基于改进的希尔伯特-黄变换的地震强震动特征提取

2021年5月21日漾濞M s6.4地震是云南近10 a以来继M s6.5鲁甸地震和M s6.6景谷地震后发生的又一次破坏性浅源地震,其震中位于滇西北地区维西-乔后断裂带附近。震源机制结果显示:此次地震属于走滑型破裂,符合区域构造特征。为进一步研究该地震强震动特征,特引入改进后的希尔伯特-黄变换(HHT),以不同角度客观分析强震动的尺度和频域特征。研究结果表明:希尔伯特-黄变换在对实际地震动记录进行特征提取后,得到的边际谱和时频谱可在一定程度上保留原始数据的主要信息,该方法可为类似破坏性浅源地震的强震动特征分析提供更有效的信息参数,保证了信号分解的稳定性,更适于处理非平稳信号,可为现代信号应用分析于强震动特征提供另一种新思路。

强震预警中P波到时STA/LTA和贝叶斯BIC双步骤捡拾研究

以云南地区的地震数据为基础,借鉴国内外P波震相自动识别相关研究,提出一套可实时处理P波震相的方法,即STA/LTA和贝叶斯BIC双步骤捡拾法。应用此方法对所选取的云南强震动台网观测记录进行P波自动精确识别,并与人工捡拾方法结果进行对比,确定STA/LTA和贝叶斯BIC双步骤捡拾法的识别精度能满足地震预警快速准确的要求。

基于人工神经元网络和多特征参数的预警震级估算

预警震级测定是地震预警的关键技术环节之一。在满足地震预警系统时效要求的前提下,以国内现有的人工神经元网络构架为基础,考虑采用更多的特征参数,对实时持续计算确定预警地震震级的方法进行研究。通过对日本部分实际强震数据进行持续估算预警震级与实际震级间的偏差情况,对预警震级和实际震级进行线性拟合,提出对预警震级结果的修正公式,进一步完善本方法快速估算预警震级的准确程度。

钢筋混凝土框架结构强震连续倒塌破坏分析

为研究结构在强震作用下的连续倒塌机制,提高建筑抗震性能,对10层钢筋混凝土框架结构进行了倒塌模拟,得到其破坏起始点和传递路径并与实际震灾进行对比。研究发现:框架结构设计时应重点加强潜在破坏起始点和传递路径上的抗震能力。强柱弱梁结构真正起到增加结构延性的常是底部几层梁,当其达到耗能极限,底柱便开始破坏,易导致结构整体倒塌。研究结构对钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌设计具有参考价值。

基于JavaEE设计模式的烈度速报建设与应用

通过对Java EE设计模式、软件框架和软件能力成熟度模型的研究应用,实现了云南强震动台网中心烈度速报系统的整体建设。在系统总结关键技术的基础上,全面统计了近两年发生的所有5.0级及以上地震烈度速报系统自动生成地震烈度图所需要的时间。通过对比2014年8月3日鲁甸6.5级地震后的地震烈度图与中国地震局现场工作队发布的地震烈度图,结果表明:两者的烈度强度和烈度分布范围一致。此外烈度速报系统产生的地震烈度图显示出的局部场地效应明显,其主要集中在山谷和盆地等人口密集居住区域,应用效果理想。

力平衡式加速度传感器的性能评价方法

以SLJ-100型力平衡式加速度传感器为例,介绍了力平衡式加速度传感器的工作原理及系统动力方程.基于系统动力方程,计算了功能试验响应及频率响应,以功能试验为基础,建立一套确定传感器固有频率及阻尼比值的方法.分析试验结果表明,阻尼比值对传感器的幅频特性及相频特性具显著影响,其最佳选择范围为0.68 ～0.70.最后以传感器的自振特性及性能评价为基础,提出了基于功能试验的力平衡式加速度传感器的性能评价方法.

2021年云南漾濞6.4级地震近场强震动特性分析

选用2021年云南漾濞6.4级地震强震动数据,经校正预处理后,对典型记录的幅值、反应谱和持时进行分析,得到此次地震的地震动特性。结果表明:(1)与我省烈度速报系统自动产出的仪器烈度分布以及实际震害情况相比,近场测点强震动数据所计算出的仪器烈度值与快速仪器烈度分布、现场实际情况基本吻合。(2)三个分量的PGA等值线形态分布大致相似,长轴均沿西北至东南向展开,逐渐衰减,且对于PGA,在近场震中距100 km以内,主震记录高于选用的衰减关系,一定程度上体现了此地震近场高频成分的卓越特性。(3)在震中附近100 km内,结合四个强震动测点距离震中的地理位置可知:随着震中距的增大,地震反应谱峰值周期也在逐渐增大,地震动的高频成分随着距离逐渐衰减。同时,破坏最为严重的区域主要集中在东南方向,其次为西南方向,东北方向基本不受震害影响。(4)此次地震呈中长持时特点,三个分向的持时随着震中距增大而逐渐增加,在震中距超过300 km处逐渐衰减,其中北南方向的持时衰减最快,竖直方向的持时衰减最慢。(5)研究主震地震动持时空间分布,持时受场地条件影响不大,地震破裂主要是沿西北到东南向的右旋走滑,长持时分布在破裂传播方向的东北侧,破裂传播的西北侧持时较短。同时,地震动持时受上盘效应的影响较弱,在断层上盘和下盘的持时长度没有明显差别,持时长度都接近拟合得到的平均值。在断层附近持时很小,平均在10s左右。

基于激光干涉的强震动加速度计绝对校准试验

分析了激光干涉校准的基本原理,应用绝对校准法开展强震动加速度计的相位测试,通过振动校准试验,在振动台与强震动加速度计的记录输出波形中找出振幅变化趋势,以叠加两个波形的延时对比推断出强震动加速度计的相位差。实例证明,绝对校准可为标准强震动加速度计的性能校准奠定高精度基础。

2012年彝良M_s5.7、M_s5.6地震场地地震动反应

2012年9月7日云南昭通彝良发生了M_s5.和、M_s5.6级两次地震,此次地震引发了极其严重的滑坡和崩塌等地震地质灾害,同时地震波放大效应还引起高烈度异常区。利用彝良地震烈度圈内6个台站记录到的主震加速度时程,通过截取S波窗,采用标准谱比法和水平垂直谱比法研究其场地地震动反应。结果表明:两种方法能给出较为一致的谱比曲线和卓越频率,但场地反应数值差异较大,标准谱比法的结果受到参考台站自身场地反应的影响;靖安台的软弱土层对地震动的放大作用较为显著,是造成烈度异常的主要原因。

自动捡拾P波到时综合方法的选取与探讨

快速、准确以及可靠的震相自动识别,不仅可为政府震后决策提供快速可靠的地震信息,还对减轻地震灾害损失和提高公众对政府可信度具有较大价值。以云南强震动台网实际观测记录为基础,选取了2008年至2017年期间震级在M5.0至M7.0间共计20余次地震事件,借鉴国内外P波震相自动拾取的相关研究,用最常用的长短时平均STA/LTA结合AIC准则综合捡拾法和长短时平均STA/LTA结合BIC准则综合捡拾法这两种不同的综合分析方法,将涵盖了云南盈江、腾冲、彝良、洱源和景谷等地震多发区域的记录P波到时捡拾,并对捡拾准确度、可靠度以及相应速率进行对比探讨。统计分析结果表明:在精确捡拾部分中,相比AIC准则,BIC准则的构架与算法更加灵活简单,且其抗干扰信号能力强,能有效避免干扰信号引起的误触发,可在漏捡拾与误捡拾之间寻求最佳平衡,对地震数据实现快速有效的实时处理,更利于云南省内地震预警发展。

2014年云南鲁甸6.5级地震强震动观测记录及初步分析

2014年8月3日云南鲁甸发生MS6.5地震,在震中及其周边地区分布的中国数字强震动台网的81个台站获取了这次地震的主震强震动记录。特别是位于极震区鲁甸龙头山镇财政所强震动台,完整记录到这次地震的地震动时程,其东西向PGA达948.5 cm/s2,该台站周边多栋多层建筑物底层完全倒塌和损毁,与记录所反映的强烈震动相吻合。初步分析强震动观测记录,讨论了本次地震的震中位置、破裂方向和强震动衰减速率等问题。

利用地脉动HVSR研究2014年鲁甸6.5级地震场地效应

2014年鲁甸6.5级地震导致龙头山镇位于洪积扇上的大量房屋倒塌,而位于河流阶地上的房屋破坏相对较轻。为找出造成该震害差异的原因,在龙头山镇布设间距50~200 m的高密度观测台阵进行连续地脉动观测,采用HVSR谱比法来研究该地区的场地地震响应,确定场地的卓越频率和放大系数。结果表明:HVSR谱比结果与钻孔资料给出的结果较为一致,位于洪积扇上的场地HVSR峰值频率介于1.5~5.0 Hz,河流阶地上的峰值频率多介于6.0~10 Hz,卓越频率值相对较小(5 Hz以下)的场地与地震中破坏最严重的区域较为相符。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震烈度与震害特征

基于应急阶段现场调查、强震动观测,结合震区地质构造、震源机制解、地震序列空间分布等,评定了2021年云南漾濞M_(S)6.4地震的烈度分布。通过对各类震害现象的系统收集和综合分析,归纳了本次地震震害的基本特征并对震害原因进行了初步分析。对照云南地区其他同等级别地震烈度与震害,总结了现场调查得到的初步认识。本次地震形成了呈不规则椭圆状的Ⅷ度、Ⅶ度和Ⅵ度3个等级的烈度区,且长轴均为NNW方向,与震中附近的维西—乔后断裂走向一致,也与强震动观测记录、地震序列空间分布及震源机制解相吻合。此次地震灾害与云南同等级别地震相比明显偏轻,其原因主要是主震前持续多日、不断升级的前震活动警示作用,以及各级党委政府采取了及时有效的动员和疏散避险措施;震区的土木结构房屋震害严重,应科学规划城乡建设布局,逐步减少土木结构房屋存量,提高综合防灾减灾能力;各级政府应高度重视、加大帮扶地震中房屋遭到严重破坏的山区农村居民,避免因灾返贫的情况发生。

地震预警和烈度速报台网数据通信模式分析及建议

可靠、快速的数据传输是建立地震预警系和烈度速报系统的基础。分析地震预警和烈度速报对通信的需求,基于现代通信技术,从稳定性、可靠性、有效性和抗毁需求出发,通过给出适用于地震预警系统和烈度速报系统的数据通信模式。就预警系统而言,目前正在发展中的SDH光纤通信模式是最佳的方案;烈度速报而言,可以采用3G移动通信并辅以北斗卫星短报文通信。

川滇地区中小震地震动衰减特征分析

利用2007年以来川滇地区24次中小型破坏性地震（MS4.7-6.7）的基岩场地和土层场地的强震动记录,分别统计获得了川滇地区水平向基岩场地和土层场地的地震动峰值及加速度反应谱衰减关系。通过与俞言祥等2006年基于转换方法得到的我国西部基岩地震动衰减关系的对比,验证了本文衰减关系对利用中小地震进行地震动估计的可靠性。同时,根据强震动数据随震级以及震中距的分布,分析了本文结果的适用性和可靠性。

近震波形反演震源机制解方法对比研究

分别利用近震波形反演求解震源机制解的gCAP方法和全波形反演方法反演了鲁甸M S6.5地震的震源机制解,并比较两种方法的优点与特性。结果发现,数据方位角的覆盖范围会影响解的稳定性,在使用gCAP方法时尤其需要注意;两种方法获取的震源机制解结果较为一致,走向为73°~77°,倾角为72°~85°,滑动角为157°~180°。

2014年鲁甸6.5级地震强震动频率非平稳特性相关分析

以2014年云南鲁甸6.5级地震的加速度记录为研究样本,分别对强震动三分量的加速度时程进行持续时间与穿零率分析,通过对三分量记录间频率特性差异的研究,总结了鲁甸6.5级地震中强震动记录三个分量的相对峰值持时离散特点,以及穿零率随震中距的走势特征,侧重分析了强震动频率的非平稳变化。

2011年缅甸M7.2地震强震动观测记录初步分析

简要介绍了2011年3月24日缅甸勐帕亚M7.2地震发生后,云南强震动台网中心55个台站接收到的强震动记录及其初步处理结果,并对地震动衰减关系拟合、频谱随震中距的震域变化及地震动持时特征进行了分析。结果表明:由云南地区强震动记录资料拟合的地震动衰减关系相对于大陆区域的地震动衰减关系,与此次强震动记录具有更好的相关性。地震动加速度卓越频率依Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地及楼房结构而依次变低,且随着震中距加大,强震动记录主频值呈变小趋势。场地类别对地震动水平分量持时的影响比竖向分量更明显一些。最后对仪器触发范围、方式、响应半径问题进行了探讨。

基于自主研发的软件框架在地震应用系统开发中的研究和应用

介绍了国内开发的软件由于缺乏自主框架技术导致的问题和危害,强调自主设计和开发软件框架的重要性。在结合国际上流行的通用软件框架设计思路的基础上,分析了世界先进的地震系统的软件框架结构,开发了一套自主设计的软件框架,实现了Message+MVC+CACHE+SSO+DAO设计模式。对框架进行了深层次的优化,运行性能优异。

景谷M_S6.6、M_S5.8和M_S5.9地震强震动记录初步分析与场地效应研究

2014年云南景谷先后发生M_S6.6、M_S5.8和M_S5.9中强地震,云南强震动台网获取了丰富的加速度记录。本文整理了各次地震中固定台和流动台获取的强震动加速度记录资料,分别进行了地震动衰减关系和加速度反应谱分析,结果表明,所观测到的加速度峰值比云南地区地震动衰减关系预测值高,反应谱谱值随震级的增加有增大趋势。最后将益智强震台作为典型台站,分析了该台站在地震中的场地放大效应。