新疆乌什7.1级地震灾害及应急救援行动

介绍了2024年1月23日乌什7.1级地震基本参数、发震构造背景、余震序列和建筑工程破坏及震害特征,概述了地震发生后各级政府和部门、行业应急救援行动,讨论了新疆地震应急准备工作经验,提出了未来做好防震减灾救灾工作的启示。

乌什 M_(S)7.1地震序列及应力降特征研究

研究乌什M_(S)7.1地震序列时间和空间变化以及震源参数特征,结果表明地震余震主要分布在主震北东和南西两侧,展布与迈丹断裂的走向基本吻合。目前序列b值为0.67,h值为1.3,p值为1.28。震源机制解为逆冲型,应力降处于低值水平,序列衰减基本正常。此次地震为主震—余震型,最大余震为M_(S)5.8地震。

2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震序列频谱偏移特征分析

采用P波初动方法计算了乌什M_(S)7.1地震序列中M_(S)≥4.0地震的震源机制解,震源机制解在时间上存在前期一致性较好,后期一致性紊乱的特点。空间上,乌什县内震源机制解类型多为逆冲型,阿合奇县内震源机制解类型多为走滑型。利用新疆地震台网数字波形资料和快速傅里叶变换方法,计算乌什M_(S)7.1地震序列中M_(S)≥5.0地震序列的频率谱,计算结果显示,乌什县内发生的5级余震前期有频谱偏移特征,最后一个5级地震频带变宽,频谱偏移特征消失;阿合奇县内发生的5级余震均出现了频谱偏移特征。

基于Design-Expert的电链锯锯齿结构参数优化

为提高电链锯的锯切效率,对电链锯锯齿的齿形结构参数进行研究,以单位锯切功为电链锯锯切效率的衡量指标,通过对电链锯锯切过程的仿真研究,得出不同结构锯齿的单位锯切功。以电链锯锯齿中的外形前角、侧刃楔角和顶刃楔角等结构参数作为影响因子,采用Box-Benhnken中心组合试验方法设计多因素正交试验,使用Design-expert软件进行数据分析得出最优齿形结构参数组合。研究结果表明,所选取的齿形结构参数对单位锯切功影响程度由大到小顺序依次为外形前角、侧刃楔角、顶刃楔角,并获得最优齿形结构参数组合,外形前角为10.92°、侧刃楔角为45.7°、顶刃楔角为45.41°。

2024年新疆乌什M_(S)7.1地震发震断层产状及其动力学探讨

大地震发生后,断层面产状快速确定对震后趋势判定具有重要参考价值。本文收集2024年新疆乌什M_(S)7.1地震序列的震源机制数据,对多家机构计算的该地震震源机制解进行中心解求解后,对震源机制的节面进行聚类分析,去掉噪声点的震源机制得到两簇结果,发现标准差较小的第二簇中心节面可能为发震断层面。然后,为进一步通过断层面与应力场关系验证可能的发震断层面,收集了该地区历史震源机制资料,反演得到乌什地震震源区的构造应力场,发现该地区受到NW—SE向的挤压应力和近垂直向的拉张应力;将应力场分别投影到两簇节面上,发现标准差较小的第二簇中心节面处于剪应力较大区域,并且正应力也有利于该中心节面破裂。综合其他资料分析,本研究推测2024年新疆乌什M_(S)7.1地震发震断层为NW向、低倾角断层,走向为244.62°,倾角为46.19°。

新疆地震烈度速报与预警系统产出效能分析——以乌什7.1级地震为例

乌什7.1级地震是国家地震烈度速报与预警工程建成以来首个7级以上地震,为提高防范和减轻地震风险能力,切实将地震烈度速报与预警工程建设到位,将预警实时产出的震级、震中位置及震源深度结果与国家台网中心正式速报结果对比分析,并分析仪器烈度产出误差。结果表明国家预警网在震中严重偏网的情况下,仍能够展示出稳定、可靠、高效的地震预警和烈度速报能力。

2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震序列类型判定

利用新疆地震台网观测数据,对2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震序列进行分析,结果显示乌什地震序列的余震活动丰富,频度衰减较快。通过历史地震序列类比、序列参数(b值、p值、h值)、等待时间、震级差和能量比等参数的跟踪分析,判断此次乌什M_(S)7.1地震序列为主震―余震型。从历史地震序列类型的早期定性判定到地震序列参数定量计算的跟踪判定乌什7.1级地震序列类型,对地震序列类型的跟踪判定有一定参考作用。

2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震序列重定位研究

为深入研究乌什M_(S)7.1地震,采用双差地震定位法对地震序列进行重定位,定位结果显示:①重定位后主震空间位置变化不大,和重定位前的位置相距2 km,深度为25.6 km,比重定位前深度更深。②重定位后,地震序列沿迈丹断裂分布的收敛特征更加明显,同时存在余震向南移动的趋势,与地震烈度图和灾情分布特征一致。③迈丹断裂在受到山前挤压作用时,在主震震中附近受阻,形成明显的地震稀疏带。迈丹断裂乌什段发震构造比阿合奇段发震构造深,活动性比较弱,因此在主震震中SW向余震多而浅,NE向余震少而深。

2024年1月23日乌什7.1级地震强震动记录特征分析

新疆地震台网中心共获取乌什7.1级地震813条仪器烈度信息、496组强震动记录,其中PH002台站峰值加速度280.68 cm·s^(-2)为本次获得的最大峰值加速度。对获取的219个台站的峰值加速度与第五代中国地震动参数区划图衰减关系对比发现两者在100 km范围内比较符合。计算分析5个峰值加速度超过100 cm·s^(-2)的台站加速度反应谱,并与地震动设计反应谱进行比对分析,同时计算出5个台站地震动有效持时,显示200 km内地震能量释放较迅速,体现出地震破坏力较大。

乌什M_(S)7.1地震引起新55井、新46井水位水温同震响应分析

为研究乌什M_(S)7.1地震引起新55井、新46井水位不同程度的响应变化,对比分析观测井水位的同震响应特征,从含水层渗透性变化和地震波能量密度探讨了同震响应机理。结果表明:①伽师新55井和乌什新46井同震响应形态主要表现为井水位的大幅快速上升。②固体潮计算分析结果表明当地震波作用于新55井和新46井时,前者垂向水力交换增强,水平向水力交换减弱,含水层的水与井水进行交换,引起井水位同震上升变化;后者含水层渗透性增加,含水层水与井水进行交换,引起井水位同震上升变化。③地震能量密度计算结果显示新55井比新46井容易触发同震响应,这种差异性的响应可能与井含水层岩性有关。

2024年新疆乌什M_(S)7.1地震数据产品及其分析

2024年1月23日,地处印度洋板块和欧亚板块碰撞前沿地带的新疆乌什地区发生M_(S)7.1地震。地震发生后,中国地震台网中心立即启动应急响应,国家测震台网中心快速产出地震数据产品,为地震发震构造研究、震源区地震危险性评估提供基础数据。基于中国地震台网资料,采用双差定位方法,对新疆乌什地震及主震后38天内3487次余震进行重新定位。定位结果显示,主震震中位置为(41.28°N,78.62°E),震源深度为31 km,余震序列呈NE-SW向线性展布,扩展范围约80 km,震源深度优势分布在30 km以浅范围内,发震断层倾向NW。同时,基于所得地震定位和前人震源机制解结果,采用PSGRN/PSCMP软件包,计算本次地震不同深度上的库仑应力分布,根据结果分析表明,主震发生使得主震周边区域进入应力卸载状态,并分析了主震对余震发生的触发作用。最后,使用国家地震烈度速报与预警工程站网数据计算本次地震仪器烈度,显示最大烈度值为Ⅸ度,烈度区域小,且集中在主震NEE方向。基于上述结果,结合周边地质构造,认为此次新疆乌什M_(S)7.1地震事件为一次兼具走滑性质的逆冲型地震。

乌什7.1级地震烈度评定与震害特征分析

2024年1月23日乌什7.1级地震发生后,根据震后震害调查结果,并结合震区遥感影像、震源机制和发震构造绘制地震烈度图。在本次烈度图的绘制过程中,Ⅸ度地处山区,缺少强震台网的布设,故在确定Ⅸ度烈度圈时首次参考InSAR结果。通过对比震害调查结果和仪器烈度结果,发现二者吻合度较高,所以在本次确定烈度圈边界时参考仪器结果。本研究重点讨论在不同烈度区内各类房屋的破坏情况以及地震地质灾害现象,分析判定各类房屋震害特征。

2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震前新疆地电优势方位角变化特征分析

通过对2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震前新疆境内5个地电台站观测数据的回溯性分析,计算地震前各台站地电优势方位角,总结数据变化特征,发现地震前各台站地电优势方位角均出现了不同程度的异常变化,异常表现为分散、集中、偏转和跃变的特征。其中震中附近的乌什台、温泉台地电优势方位角异常在时间上具有准同步变化。地震前震中500 km范围内的乌什、温泉、和田台不仅存在不同方位间相关系数的准同步下降变化,而且极化方位也出现了相似的线性极化增强现象,且乌什、和田台优势方位角的异常变化均呈现出向主压应力集中现象,说明在乌什M_(S)7.1地震前乌什、温泉、和田台观测到的地电数据变化,同此次地震具有一定机理上的联系。

基于RST算法提取乌什M_(S)7.1地震地表温度异常

为探讨RST算法在新疆地区地震热红外异常提取中的适用性,以乌什M_(S)7.1地震为例,构建研究区MODIS地表温度数据集,并对数据集进行逐像元时间序列趋势去除后,利用RST算法提取乌什M_(S)7.1地震地表温度异常信息。结果表明:乌什M_(S)7.1地震地表温度异常的变化过程分为“出现—消失—再出现—扩大—达到最大—消失”6个阶段;乌什M_(S)7.1地震的地表温度异常区域大致沿构造带的走向分布;乌什M_(S)7.1地震发生在地表温度异常面积出现最大值后的第99天。利用MODIS数据结合RST算法提取地震热红外异常在新疆地区相关研究中具有一定的可行性。

2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震序列b值随时间演化特征

选取2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震序列目录,利用最大似然法计算该地震序列b值大小,分析震中区b值随时间的演化特征,得到以下认识:①震中区b值在强余震前呈明显下降变化特征,但无法准确评估b值下降后强余震的发生次数;②b值能够反映研究区不同时间的应力水平,对强余震的预测具有一定指示意义。

乌什M_(S)7.1地震前地倾斜、地应变加卸载响应比异常分析

基于岩石应力的本构关系,以2024年1月23日乌什M_(S)7.1地震前震中及周边500 km范围内地倾斜、地应变数据作为“响应量”,利用库伦应力触发模型的加卸载响应比方法进行计算,结果显示,乌什洞体应变等3个测项均出现震前LURR异常,这表明震源区介质存在明显的应力积累过程,同时也说明从倾斜、应变的潮汐频段中能够提取出地震预测的有效信息。

2024年1月23日新疆阿克苏地区乌什县M S7.1地震对周围断层的应力影响及对余震的触发作用

为研究2024年新疆阿克苏地区乌什县M S7.1大震对周边区域应力的影响,基于美国地质调查局(USGS)给出的主震破裂模型,计算此次地震对周边地区产生的同震位移场及应变场,结果发现:体应变在震源西北侧呈现拉张,东南侧呈现挤压;面应变的分布与体应变的形态基本相似。为研究该地震对余震的触发情况,首先需要确定接收断层的断层面参数,对中国地震台网发布的2024年1月23日到2024年4月10日的余震震源机制节面聚类分析,得到两簇结果,选择标准差较小的二簇节面进行平均,得到走向为243.91°,倾角为64.97°;将乌什地震震源区的构造应力场投影到该发震断层上,得到滑动角为61.02°。将这些参数作为余震接收断层的断层面参数,同样基于USGS给出的主震断层破裂模型,计算主震产生的静态库仑应力,研究发现:区内库仑应力均超过0.01 MPa阈值,且库仑破裂应力最大值达0.3 MPa,大多数余震处于库仑应力变化的高值区;表明主震产生的静态库仑应力促进了余震的发生。为研究该地震发生对周围断层的影响,根据前人给出的周边断层的几何和滑动特性,计算在周边断裂上沿滑动方向上的库仑破裂应力变化,研究发现:本次地震对迈丹—沙依拉姆断裂库仑应力最大增加量达到0.22 MPa,喀拉铁克断裂、衣木干他乌断裂、塔塔埃尔塔格断裂、奥兹格尔他乌断裂、柯坪断裂的库仑应力变化并不明显,迈丹—沙依拉姆断裂库仑应力增加最大,应注意该断层的地震活动性。

新疆乌什7.1级地震人口热力及其应急响应功能分析

2024年1月23日2时9分,新疆阿克苏地区乌什县发生7.1级地震。为快速了解震区人口分布情况,判定此次地震极震区范围,分别采集震区内2时及2时30分手机位置数据。利用核密度空间评估方法得到震前及震后人口分布状态与变化情况,并对变化的原因进行分析。研究表明:基于手机位置信息评估得到的震后人口热力数据在城市中心会出现与以往震例不同的“反常”升高现象;人口热力数据对地震诱发的公路边坡地质灾害有很好的响应;部分通信基站退服导致个别村庄人口热力“斑点式”减少,该现象有助于判别基站退服点的地震破坏程度。由于样本数据分布不均且地震发生在凌晨2时9分,人口变化率在刻画地震影响场的能力方面稍显不足。人口热力数据可以在震后应急响应阶段快速获取灾区人口分布与动态变化情况,为灾情信息的获取及地震初期救援力量的科学分配提供有效的数据支持。

基于Design-Expert的碱激发粉煤灰建筑外墙腻子配合比优化试验研究

为了拓展工业固体废弃物粉煤灰的回收利用途径,减少对环境造成的污染,增加其在筑材料中回收利用率。在建筑外墙腻子中加入碱性激发剂(Ca(OH)_(2)、Na_(2)SiO_(3))、粉煤灰,研究碱性激发剂的激发效果。同时通过Design-Expert设计试验,分析主要组分对腻子漆膜粘结强度、吸水量的影响。结果表明:加入碱性激发剂5%,粉煤灰32.5%时,吸水量减少14%,粘结强度增加43%。乳胶粉对吸水量、粘结强度的影响非常显著(P<0.0001),其次是粉煤灰的加入量。通过加入碱性激发剂、提高乳胶粉占比,粉煤灰掺量能达到32%~65%,原配比中水泥的掺量相对减少0%~16%。

基于ANSYS和Design-Expert的农用挖掘机斗杆机构优化设计

JKW-20山地农用挖掘机斗杆机构存在设计冗余,在保证安全可靠的前提下,为解决斗杆机构材料冗余问题,实现轻量化改进,建立了农用挖掘机挖掘装置斗杆机构耦合模型,通过ANSYS软件静力学仿真及拓扑优化,确定了斗杆机构拓扑优化新结构。由于拓扑优化结构不符合实际生产要求,基于优化结果设计斗杆变量,确定优化目标函数,利用Design-Expert进行斗杆机构尺寸优化求解。由优化结果对比可知:运用Design-Expert优化后的斗杆结构相对原结构具备更轻的质量和更大的强度,该方法不仅节约了JKW-20山地农用挖掘机的生产成本,还可为类似的机构设计提供优化思路。