用经验格林函数法模拟2008年日本岩手——宫城地震的强地面运动

运用经验格林函数方法,对2008年6月13日日本岩手—宫城(MW6.9)地震进行了近场强地面运动的模拟研究.首先,利用震源谱拟合方法和遗传优化算法计算了经验格林函数法所需的参数,进而估算求得了此次地震主断层面上强震生成区的面积和上升时间.基于所获得的震源模型,计算了近震源区域的强地面运动时程,并同实际观测记录在时域和频域作了分析比较.结果显示,多数台站合成谱与观测谱符合得很好,部分台站两者在低频上有一定的偏差.通过遗传算法搜寻,所得强震生成区的面积与经验关系预测的一致,而上升时间则比经验关系预测的要小.

宫城Mw9.0级地震前日本IGS站GPS时间序列分析

为探讨日本宫城Mw9.0级地震前IGS(国际全球导航卫星服务)站的运动特征,针对日本7个IGS站4年(2007—2011)的观测资料,分别采用多项式拟合、小波降噪的方法分析站点水平方向运动的变化,采用小波分析、三角函数建模的方法分析竖向运动的变化.研究结果表明:宫城地震前6个月,日本境内多个IGS站竖向隆起速率加快,北方向运动速率减慢,东方向存在较陡的跳动现象.

基于卷积神经网络的地震预警震级持续估算方法研究

为提高地震预警震级快速持续估算结果的准确性,本文构建了基于多种地震动特征参数的卷积神经网络震级估算CNN-M模型。该模型基于日本KiK-net强震动观测记录,利用其P波触发后3~10s时间窗内的幅值参数、周期参数、烈度参数、信噪比参数共11种地震波特征参数以及震中距参数作为输入。本文所建立的CNN-M模型随着地震发生后时间窗的推移可持续进行震级估算。通过研究震中距效应和场地效应对模型的影响,其结果表明:在使用井下数据和震中距参数时,模型表现最佳,其震级估算结果标准差逐渐降低,3 s时间窗标准差为0.336,10 s时间窗时降低至0.251,较之震级估算"Pd方法",估算结果准确性有了较大提高。在2014年11月22日长野Mj6.7级地震震例分析中,各时间窗内都有多个台站可准确估算出实际震级。在2021年3月20日宫城Mj6.9级地震的近场台站持续震级估算测试和实时震级估算测试中,CNN-M模型展现出了较高的准确性和稳定性,震级均值误差较小。以上研究表明:本文构建的CNN-M模型具有稳定可靠的预警震级持续估算能力,可为"国家地震烈度速报与预警工程"项目建设提供震级估算方法参考。

基于Triplet-CNN的强弱地震预判研究

及早判定地震是否为强震,可为快速开展救援行动、减少生命和经济损失争取时间。提出三元组卷积神经网络(Triplet-CNN)模型,对地震强弱进行预判研究。以日本宫城地区为例,通过该地区地震目录获取2000-01-01至2008-12-31间历史地震事件记录,包括震级以及对应的KiK-net和K-net强震仪时间序列数据,利用设计的TripletCNN结构对这些强震仪数据进行训练,实现对强弱地震的快速判定。通过超参数优化,该模型的准确率达到96.85%,精确率96.83%,召回率96.82%,F_(1)值96.82%。将Triplet-CNN分类模型与CNN分类模型、随机森林分类模型和支持向量机(SVM)分类模型进行比较,结果表明CNN震级分类模型具有更高的准确率、精确率、召回率和F_(1)值。基于Triplet-CNN的震级分类模型能有效、可靠地对强弱地震进行预判,从而辅助应急决策,为地震预警工作提供科学依据。

全球定位系统测定的2011年日本宫城Mw9．0级地震远场同震位移

据覆盖日本全境的GEONET网络GPS观测资料显示,2011年3月11日的日本宫城MW9.0级地震造成日本半岛向东移动,最大达到了5.3m.利用国家重大科技基础设施项目"中国大陆构造环境监测网络"的GPS观测资料,分析此次地震对中国大陆构造形变场的同震影响,结果显示,地震造成我国东北和华北地区产生毫米至厘米级的同震水平位移,最大值为35mm.通过应变分析发现,地震导致东北和华北地区一系列北北东走向的断裂产生了不同程度的张性应变.虽然在东北地区张性应变相对比较明显,最大处约为40nano-strain,但对断裂带的静态库仑应力加载有限,不会对区域地震活动产生大的影响.

2011年3月11日日本宫城Mw9．0级地震对其周边地区火山活动的影响

2011年3月11日日本宫城Mw9．0级大震后的两天九州岛上新燃岳火山发生大规模喷发．此次火山喷发是否是受地震触发所致，以及地震是否同样也会造成富士山火山和长白山火山的喷发成为人们关注的热点．通过对地震造成的区域应力应变场的计算，发现富士山火山、新燃岳火山和长自山火山均处于体膨胀区，在地下10km处体膨胀分别达到～220，～8和～14nano．strain．由同震GPS位移场计算得到的3个火山地区地表面应变也表现为膨胀，符合模型计算结果．考虑到拉张应力可能对岩浆通道产生的扩张作用、对包容在岩浆内二氧化碳气体的分异作用以及由此引发的一系列正反馈过程，此次地震可能造成这些火山活动的增加．应当警惕触发影响可能造成的火山喷发．

日本建筑抗震技术及其启示

日本是一个多地震的国家,日本政府十分重视发展建筑抗震技术。从日本宫城县所造成的破坏出发,分析了日本先进的建筑抗震技术及其对我国的启示。