖向地震动参数预测模型

为解决当前竖向地震动参数估计不确定性较大的问题,提出基于随机自适应神经模糊推理的竖向地震动预测模型。首先,以太平洋地震工程研究中心的PEER NGA强震数据库为基础,将地震震级、断层距及场地平均剪切波波速3个参数作为输入,将竖向地震动峰值加速度PGA及峰值速度PGV作为估计目标,建立训练数据集及测试数据集;其次,根据地震动参数预测方程,利用随机自适应神经模糊推理技术构建竖向地震动参数ANFIS预测模型,并给出全面的结果分析及信度检验。结果表明,ANFIS模型的竖向地震动衰减结果呈现出近场大震饱和效应、场地放大效应及软土减震效应;ANFIS竖向地震动模型平均绝对百分比误差MAPE约为0.15,与Campbell-Bozorgnia地震动衰减关系相比,PGA与PGV预测的准确率分别提升约77.4%和62.7%,具有较好的可信度。     

九寨沟MS7.0地震强地震动模拟及参数敏感性分析

对2017年九寨沟M_S7.0地震进行强地面运动模拟,应用复合震源模型建立特定圆形子震分布的断层破裂运动学模型,对地震矩、应力降、破裂速度、子断层尺寸和震源深度等参数进行敏感性分析,得到一组合理的震源参数,然后基于复合震源模型计算得到该地区地震动,最后与观测的峰值加速度(PGA)、反应谱和PGA的空间分布特征进行对比。结果表明,该模型整体上可以再现各台站地震动强度特征,验证了复合震源模型计算强地面运动的有效性,同时敏感性规律也为复合震源模型计算缺乏强震记录区域的地震动参数的变化区间提供了依据。     

基于ZigBee协议的地震开关的设计

设计了一种基于ZigBee协议的地震开关,布设于大型建筑物,实时采集地震动加速度值,若加速度峰值(PGA)或累积绝对速度(CAV)达到设定阈值时,通过无线网络发出报警指令以及控制命令,切断电源、煤气等次生灾害源。