基于改进的随机有限断层模型进行区域烈度速报

一次地震发生之后,地震烈度的迅速圈定对于总体灾情评估、地震应急响应和救灾物资调拨分配等均有重要意义.近年来随着地震科学的发展,强地面运动数值模拟已经成为定量化估计强地面运动的重要手段.在众多震源数值模型中,随机有限断层模型以其时效性和精确性成为烈度速报的首选模型.在本研究中,我们对原有的随机有限断层模型进行改进,实现了峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和峰值位移(PGD)的区域网格化计算,并且加入了浅层速度结构V30对模型模拟结果的影响.在2004Parkfield MW6.0地震、2008年汶川MW7.9地震以及1976年唐山MW7.6地震的实例应用中,数值模拟得到的烈度分布与野外调查烈度在整体分布特征、极震区烈度分布等方面均符合较好,该数值模型单个网格点的计算时间在0.3～0.5s左右,并且随着并行计算技术的引入计算耗时会进一步缩短.随机有限断层模型有效弥补了其他震源数值模型的不足之处,最大限度做到了快速且准确,可以作为烈度速报的一种数值模拟手段.

基于随机有限断层模型的中国北京延怀地区1720年沙城地震(M S7.0)强震动的三维有限差分模拟

通过三维有限差分法(3D-FD)、随机有限断层模型模拟了中国北京延怀地区1720年沙城地震(M S7.0)地震波传播,并用超级计算机Hitachi-SR8000计算模拟结果(http://www.Irz-muenchen.de)。本文将随机有限断层模型应用到三维有限差分法分析中。随机有限断层的基本思想是将断层平面分为数个子断层(或单元、子源)。大地震产生的能量是由子断层经过合适时间延迟然后叠加而成,每个子断层都以独立的双力偶点源运动。本研究中,断层破裂的非均匀性通过随机震源初始破裂位置、滑移向量、子断层上升时间来刻画。基于可利用的地理和地球物理信息,建立了延怀地区的三维速度模型。该3D-FD模型使用75m的网格增量,这样就能捕捉到沉积地层中低至0.5s的短周期信息。同时,本文用这个各向同性的3D模型研究了随机有限差分法模拟结果的不确定性。我们发现随机震源对地震动的影响只会局限在近断层区域(包括地表出露断层和其周边断层),占整个研究区域的5%。总的来说,本文提出一种工程实用的基于3D-FD来模拟强地面运动的综合方法。这种方法对于模拟灾害绘图、土地利用规划、风险评估都是有用的,特别是对于那些必须基于历史地震诱发的真实情况来确定的地震应急响应的计划、准备和协调方面帮助更大。

随机有限断层法合成地震动的研究与应用

目前很多研究者采用随机有限断层模型预测地震动并被证明是可行的。本文运用随机有限断层地震动叠加合成方法,模拟了1988年肃南5.7级地震,与实际记录进行对比分析,发现:用有限断层方法模拟得到的峰值加速度以及峰值加速度出现所对应的特征时刻与真实记录较为吻合;比较模拟的地震动反应谱和实际记录的加速度反应谱,总体上在工程感兴趣的频段内,有限断层方法拟合的结果基本能满足实际工作的需要。为进一步开拓该方法在工程应用中的前景,以兰州市柴家峡水电站为例,将此理论方法应用于缺乏强震记录地区的近场地震动估计中,模拟分析了马衔山北缘活动断裂发震时在坝址区产生的地震动特征,其近场合成结果与1125年兰州7.0级地震的烈度分布符合较好,可供工程抗震设计参考使用。

随机振动有限断层方法计算衡水市强地面运动参数

主要介绍了随机振动的有限断层模型在强地面运动研究中的应用,考虑V30（地下30m的平均剪切波速）对强地面运动结果的影响。以衡水为例,计算了6条周边断层设定地震在衡水市的峰值加速度、峰值速度和时程曲线。对衡水市区危害相对最小的是新河断裂和护驾池断裂,峰值加速度值在50~90cm/s2左右,峰值速度在10cm/s以下,对应到中国地震烈度表为Ⅵ~Ⅶ度;对衡水主城区危害最大的是衡水断裂,峰值加速度值在200~360cm/s2左右,峰值速度在30~45cm/s之间,对应的烈度值为Ⅷ~Ⅸ度。

基于随机有限断层方法的唐山地震强地面运动模拟

基于动力学拐角频率的随机有限断层模型,以1976年唐山大地震的极震区为研究目标,通过梳理前人的研究成果,建立了目标区的计算模型并确定了震源模型参数,依靠目标区的局部场地资料和场地动力学参数,利用四分之一波长法,获取局部场地放大效应参数;利用随机有限断层模型地震动模拟方法,给出了唐山大地震近场强地震动场模拟结果,并与历史地震宏观烈度进行对比,结果表明:在Ⅷ、Ⅸ度影响烈度的范围与宏观资料吻合较好。

汶川地震区地震动估计经验模型

2008年5月12日,我国四川省汶川县遭遇了MW7.9级大地震,强烈的地震动以及所带来的地质灾害,致使房屋、桥梁等结构物和构筑物倒塌不计其数,受灾地区人民生命财产和经济社会发展蒙受巨大损失。地质灾害和结构破坏的主要诱因是汶川地震区的强地面运动（又称强地震动）。地震动的研究是地震工程学中很重要的一部分。基于丰富的汶川地震动数据研究好汶川地震的地震动参数对我国的其他地震区、带的地震动研究有很大的借鉴意义。

1970年M_S 7.7云南通海大地震强地面运动模拟

对1970年云南通海大地震(MS7.7)进行了强地面运动模拟.采用复合震源模型和有限断层随机振动模型,针对包括昆明在内的4个特征城市的地表运动进行模拟计算.结果表明,在0.5～10 Hz频带范围内,2个模型的结果在波形、振幅、频率含量及持续时间上均具备较好的相似性.进一步采用复合震源模型模拟了通海地震的烈度分布图,与实际观测的烈度分布一致程度较高.