基于经验模态分解的泸定6.8级地震地下水流量异常识别

基于2022年9月5日12时52分泸定6.8级地震,通过经验模态分解(EMD)方法对西昌、昭觉和盐源台站流量观测数据进行分析处理,发现3个台站异常出现时间集中在震前4~5天左右的短临阶段,异常变化形态均表现为“上升-下降-上升”类型,且西昌、昭觉和盐源台站的流量异常频段分别为3.5×10^(-7)~3.8×10^(-6) Hz、3.5×10^(-7)~3.5×10^(-6) Hz和3.8×10^(-7)~3.4×10^(-6) Hz。结果表明,EMD方法有效提高了地震前流量异常信息的获取能力,在地下水流量异常特征识别与信号分析方面具有较好的应用前景。

四川泸定6.8级地震——鲜水河断裂带磨西段局部发起、全段参与的一次复杂事件

2022年9月5日12时52分,川滇活动地块东边界的四川泸定地区发生6.8级强烈地震。在震中以北15km、以南25km的范围内开展震后现场考察,发现湾东村、幸福村、爱国村一带的磨西断裂沿线存在同震地表破裂迹象,而在震中以北、爱国村以南断裂通过的位置没有发育同震地表破裂。野外调查获得的同震地表破裂走向为320°~355°,运动性质为左旋走滑,位移量为20~30cm,运动性质和走向与震源机制解获得的结果一致。深入分析认为,本次四川泸定6.8级地震的同震地表破裂主要发育在泸定县磨西镇二台子以南—石棉县王岗坪乡爱国村之间,长度为15.5km。根据野外地质调查结果,并综合地震反演和形变观测已有结果等判定,四川泸定6.8级地震的发震构造为鲜水河断裂的南东段,即磨西断裂。结合余震分布时空演化特征分析进一步揭示,以磨西断裂二台子—新民乡段为主震破裂段的运动导致了此次6.8级地震的发生,并触发了震中以北的南门关—两河口段断裂的活动。泸定6.8级地震是一次主震破裂段发动、其后全段参与的较为复杂的事件。

从泸定6.8级地震看建筑隔震技术发展亟待解决的问题

2022年9月5日12时52分,四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震,文中以地震震后现场调查获得的7栋隔震建筑震害表现为依据,重点描述了调查所发现的隔震橡胶支座破坏、隔震配套黏滞阻尼器破坏以及隔震构造破坏等3类破坏现象。并以震中附近磨西镇中心烈度台获得的强震动记录特征分析为基础,对上述3类破坏现象产生的原因进行了分析讨论。进一步结合破坏原因分析结果,对目前我国建筑隔震技术发展亟待解决的技术问题给出了建议。

2022年泸定6.8级地震GNSS同震形变场及其约束反演的破裂滑动分布

2022年9月5日四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震,地震发生在川滇菱形块体东边界鲜水河断裂磨西段西侧附近.本文基于震中350 km范围内中国大陆构造环境网络和中国地震科学实验场118个GNSS连续站数据,观测获得了精细的同震形变场,结果显示:同震形变跨发震断层呈空间对称分布,表明本次地震具有显著的左旋走滑特征;记录到的最大同震形变发生在震中距40 km的SYD5(石棉安顺场)站,东西向和南北向形变量分别达到-22.0±1.2 mm和11.6±0.9 mm,震中距100 km以外测站的水平同震形变均小于5 mm;垂向同震形变不显著.结合走向163°和倾角77°的发震断层模型,本文对发震断层面的同震破裂滑动分布进行了反演,结果显示:同震滑动主要集中在主震东南侧余震空区0~15 km深度范围内,且破裂达到了地表,同震释放的地震矩与矩震级为M_(W)6.57地震相当.结合理论同震形变场、主应变场和邻近区域主要活动断裂库仑应力变化的空间分布特征,本次可能导致处于强闭锁和地震空区的安宁河断裂石棉—冕宁段未来发震风险性增强.

泸定6.8级地震交通网络应急服务能力分析

2022年9月5日12时57分,四川省泸定县发生6.8级地震。受自然地理环境等因素的影响,本次地震对灾区公路交通网络造成了比较严重的破坏,给震后应急救援工作带来了较大阻碍,极大地考验了灾区交通网络的应急服务能力。本文介绍了灾区交通网络的概况及其地震破坏情况,建立了路网应急服务能力评价方法,并将单位时间到达重点救援目标的最大交通量作为其评价指标。以本次地震灾区的交通网络为例,结合交通网络应急抢通过程的考察数据,对交通网络应急服务能力的下降及其恢复过程进行了分析,对灾区交通网络地震韧性进行了定性讨论,以期为交通网络的地震韧性评价提供参考。

泸定6.8级地震公路地质灾害链效应分析

省道S217是2022年9月5日泸定6.8级地震中灾毁最为严重的公路,沿线灾害链生效应明显。通过实地踏勘,收集地质资料和前人研究成果,总结了公路沿线崩塌群、滑坡、泥石流次生地震地质灾害的分布规律及特征,并从灾害链的角度对地震诱发次生地质灾害进行剖析,归纳出地震—震裂山体—崩塌(滑坡)、地震—崩塌(滑坡)—堰塞湖—水流(冲刷)—泥石流、地震—滑坡—崩塌等灾害链模型,且通过对灾害链成灾机理和发展趋势的分析判断:部分灾害链已趋于稳定,但仍有部分灾害正在发展、或将形成隐患。为此,针对灾害链的孕灾环和激发环,建议通过监测、控制、消除激发环和改变新孕灾环的方式实现断链,提出了相应的断链措施,为灾后重建提供参考。

四川泸定6.8级地震交通系统震害调查及分析

2022年9月5日12时57分,四川省泸定县发生6.8级地震,经中国地震局组织专家评定,本次地震最高烈度达到Ⅸ度。截止9月11日17时,地震共造成93人遇难以及25人失联,给灾区造成了重大经济损失和人员伤亡。地震应急工作结束后,中国地震局组织专家前往灾区开展科学考察工作。文中基于现场考察数据及相关文献资料,介绍了此次地震灾区交通网络主干线路及其分布情况,概述了交通系统的总体破坏情况;通过对考察结果的梳理,总结了本次地震中道路、桥梁等交通元件的典型震害现象,分析了各类典型震害现象的形成原因。综合本次地震交通系统的总体破坏及功能损失特点,为交通系统抗震策略提出相应的思考与建议。

泸定6.8级地震学校建筑典型震害调查与分析

2022年9月5日中午12时52分,四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震,地震发生后,调研了处于不同烈度区13所学校中16栋建筑的震害情况,总结了各烈度区内学校建筑的典型震害特征,分析了各类破坏的产生原因。调查分析的结果表明:2008年以后建造的学校建筑其结构构件基本完好,表现出良好的抗震性能;2008年以前建造的两栋砌体结构发生中等破坏,一栋钢筋混凝土框架结构发生严重破坏,前者发生中等破坏的主要原因为构造柱等抗震构造措施不足,后者发生严重破坏的主要原因为单跨框架结构由于冗余度不足而导致结构整体刚度和承载力较低;另外,非结构构件的破坏在这次地震中仍难以避免,进而影响建筑的使用功能,高处构件的破坏坠落和周边围墙的倒塌将会对地震中逃生人员造成安全隐患。基于分析结果,建议排查学校建筑的抗震构造措施及结构承重形式,对不满足规范要求的建筑及时采取抗震加固或改变用途等措施;建议加强非结构构件与主体结构的连接并提升其抗震能力,避免因非结构构件破坏引起的建筑功能中断和人员安全隐患。文中结论为学校建筑的抗震设计和韧性提升提供参考依据。

四川泸定6.8级地震震中区域建筑震害考察与思考

四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震后,对震中磨西镇及附近的房屋建筑震害情况进行多次考察。根据考察结果分析,现行规范关于场地地震作用放大系数的规定较为简单,建议应进行进一步细致研究;较多建筑底层发生严重破坏,甚至倒塌,建议对底部的刚度和承载力进一步提高;合理设计与施工的砌体结构在地震中表现良好;钢筋混凝土结构施工缝易发生滑移破坏,从而加重整体结构的破坏,建议对应整体结构性能目标进行施工缝验算;填充墙、装饰构件、吊顶和机电设备等非结构构件震害较多,建议从设计、施工和验收全过程控制,保证非结构构件的抗震性能。

基于手机位置的泸定6.8级地震人口热力分析

2022年9月5日泸定6.8级地震后,为及时了解灾区人口分布情况,快速确定极震区范围,本文借助第三方手机移动推送服务平台,采集了灾区不同时段的手机位置数据,利用核密度空间处理方法,分析震前人口分布状态以及震后的人口热力变化情况,结果表明,地震发生后极震区范围内的人口热力呈现明显减弱趋势,而在距离震中较远、人口密度较高的乡镇则出现短时人口热力增强趋势。通过对活跃手机数量的变化率进行空间插值分析,可以较好地拟合本次地震通信基站退服的分布情况,并推断出地震影响场的范围。人口热力数据为快速获取灾区人口动态变化提供了有效途径,可以为地震灾害快速评估和应急救援工作提供有效的数据支持。

基于随机有限断层法的泸定6.8级地震强地面运动场重建

基于随机有限断层法开展泸定6.8级地震强地震动模拟,并通过实际强震记录校核,重建了泸定地震的强地面运动场。结果表明:(1)震中距80km以内,大部分模拟峰值地面加速度值与实际值较为接近,峰值地面加速度差值最小为0.58gal;(2)与低频段相比,高频段加速度反应谱的模拟效果较好,与实际反应谱的吻合度更高;(3)模拟峰值地面加速度(PGA)、峰值地面速度(PGV)、谱烈度(SI)及仪器地震烈度(II)的最大值分别为433gal、30cm/s、34cm/s、8.5,除II的模拟结果未展现Ⅸ度区外,各地震动参数均沿断层延伸方向呈对称分布,且在宏观形态上与地震烈度图的相似性较强;(4)与实际地震烈度图相比,重建的强地面运动场可有效预估地震烈度Ⅶ~Ⅸ度区的分布范围。作为合理确定地震动输入的一种途径,研究结果不仅可为泸定地区的抗震设防工作提供技术支撑,也可为特定地震强地震动(高频)的快速模拟提供参考。

2022年泸定6.8级地震房屋震害及其统计分析

2022年四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震。依据现场调查资料,介绍了震区房屋的主要结构类型及其建造特点,总结了各类房屋结构的典型震害现象,探讨了各类房屋典型震害特征的产生机理。通过震害数据的统计分析,建立了本次地震中各类结构房屋的震害矩阵,并与其他学者的研究成果进行了对比,研究了不同房屋类型各地震破坏等级分布规律,给出了砖混结构房屋的地震易损性曲线。根据本次地震的震害特点,给出了提升房屋抗震能力的建议。

简易烈度计记录的噪声水平评价:以泸定M_(S)6.8级地震为例

在我国地震预警和烈度速报系统中,烈度计被广泛使用。烈度计的频谱特征主要是通过检定实验室进行标定,但在破坏性地震中,烈度计响应特点缺少必要的研究分析。该文以2022年四川泸定M_(S)6.8级地震为例,对比分析了烈度计记录和强震仪记录在噪声水平、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)、高通滤波截止频率(f_(HP))取值以及有效周期范围(T_(max))方面的特点,综合评价了烈度计记录的频谱特征,分析了噪声影响。得到以下结论:在整个频域范围内,烈度计记录的SNR要比强震仪记录平均意义上低一个数量级,可以估计烈度计动态范围较强震仪大致低20 dB;烈度计记录的最佳f_(HP)取值相较于强震仪记录存在更大的不确定性,尤其是在竖直方向上;烈度计记录的最佳f_(HP)取值更大,反应谱T_(max)较传统强震仪记录在水平方向小1~2 s,在竖直方向小3 s左右。该研究结果有助于合理应用烈度计记录,服务地震学和地震工程学相关研究。

泸定M S6.8地震震前变形特征及鲜水河断裂南东段地震活动性

针对鲜水河断裂带南东段的历史地震活动性和近10 a该断裂带上发生的中小震群展布特征,利用GNSS观测数据给出2022年泸定M S6.8地震震源区及周边区域的速度场、应变率场,识别此次地震震前的变形特征。GNSS速度场显示,鲜水河断裂带南东段走滑速率约为10 mm/a,区域整体运动为ES向,与断裂构造运动具有一致性;应变率场结果显示,发震断裂仍存在较强的剪切应变积累,汶川特大地震后随着应变能不断释放,龙门山断裂带的卸载作用间接影响鲜水河断裂带的南东段,该断裂长期处于应变积累高值的过渡区,现今仍具有较高的断层闭锁状态,该地区的地震活动趋势和地震危险性值得进一步关注和研究。

四川泸定M_(S)6.8地震灾害主要特征分析

四川泸定6.8级地震是继2013年芦山7.0级地震至今,四川境内遭受灾害面积最大、死亡人数最多的一次地震,造成了一定程度的房屋和基础设施损坏,诱发了大量的地质灾害,具有明显的区域特点.本文基于四川省抗震救灾指挥部和地震现场工作队的一手资料,从灾情获取的时间序列、震害的空间分布、生命损失、建筑物破坏、地震地质灾害的强度等方面开展了本次地震的灾害特征分析.初步得到如下认识:①黑箱期时间为1.5h,死亡人数统计比小于1%,24h获得了半数以上伤亡信息,符合中强地震灾情渐进式获取的一般规律;②本次地震影响面较广,有感面积为816194km^(2),烈度Ⅵ度区域以上面积为19089km^(2),Ⅸ度区面积为280km^(2),与一次7级地震受灾范围相当;③地震灾害重且破坏集中,截至2022年9月11日17时共造成93人死亡,25人失联,导致房屋垮塌415间,严重损坏5566间,一般损坏19890间,新增有威胁对象的地震地质灾害点565处,其中,约92%的死亡人员地点、68%的地震地质灾害点、多数的毁坏及严重破坏房屋位置,集中分布在Ⅷ度和Ⅸ度区;④滑坡、崩塌等次生地质灾害是造成本次地震人员死亡最主要的原因,占总死亡(含失联)人数的86%.

2022年四川泸定M_(S)6.8地震前地震活动与地球物理观测异常回顾与讨论

2022年9月5日四川泸定M_(S)6.8地震发生在2022年度全国地震重点危险区内,且震前作了较好的短期预测。本文回顾了中期(年度)和短期阶段地震活动和地球物理观测异常。(1)2022年度危险区确定的核心依据有川滇藏交界4级地震空区、危险区附近ML≥3.5地震空区、跨断层形变趋势异常和重力场异常等,其中,川滇藏交界4级地震空区被2022年1月2日云南宁蒗M_(S)5.5地震打破具有中短期预测意义。(2)短期阶段,川滇藏交界4级地震空区经历了“打破—增强—平静”的演化过程,与1973年四川炉霍M_(S)7.6地震前高度相似,这可能与其发震构造相同、震源机制解一致和深部孕震环境相似有关。此外,还存在川滇地区震群和多个余震区准同步活动、巴塘显著震群等异常。地球物理观测方面,在2022年6月1日芦山M_(S)6.1和6月10日马尔康M_(S)6.0地震后,四川前兆异常无明显减少,而在7—8月显著增多,这可以作为强震后短期仍有可能再次发生强震的判定依据。新增异常主要分布在以三岔口(鲜水河断裂带、安宁河断裂带和龙门山断裂带交汇区,呈“Y”字形分布)为中心的300km范围内,这是震前短期地点预测的主要依据之一。(3)6.8级地震前形变中短期大幅度异常突出,且异常点均位于远场(距离6.8级地震震中130~300km范围内)。除礼州测距外,其余异常点均位于ML3.5地震空区外围。形变异常出现的时间与ML3.5地震空区打破后空区内部及边缘地震活动显著增强大体一致。(4)泸定6.8级地震发生在三岔口地区,该区及附近2015—2021年连续多年被确定为全国地震重点危险区,但均未发生预测地震,由此表明当前有效的强震年度(中期)时间预测依据少。

鲜水河断裂带地震矩亏损的空间分布及2022年泸定M 6.8级地震

2022年9月5日泸定M 6.8级地震发生在鲜水河断裂带南端的磨西断裂.该地震的发震机制以及未来该断裂段是否仍会发生强震是值得关注的科学问题.拟从地震能量积累与释放的角度来解释该地震的发震原因以及鲜水河断裂带未来的发震潜力.通过对比地震矩积累与释放的时空分布,发现地震大都发生在地震矩亏损的段落,并有填补地震矩亏损的趋势.此外,鲜水河断裂带至今存在3个显著的地震矩亏损段,均具发生6.5级以上地震的潜力.1786年康定M 7.6级地震发生之后,经过两百多年时间的积累,足以发生M 6.5级以上地震,而泸定M 6.8级地震仅释放了磨西断裂上部分的地震矩亏损,未来该断裂段仍具有发生强震的可能.

基于希尔伯特-黄变换的地震加速度时频分析——以泸定M_(S)6.8级地震为例

川西地区深切峡谷发育,地震频发,研究地震波在该地区高陡斜坡的振动能量分布情况意义重大,依据自建的泸定冷竹关地震监测站采集到的泸定M_(S)6.8级地震加速度数据,采用希尔伯特-黄变换的方法分析其时频信息,该方法突破了传统的傅里叶变换与小波变换等时频分析方法的局限性,可以对短时突变的非平稳信号进行有效的时频分析,揭示出:(1)此次地震的地震波振动能量具有明显的方向性,在水平向的地震振动能量强于竖直向,同时振动能量在特低频(0~5 Hz)范围内强于在中值低频(5~7 Hz)范围内;(2)冷竹关沟右岸单薄山梁的地震振动能量强于左岸的浑厚山体,而1#监测点由于地处半岛状山梁坡顶凸起地形处,受地形影响,其振动能量最强烈;(3)地形因素对地震波的振动能量影响较大,斜坡坡顶部位比坡折部位振动能量更强,坡折部位振动能量在频率范围上分布更广,同一高程时,山梁顶部凸起地形处比山体斜坡处振动能量更强.在地震发生时,高陡斜坡的坡顶、单薄山梁及微地形凸起处更容易发生同震地质灾害.