2010年以来青海6.0级及以上地震灾害及其影响综述

近十多年来中国内地强震主要围绕青藏高原内部块体边界发育,如2008年汶川8.1级地震、2010玉树7.1级地震、2021年玛多7.4级地震、2022年门源6.9级地震等。其中青海省位于青藏高原东北部,块体构造复杂,变形强烈,自2010年以来6.0级及以上地震共计发生8次,占中国内地6.0级及以上地震约22%,为地震频发区。本文基于地震现场资料、应急管理部、中国地震台网中心、美国地质勘探局(USGS)等不同信息源,对2010年以来青海6.0级及以上地震灾害情况进行汇总,并对主要震例震害特征及其抗震设防特点进行分析讨论,为后续青海地区震害防御提供相关建议。

基于InSAR和GNSS约束的2021年玛多M_(s)7.4地震同震形变场及断层滑动分布

据中国地震台网测定,2021年5月22日青海省果洛藏族自治州玛多县发生7.4级地震,震中位于青藏高原中部的巴颜喀拉块体,不同于其他7级地震往往多发生在块体边界带上,此次地震是发生于巴颜喀拉块体内部区域的一次强震。本次典型块体内部大地震的发生意味着块体的相互作用加剧,引起了学者们广泛关注。本文利用GNSS和Sentinel-1 InSAR数据获取了玛多地震的同震形变场,并以此为约束,选用弹性半无限位错模型,反演了玛多地震的同震位错分布。升、降轨InSAR同震形变场显示玛多地震造成了显著的地表形变,升轨最大LOS向位移达1.1m,降轨最大LOS向位移达0.9m。研究结果表明,该地震造成了明显的长度约160km的地表破裂。断层面位错分布反演结果显示,发震断层由主断层和分支断层组成,主断层倾向北,倾角85°,平均滑动角-11.25°,分支断层倾向南,倾角68°,平均滑动角-11.39°。同震优势滑动分布区域主要分布在地下0~17km深度范围,最大滑动量约为4.34m,位于断层东侧东草阿龙段,反演得到的矩震级为M_(W)7.4。发震断层破裂多个凹凸体,且该地震是一次不对称的双侧破裂事件。综合地球物理及地质资料分析认为,主发震断裂为靠近巴颜喀拉块体北边界的昆仑山口—江错断裂。震中区域形变结果显示,此次玛多地震增强了巴颜喀拉块体在东北部地区挤压应力积累的特征,表现在东昆仑断裂玛沁段应力有所增加,值得后续深入研究和关注。

兴都库什及邻近区域空间应力场特征及其构造意义

兴都库什及邻近区域地处印度洋板块和欧亚板块碰撞带的西缘,是大陆内部中源地震最为活跃的区域,各种数据均显示出该区域有着十分特殊的现象.本文从地质构造、地震分布特征、震源机制解、应力场等方面进行初步分析.结果表明,不同的深度应力场方向表现各不相同,不同的区域震源机制特征各异,尤其是正断层性质地震在北东向表现出了线性展布.通过构造模拟认为该区域可能是在地壳的碰撞、推挤、俯冲作用下出现的褶皱,由于地层倒转嵌入,从而形成了多层位地震密集现象.同时在推挤、拖曳的过程中形成了一条深度约100 km以下的北东向的拉张性破裂.

芦山7.0级地震加速度动态变化及烈度分布特征研究

本文以芦山地震为例,收集了70个该地震的强震波形记录,分析了峰值加速度随震中距的变化特征,讨论了空间加速度变化过程及相关波形传播特征,并运用计算获得的峰值加速度数据,根据经验加速度及烈度关系确定了芦山地震空间烈度分布.得出的最大烈度为IX度,地震灾害的重灾区位于芦山、宝兴区域,VIII度以上烈度区主要分布在以芦山为中心及以宝兴、天全、雅安、名山等地的交汇区域,V度以上烈度分布主要沿龙门山断裂带的灌县—安县断裂两侧呈NE向为长轴的分布特征,所得到的烈度结果与中国地震局给出的较相似。另外,研究结果认为本次地震的时段峰值记录表明其初始破裂是以近乎纯逆断层性质的地震,与哈佛大学给出的此次地震震源机制解较为一致;峰值加速度的高值分布特征显示出了断裂构造对峰值加速度有一定的影响。实践表明本方法具有一定的实用性和可靠性,可为快速抗震救灾提供参考。

2016年青海门源6.4级地震强震记录特征分析

采用2016年青海门源6.4级地震震中周边64个台的加速度峰值和其中10个台的强震波形数据对地震动的衰减、反应谱及垂直分量与水平分量的比值进行了分析。研究结果表明:门源地震动衰减规律基本符合青藏区的地震动衰减关系变化规律,震中距300 km以内,水平向与垂直向地震动衰减速度相近,震中距大于300 km时,水平向比垂直向地震动衰减速度缓慢;在200 km范围内,部分垂直向与南北向PGA比值偏大的台站基本上分布在托莱山断裂和冷龙岭断裂以北的地区。从加速度反应谱三分量的对比分析发现,土层场地与基岩场地相比呈现明显的场地放大效应;反应谱比的凹槽现象说明在工程抗震中应重视垂直向地震动的作用。

2022年1月8日青海门源M_(S)6.9地震同震形变场及地下位错反演

针对2022年1月8日青海门源M_(S)6.9地震,基于Sentinel-1A卫星的SAR影像获取了本次地震的同震形变场,并进行计算分析,运用SDM程序反演地下静态位错。初步结果如下:①本次地震震中位于蝴蝶状分布的形变图中心,抬升盘与下降盘之间的破裂迹线明显,破裂迹线长约24km,形变中心位于托莱山与冷龙岭断裂交汇处。②降轨数据显示,在断层区域视线向(LOS)形变量最小约-0.55 m(远离卫星),最大约0.68m(靠近卫星);升轨数据显示,在断层区域视线向(LOS)形变量最小约-0.49 m(远离卫星),最大约0.42m(靠近卫星)。③对中国地震局发布的门源6.9级地震烈度图和本研究获取的地震形变图进行叠加分析,可以看出二者吻合度较高,地表有较明显形变所涉及区域约0.4万km^(2)。④运用降轨InSAR数据反演得出地下最大位错量约3.29m,深度4.75km,在近地表位错破裂长度可达30km,地表有明显破裂的区域长约25km,与中国地震局科考工作每日情况的结果基本一致。

不同类别黄土场地覆盖层厚度对地表加速度反应谱的影响研究

为研究不同类别黄土场地覆盖层厚度对地表加速度反应谱的影响,对收集的近百余个黄土场地实际钻孔资料进行了详细研究,选取和构建了若干个计算剖面,利用一维等效线性化方法计算出不同类别场地(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类)的地表加速度反应谱,讨论了各类场地覆盖层厚度对地表加速度反应谱的影响,并对不同场地类别的加速度反应谱进行了对比分析。研究表明,黄土地区各类场地的特征周期均明显大于建筑抗震设计规范所给值,不同区域需要深入研究。

2010年青海玉树7.1级地震序列b值变化特征研究

对青海玉树7.1级地震序列在时空分布等方面的参数进行相关分析计算,分时段计算不同震级段的b值。发现第一时段（2010年4月13日至5月28日）的截距对后续地震的震级预测有明显指示作用,得到最大余震预测范围为5.5~5.8,后续余震证明分析结果基本正确。计算表明,该序列的完整震级应在ML1.2以上,另外,累计频次分析表明也有明显的阶段性。分析主震发生后的短期时段内序列参数,分时段b值结果对未来余震判断有一定的参考作用。

InSAR技术在青海地区地震中的应用研究

以近年来InSAR技术在地震灾害领域的应用研究为基础,综述了InSAR技术应用于青海地区的研究进展,并利用ALOS PALSAR数据和Sentinel-1A卫星数据对2010年玉树7.1级、2016年门源6.4级、杂多6.2级地震的InSAR数据进行了计算和分析。结果显示:玉树7.1级地震和门源6.4级地震地表形变比较明显。其中,玉树7.1级地震地表形变长轴达60 km,门源6.4级地震地表形变长轴达30 km,杂多6.2级地震地表形变比较模糊,长轴约10 km;干涉条纹与震级、震源深度以及震源机制解性质等都有着明显的相关性,不同性质的地震断层引起的地震破裂在干涉图上呈现出各自不同的特点。

2021年5月22日玛多M_(S)7.4地震地震动特征

为了研究2021年5月22日玛多M_(S) 7.4地震地震动特征,收集16个强震台的峰值加速度和其中9个台的强震波形数据,利用峰值加速度衰减及反应谱等分析玛多M_(S) 7.4地震强震动特征。结果表明,多数台站的PGA值都随震中距的增大而平稳下降,PGA的衰减特征与青藏区衰减关系间有较好的一致性;土层台与基岩台的加速度反应谱明显不同,震中距越小,短周期高频成分越多,衰减越快,震中距越大,长周期高频成分越少,衰减越慢;加速度反应谱的水平向与竖向比值曲线在4 s内呈现两峰一谷的现象,初步认为,距发震断层较近的野马滩1号大桥所受到的破坏及水泥路面的明显错断受水平向地震动作用的影响更大。

西北黄土地区场地类别与地震影响系数关系研究

场地类别对地震动参数有很大的影响,而黄土地区不同场地类别的地震地面运动又有自身的规律性。鉴于此,根据西北地区(陕西、甘肃、青海)黄土场地的钻孔资料,选取并构建了若干有代表性的剖面,采用一维地震反应分析方法,分析了不同类别场地(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类)地震影响系数最大值(αmax)随覆盖层厚度的变化情况,并对各类场地进行了对比分析。结果表明不同类别场地的αmax存在明显的差别。因此,在进行地震安全性评价时应考虑场地类别对αmax的影响。

基于ABAQUS的竖向荷载下三维桩土沉降变形分析

利用ABAQUS有限元分析软件,采用Mohr-Coulomb准则,建立了桩土有限元三维计算模型,对竖向荷载下桩土作用进行分析,分别讨论了不同桩距、桩长、桩数的群桩基础沉降性状,并与模型试验结果进行比较。分析结果表明:在相同荷载下,增加桩距或桩长可减小沉降;随着桩数增加,桩基沉降也在增加,但在桩数为n=25×25之后继续增加桩数,沉降变化较小,是否可以通过计算桩数为n=25×25的群桩基础沉降来实现更大桩数的群桩桩基沉降设计值得进一步研究。

河谷地形的地震反应分析

震害现象显示在一些覆盖层很薄的基岩河谷山区地震动分布差异明显。为了厘清各形状要素的均质地形模型对地震动特性的影响,侧重分析了河谷坡角、坡高及不对称坡体等要素对均质体河谷模型的地震动(PGA)的影响。研究结果表明:河谷地形谷底内部的地面运动幅值在坡角40°～50°范围内达到最大值;在高坡角的河谷内波衰减比较慢,波形相对较复杂;在深宽比较小时,高频和低频脉冲的地面加速度峰值都呈现同样的变化趋势,且谷底地面各个位置PGA变化不明显,随着深宽比的增加,高频脉冲的地震反应变化复杂,出现谷底中心加速度幅值大于山脚;河谷的不对称形状对谷底PGA有影响,谷底PGA最大的位置靠近坡高小的一侧,且坡角大的一侧山脚附近谷底PGA要小一些,即坡度和高差越大,会很大程度地增加河谷两侧坡体的临空面,并增大地震加速度的放大系数,凸起地形对地震响应有放大作用,对它附近区域却有抑制作用,而且坡高、坡角越大,抑制作用越明显。

1977年至2006年新疆伽师地震断层性质及应力场变化原因初探

自1977-2006年,新疆伽师地区相继发生了多次强地震.本文运用哈佛大学公布的该区域的CMT解,通过对不同地震的分布及断层性质的定量化分析,将地震分为三个时段,并由P,T轴拟合了该区域分时段的应力场方向,分析震源性质及区域应力场发现,1997年3月1日至2003年1月4日该区域的地震断层性质及应力场均发生了较大变化,而2003年2月24日起,其地震断层性质和应力场方向又恢复到了第一时段的状态,结合该区域地层速度模型和区域受力状况、构造背景、以及地震断层性质和分布规律等,作者提出了该区域地震断层性质及应力场变化原因是由于障碍体的存在结论.

近地表速度结构对场地强地震动特征的影响

近地表松散沉积层对地震波具有强烈的改造作用。为了揭示近地表速度结构对场地强地震动特征的影响机理,采用横波勘探和地脉动测试方法研究两个地震台站的场地条件,并对比分析场地测试结果与汶川地震记录的频谱特征。正如浅层地震勘探和地脉动数据所揭示的那样,MXT地震台的强震记录中,对应横波图像0.10s处强反射波的地震动分量（频率5 Hz左右）在该场地占明显优势,而对0.22s的弱反射界面（对应的基频为2.3Hz）的反映并不明显,分析认为这一现象归因于地下10-11m处粉土与卵石层间具有较大的波阻抗差异,因而造成地震反射图像上0.10s附近的强振幅掩盖了0.22s的反射波组,岷县强震记录频谱也显示为单峰值形态。横波勘探在WUD台获得的地震图像显示分别在0.22s和0.50s处有两组比较明显的反射波,其所对应的场地潜在响应频率分别为2.3Hz和1.0Hz,WUD台的强震记录频谱的形态也明显受这两个波阻抗界面的影响;通过对比地脉动与地震记录的频谱图,认为场地结构对地震信号与一般地脉动信号的影响是有差别的。研究表明：（1）剪切波的强阻抗界面深度及其平均波速是控制场地频谱主频的主要因素,近地表地层中阻抗强的界面对地震波的改造作用占主导地位;（2）近地表松散覆盖层的波速结构影响着场地地脉动频谱与地震动频谱的谱形变化;（3）一般情况下,浅部强波阻抗界面对地脉动频谱特征的影响可能大于深部（百米以内）,强震作用下深部波阻抗界面会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。

青藏高原及邻近区域的大震危险性分析和探讨

用青藏高原及周边区域的历史地震和近代地震的分布特征来分析本区域的地震危险性。通过用1889年以来的7级以上大震的面波震级对印度块体推挤作用所积累的能量进行了分析和计算,结果表明每年在该区域将会积累的地震波能量在2.09×1016J左右。分析认为,由于应力的不均匀分布,能量得不到全面释放,所以大的地震将会在一些断层带上重复发生。

门源M6.9地震诱发地质灾害特征研究

2022年1月8日发生的门源M6.9地震诱发了崩塌、滑坡、砂土液化、地裂缝等多种同震地质灾害。通过对门源M6.9地震地质灾害进行现场调查,得出了地质灾害的分布特征和各类型地质灾害的主要特点,分析了地震地质灾害不发育的原因,并对地震地质灾害的长期效应进行了分析预测。研究结果表明:门源地震诱发地质灾害主要分布在震中附近;崩塌、落石总体规模较小,滑坡多为岩质滑坡,且以冰碛物和表层岩土体的溜滑为主。受表层土体冻结和孔隙水压力消散的影响,饱和砂土液化沿较窄的地裂缝呈串珠状分布,喷出物多为粉细砂。地震形成了4条左旋左阶斜列的地表破裂带,并在极震区内形成了大量的地裂缝。断层破碎带对地震动的阻隔作用、覆盖层薄、地表土冻结可能是造成本次地震地质灾害总体不发育的主要原因;地震产生的大量地裂缝导致斜坡和堆积体的稳定性减弱,在耦合集中降雨、冻融作用等因素后可能诱发滑坡灾害,松散堆积于沟床处的崩滑物作为物源,可能会增加地震影响区泥石流灾害的风险。

太阳黑子活动周期对中国大陆西部不同震级段地震的影响探讨与分析

用快速富里叶变换(FFT)计算得出太阳黑子有11 a、51 a、103 a的优势周期,通过太阳黑子的活跃周期与中国大陆西部(E108°以西)不同震级段地震的活跃周期进行了对比研究,发现从6.5以上地震受太阳黑子的影响相对弱一些,其平均周期为2.7a;而M_s 5.0-6.5受太阳黑子的影响可能相对强一些,其平均周期为11.4 a.分析认为M_s≥6.5地震地周期与太阳黑活跃周期存在倍数关系,M_s5.0-6.5的周期与太阳黑子活跃周期比较相近,计算得出1950年以来地震波能量释放与太阳黑子周期有一定关系,总体表明太阳黑子活动对不同震级地震均有一定影响,但对中强地震的影响要更明显一些.

周边大地震对中国大陆7级以上地震的指示作用及统计分析

据1900年以来的世界大震目录,在统计周边大震与中国大陆地震的对应的过程中,发现尤其是印度尼西亚苏门答腊和巴基斯坦及邻近区域的大地震发生后3年内,我国的7级大震有着明显的呼应性,对应率分别达到了90%和93%以上,并且有着明显的周期性,其优势周期分别为1.2和1.6年,分析认为周边这些区域的大地震对中国大陆地震有很好的指示作用.

武都台的地震记录特征及场地条件分析

为了探究场地近地表地层结构对强地震动特征的影响机理,本文以武都台为研究对象,岷县基岩台为参考,分析了两个台站在汶川地震序列期间五次强地震的记录特征,并在武都台站附近开展浅层横波地震勘探和地脉动测试。研究表明武都台水平向地震频谱在1-2Hz的振幅最大,是由厚覆盖层底部强波阻抗界面控制的;受土层非线性特征影响,地震作用可能会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。工程勘察方法获得的场地卓越周期和速度结构与实际强震台址的地震动特征之间存在相关性,因此,联合横波地震勘探和地脉动方法可预测一般地工程场地的地震响应特征。