近断层强地震动预测中的有限断层震源模型

提出了近断层强地震动预测中建立活断层上设定地震有限断层震源模型的方法和步骤.首先,根据地震地质和地震活动性调查以及地球物理勘探等资料,确定活断层的空间方位和滑动类型;然后,根据地震定标律确定活断层的宏观震源参数;第三,将高强体模型与k平方滑动模型相结合,产生断层破裂面上的混合滑动分布.在此基础上,预测了与1994年Northridge地震断层类型、矩震级(Mw6.7)基本一致的设定地震的有限断层震源模型.最后,将预测的有限断层震源模型与基于地震学的、使用动力学拐角频率的地震动随机合成方法相结合,预测了1994年Northridge地震近断层12个基岩台站的加速度时程,并和实际记录进行了对比.结果表明,用上述方法和步骤建立的有限断层震源模型是可行、实用的.

有限断层震源全局参数定标律的稳定性

根据eQuake-RC网站及相关文献,建立了383个地震全局参数的数据集,与二十多年中3篇参考文献先后发表的震源全局参数及其定标律统计结果比较,讨论了定标律的稳定性。虽然数据量大大增加,尤其是高震级数据增加更显著,震级范围扩大,不同年代的全局参数与矩震级域数据点的分布大多重叠,新补充的数据往往分布在以往数据分布的延伸方向上。区分两类地震、三种破裂类型、五(三)个震级段统计全局参数定标律,与3篇参考文献的结果比较,期望值两两相对差别的特征相近,统计标准差有所减小,说明随数据增加全局参数定标律结果变化不大,总体趋于稳定。分4组比较、分析数据分布的区域特征,没有发现系统性差别,说明全球数据是可以一起统计的。板内地震和俯冲带地震分组的结果表明,震级范围不同,高震级段数据分布存在明显差异,宜分开统计。

近场强地震动断层面不均匀位错预测模型

断层破裂面不均匀位错空间分布会强烈影响近场强地震动强度及频谱特性。为描述断层破裂面位错不均匀性,设断层子源划分与地震矩无关,采用分形法划分子源,避免子源相互重叠或覆盖;设应力降不为常数修正自相似模型,获得子源断层位错与整体断层位错关系,改进已有凹凸体模型。以美国北岭地震为例,预测断层破裂面位错不均匀性,对比震后反演情况,验证预测模型的有效性。

近断层强地震动场预测

以1997年4月11日新疆伽师地震(M_w 6.1)为例,详细介绍了近断层强地震动场的预测方法.首先,用有限断层震源建模方法建立了该次地震的震源模型;然后,基于动力学拐角频率的地震动随机模拟方法,模拟了该次地震权有主震加速度记录、且位于巨厚土层上的三个台站的加速度时程,并用实际地震记录进行了验证.在此基础上,基于预测的近断层77个节点的加速度时程的峰值绘制了该次地震的加速度场.结果表明,上述方法模拟的加速度时程在0.5 Hz 以上的高频段是可行的、实用的;预测的近断层加速度场具有非常明显的上盘效应.地表最大加速度的范围与断层面上最大凹凸体位置相列应,说明与断层面上凹凸体相对应的地面上的建(构)筑物将会遭受到较为严重的震害.

根据GPS和水准资料反演2008年汶川地震同震破裂模型

通过分析2008年汶川8.0级地震前后的GPS观测资料和1983～2010年的精密水准观测资料,得到地表同震位移场。结合野外地质调查,反演了汶川地震同震断层几何模型和断层面上滑动分布。反演结果表明:北川—映秀断裂是一个铲形断层,长度为180km,地表倾角为62°,随指数函数形式逐渐变缓,深度18km,断层面滑动以逆冲为主;青川断裂长为120km,倾角为58°,断层面上走滑分量由南向北逐渐增加;灌县—江油断裂为纯逆冲断层,长度为80km,倾角35°。整个断层模型中最大错动量达到7.6m,对应破坏最严重的北川地区。本次地震释放的地震矩为7.62×1020N·m,相应矩震级为MW7.9。反演所得模型对于近场的水准观测资料和GPS观测资料拟合很好。

2010年4月14日玉树M_s7.1地震加速度场预测

基于有限断层震源、且使用动力学拐角频率的地震动随机模拟方法预测玉树地震近断层的加速度场.首先,基于有限断层震源建模方法建立该次地震的震源模型;然后,基于上述地震动模拟方法预测玉树地震近断层191个节点的加速度时程.在此基础上,取每个结点的加速度峰值绘制该次地震的近断层加速度场.结果表明:(1)近断层加速度场主要受震源破裂过程和断层面上滑动分布的影响.断层面上凹凸体投影到地表的区域附近,加速度峰值最大,也是震害最严重的区域;(2)对于走滑地震,断层沿线附近的场地并非均会发生破裂方向性效应;发生破裂方向性效应的场地与凹凸体在断层面上的位置有关.

基于地震学的基岩场地PGA混合衰减关系

地震动衰减关系描述地震动场的分布,为工程场地地震安全性评价和地震区划提供技术支撑。区域的经验性衰减关系研究和发展主要依赖于大量的强震观测数据。除了美国西部和日本外,世界上大多数国家或地区尚缺少足够强地震动数据,难以直接统计建立区域经验性衰减关系。建立基于地震学的衰减关系是一个解决方案。美国NGA-East项目做了有益的探索,尚有一些需要进一步改进、完善的地方。

黏弹应力松弛及余滑作用下余震衰减主要影响因素的数值模拟研究

震后趋势判定和强余震预测是震后抢险救灾、次生灾害预防和灾后重建过程中政府和社会公众最为关心的问题之一,其科学基础是对地震序列统计特征及余震活动机理的深入了解和认识。本论文考虑主震破裂面不均匀性、应力加载及余震间应力相互作用,构建表征余震活动过程的物理概念模型,进而通过数值模拟方法,模拟复杂的余震活动过程。

使用新模型的巴颜喀拉块体东部的概率地震危险性分析

巴颜喀拉块体及周边近年强震活动频繁,对块体东部及周边地区进行新的概率地震危险性分析意义重大.本文对巴颜喀拉块体东部重新进行了概率地震危险性分析.使用的新模型和数据主要包括新的大地震发震构造的断层震源模型和时间相依的地震活动性模型.本文的研究表明,与使用潜在震源区模型相比,使用断层震源模型在近断层处的地震危险性较高.使用时间相依的地震活动性模型时,接近大地震复发期望时间的断层的地震危险性较高.巴颜喀拉块体东部2016-2065年地震危险性较高的地区包括磨西断裂、安宁河断裂、哈南-青山湾-稻畦子断裂等.2066-2115年地震危险性较高的地区包括鲜水河断裂炉霍段、折多塘段、安宁河断裂等.如果使用旧的时间独立的概率地震危险性分析模型,未来50年的地震危险性被低估的地区包括磨西断裂、安宁河断裂、哈南-青山湾-稻畦子断裂、德钦-中甸-大具断裂、东昆仑断裂等.未来50年的地震危险性被高估的地区有龙门山断裂、岷山断裂、虎牙断裂、鲜水河断裂炉霍段等.磨西断裂是使用新模型计算的未来50年巴颜喀拉块体东部地震危险性最高的地区.