窑洞外形特征对结构抗震性能影响研究

调查发现山西北部农村地区农居窑洞多是独立式土坯窑洞,结构主要受力体系是土坯砌体砌筑拱结构,其建造无统一标准,外形样式存在差异。由于拱结构的内力分布对外形尺寸变化比较敏感,为研究窑洞外形特征对结构抗震性能影响,建立相应的有限元模型进行计算分析,对比不同外形特征窑洞在地震作用下的损伤情况,并结合历史震害,指出窑洞结构的薄弱位置。研究结果表明覆土较厚的窑洞容易损伤,连拱孔数较多窑洞的两侧位置更容易发生破坏,拱的曲线形状对结构抗震性能有一定影响,合理拱曲线窑洞的抗震性能优于一般形状窑洞。     

考虑不确定性的地震灾害应急救援设备并行优化设计

由于地震灾害的不确定性，使得应急救援设备运行速率及使用效率均受到影响，需要进行并行优化处理。对此，提出基于双向并行计算的地震灾害应急救援设备优化方法。以地震灾区灾情等级评估结果为基础，将地震等级及应急救援设备，设备及设备之间的关系进行标准化处理，转化为求解最优解问题；在考虑不确定性的情况下，通过通信时间与救援设备需求进行双向并行处理，优化地震灾害应急救援设备。实验结果表明，采用改进方法进行地震灾害应急救援设备并行优化，能够对地震灾害应急救援设备需求量进行准确预测，提高应急救援设备的运行速率，缩短通信时间，提高应急救援设备的使用效率，具有一定的优势。     

2017年四川九寨沟7.0级地震前地震应变场分析

以地震应变场作为地震活动的变量，通过自然正交函数展开方法，计算2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震前的地震应变场，提取出震前时间因子的异常变化。计算结果发现应变场前4个时间因子在震前1~3年的中短期异常并不显著，只有第2个和第4个时间因子震前有小幅度的异常变化，分析其原因，时间因子可能受到2008年汶川8.0级地震和2013年岷县漳县6.6级地震前大幅度异常的影响。与时间因子对应的空间等值线形成局部应变高值异常危险区，可能是2013年岷县漳县6.6级地震和2017年九寨沟7.0级地震空间异常的中短期特征。再对比九寨沟7.0级地震前后与松潘-平武7.2级双震的空间异常随时间演变，分析异常发展变化模式的差异，最后应用地震资料的累积频次从物理角度解释异常形成的机制。     

利用2014年云南地震验证与研究四川地震预警快速震级估算模型

地震预警系统是防震减灾中最为行之有效的方法之一，其中对地震震级的估算是非常重要且困难的。目前，比较成熟的地震震级估计方法包括：基于最大卓越周期（τ_p^max）、特征周期（τ_c）和最大位移幅值（P_d）方法。利用2014年云南地3次大地震主震及余震P波初期部分的信息，验证与研究了四川地区地震预警快速震级估算模型在云南地区的适用性，结果表明3种参数模型均能在短时间内有效地进行震级估算。对于本研究数据库而言，P_d-4 s时窗模型最优，3个参数模型求得的估计震级在大震下均没有出现明显的震级饱和现象。但由于目前难以在短时窗下得到准确的震源/中距，因此推荐在云南地区地震预警系统中使用τ_p^max和τ_c模型来估计震级。     

港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析

一直以来，海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用，特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说，这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现：在远场近岸及港湾系统中，海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流，可能促使港工设施受到威胁及损害，进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此，全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征，探索港湾中海啸流的数值模拟方法，发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性，大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证，可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程，针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型（空间分辨率达到10 m），并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征，波、流计算结果与实测结果吻合较好，精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅，同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现：港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大，这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关；相比海啸波幅空间特征，海啸流特征具有更强的空间敏感性；海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强，海啸流的模拟与预报更有挑战性；不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差，合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后，希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征，拓展海啸预警服务的广度与深度，从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品.     

基于计算岩石物理方法的页岩储层弹性参数提取

发展了应用数值计算方法获取页岩储层的速度、各向异性参数的计算岩石物理系列方法.该系列方法包括了大尺度精细地质模型数值建模、计算网格尺度的地球物理建模和地震波数值模拟提取岩石物理弹性参数.本文方法利用储层的统计数据而不是具体岩心的测量数据，可获得储层岩石物理弹性参数的变化规律.相比于基于岩心测试的岩石物理方法，本文方法可精细考虑实际储层的非均匀特征，可得到岩心测试难以求取的与尺寸效应高度相关的弹性参数，也避免了求取弹性参数变化规律时获取不同地质特征岩心的困难.本文发展了计算岩石物理方法，为计算岩石物理面临的大尺度地质建模和计算能力限制问题提供了有效的解决方案.文中以胜利罗家的页岩储层为例，求得了储层TOC含量从3%到21%变化情况下储层的P波、S波速度以及各向异性参数变化规律.     

2017年四川九寨沟MS7.0强震的余震重定位及主震震源机制反演

本文采用双差定位法对2017年8月8日至10月31日期间四川九寨沟M_S7.0主震及5200个余震序列进行相对定位，得到4036个重定位地震事件.采用中国区域地震台网观测到的宽频带垂直分向波形数据和W震相反演方法，得到了主震震源机制解.重定位结果显示，余震序列分别沿NNW和SSE两个方向扩展，展布长度约58 km，且这些余震主要集中在22 km深度之上.余震分布的另一个重要特点是具有分区特性，即在主震NNW方向约5 km处存在明显的西北和东南两区余震活动分界线；西北区的余震由深至浅具有较好连续性，而东南区却在约10 km深度处存在不连续性.余震分布的这种分区特征，说明九寨沟地震震源区的地壳结构存在强烈的不均匀性.余震分布与主震破裂特征的一致性，证实了我们定位结果的可靠性.主震的震源机制解展示出节面Ⅰ的走向/倾角/滑动角分别为246°/83.7°/-177°，而节面Ⅱ的走向/倾角/滑动角为155.7°/87.1°/-6.3°，最佳质心深度为15.5 km，矩震级M_W为6.5.根据余震分布较为垂直和主震震源机制解两节面的倾角均在80°以上，并结合野外地质调查结果，推测此次九寨沟地震为与节面Ⅱ参数相近的一次高角度的左旋走滑型事件.     

2008年10月西藏当雄MW6.3地震震后形变提取与余滑反演

2008年10月6日西藏当雄发生M_W6.3地震.本文利用震后2008年10月26日至2010年8月22日的16期ENVISAT ASAR数据，通过小基线集干涉测量、误差校正与MInTS（Multiscale InSAR Time Series）技术提取高精度的震后形变场，利用SDM（Steepest Descent Method）方法反演断层震后余滑演化过程，并分析震后余滑与同震滑动的关系.结果表明：当雄M_W6.3地震的近场震后形变场主要位于断层西侧，在时间演化上具有明显的对数函数衰减规律；震后余滑主要集中于断层中南段深0~15 km区间，最大的余滑量约0.07 m，位于断层深约9.28 km处，滑动角约-103°；震后余滑引起的地震矩能量M₀与矩震级M_W在时间演化上具有指数函数递增规律；当剪切模量μ=32 GPa，震后665天余滑释放的地震矩能量约为1.92×10¹⁷N·m，约占同震滑动释放地震矩的4.8%，相当于矩震级M_W5.46；虽然震后余滑已经延伸到断层浅部0~5 km区间，但由于余滑量相对较小，没有改变同震滑动在断层浅部区域的滑动亏损现象，这可能是2010年11月30日该区域又发生M_W5.3级余震的主要原因之一.     

地震重灾区诱发次生地质灾害风险评价研究

为了揭示地震重灾区与次生地质灾害的关联性,以某地震灾区为例,在分析次生地质灾害类型与危害的基础上,通过计算一次泥石流总量及流量确定其危险度,并引入易损性指数,确定各评价单元次生山地灾害的易损性大小,设置评价指标;结合研究区实际,采用层次分析法构建次生地质灾害风险评价模型,对地震重灾区诱发次生地质灾害风险进行评价。实验以次生地质灾害中的泥石流产生的灾害风险为例进行研究,结果表明,采用本文研究方法可在有效确定地震重灾区诱发次生地质灾害的位置方面具有一定优势,但在纵向地震造成次生地质灾害风险评价方面需进一步进行研究。     

2014年鲁甸MS6.5地震后地质灾害发育分布特征

2014年云南鲁甸“8·03”M_S6.5地震造成了重大人员伤亡和财产损失，诱发了大量滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。基于对鲁甸县龙头山幅（G48E006006）地质灾害调查数据和对典型地质灾害的剖析，震后地质灾害发育分布有特征如下：（1）震后地质灾害较震前成倍增长，震前地质灾害多以中小型浅层崩滑为主，地震诱发了诸如甘家寨、红石岩等大型—特大型滑坡、崩塌，大量沟谷崩滑堆积物为泥石流储备了丰富的物源；（2）震中高烈度区域地质灾害密度大，沿发震断裂带NNE—NE向构造密集发育，震中区龙头山镇地质灾害发育最为集中；（3）地质灾害呈带状分布，明显受控于河流水系（牛栏江、沙坝河、龙泉河等）、公路（昭巧二级公路、沙乐公路）等线性地貌单元和线性工程，人类活动影响明显。