2014年云南鲁甸M_(W)6.1地震强地面运动模拟

基于震源运动学模型,采用宽频带混合模拟方法,对2014年鲁甸M_(W)6.1地震开展了考虑复杂震源破裂过程的地震动模拟,将代表性场点的模拟结果与实际观测的强震记录进行对比,分析了不同震源模型对场点强地面运动特征影响的差异。结果表明:就震源尺度有限的中等地震而言,地震矩相近的不同震源破裂模型对震中距稍远场点的地震动影响差异相对较小,而对近震源区场点的地震动特征影响差异则较为明显。此外,不同震源模型模拟的地震动参数空间分布结果显示,不同震源模型对地震动的空间分布形态具有显著影响。

GP断层破裂模型在青海门源M_(S)6.9地震强地面运动模拟的适用性研究

2022年1月8日青海省门源县发生M_(S)6.9地震,震中附近遭受了强烈地震破坏.为验证Graves和Pitarka开发的GP断层破裂模型在震前对中国地区地震动场的预测与评估能力,本文基于GP法,考虑不同上升时间系数(rc)的影响,对门源地震进行了确定性地震动模拟.将模拟结果在地震动衰减规律、波形与幅值和烈度分布三个方面分别与青藏地区的地震动峰值预测方程、强震观测记录和根据强震记录自动产出的烈度图进行了对比.结果表明,当rc为9.0时,模拟记录与实测记录和地震动峰值预测方程基本一致.本文较好的重现了门源地震的强震动场,在合理选取rc的情况下,GP法可以应用于中国地区震前强地震动场的预测和估计.

P波入射下饱和冻土自由场地地震地面运动分析

地震波的放大或衰减受场地条件的影响,因而选择符合实际情况的场地模型来分析地震地面运动极为重要。为了研究西部高寒地区冻土场地的地震地面运动特征,基于弹性波在单相弹性介质与冻结饱和多孔介质中的传播理论,建立了P波入射下基岩上覆饱和冻土自由场地模型,求得了平面P波入射情况下基岩上覆饱和冻土自由场地地震地面运动的解析解答。通过数值计算,分析了平面P波在不同入射角度下,入射频率、孔隙率、介质温度、胶结参数和接触参数等物理力学参数对饱和冻土自由场地地震地面运动的影响规律。分析结果表明:平面P波的入射频率对基岩上覆饱和冻土自由场地地表位移有显著影响。基岩上覆饱和冻土自由场地的水平位移随着平面P波入射频率增大而减小,竖向位移随入射频率增大而增大;孔隙率的增大也会导致饱和冻土自由场地水平位移增大,但其增幅随着平面P波入射角度的增加先增大后减小,竖向位移也增大,但增幅随入射角度增加逐渐减小;冻土场地中介质温度的降低会导致饱和冻土自由场地的水平位移和竖向位移减小。这表明冰相对于冻土场地中地震波传播具有重要影响;此外,泊松比也会对自由场地的位移产生一定影响,水平位移随泊松比增大而减小,增幅随平面P波入射角度增加先增大后减小。随着泊松比增大,饱和冻土自由场地的竖向位移显著增大,增幅随平面P波入射角度增加逐渐减小;接触参数的增加会导致自由场地的水平位移增大,增幅先增大后逐渐减小。同时,地表竖向位移也会增大,但增幅逐渐减小。

机载高分辨CSSAR地面加速运动目标成像方法

机载圆轨迹条带合成孔径雷达(circular stripmap synthetic aperture radar,CSSAR)的圆轨迹运动导致目标信号特性复杂、目标距离方程高阶分量显著等问题,给运动目标成像带来很多困难。考虑到高分辨是未来的发展趋势,针对机载高分辨CSSAR,提出一种地面加速运动目标成像方法。首先,针对目标距离方程高阶分量显著的问题,建立了四阶Taylor近似距离模型,以保证成像质量。接着,推导了目标二维频域信号模型,提出通过二维频域相位相乘来高效地实现目标聚焦,并利用差分进化算法高效地实现对距离模型各参数的精确搜索。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。

北京地区高风险断裂及其强地面运动模拟

北京地区历史上发生多次破坏性地震.在未来50年超越概率10%的中国地震烈度区划中,北京地区烈度为Ⅷ度.北京邻区强震对北京地震烈度的影响已经有一些研究.然而,如果北京地区的断裂发生强震,其地震烈度将有多大?又是如何分布?这是防震减灾所关注的问题.北京活断层研究表明,黄庄-高丽营等断裂具有第四纪分段活动特征.本文首先用有限元方法对北京地区活动地震断裂地震安全度进行评估,确定了黄庄-高丽营断裂(北段)是其中地震安全度相对最低的断裂;然后在此断裂上设定一个MS7.2的情景地震,使用可以考虑真实起伏地形影响的任意曲线网格有限差分方法模拟了这个设定地震在北京地区引起的强地面运动特征和烈度分布细节.强地面运动模拟结果表明,峰值速度PGV>0.7 m·s^(-1)的区域集中在沿断裂东侧的8~9 km宽的条带内,最大值达1 m·s^(-1);烈度分布显示断裂周围20 km内大都超过Ⅷ度.本文结果可为防震减灾提供参考依据.

2017年九寨沟M7.0地震强地面运动估计与方向效应研究

基于二维有限单元法使用接触单元模拟断裂带的非连续破裂过程,建立2017-08-08四川九寨沟M7.0地震近场强地面运动估计模型,并对应力降和屈服应力等关键震源参数进行研究。在利用国家强震数据中心提供的实际观测波形开展地震动参数信度检验基础上,给出地震动峰值加速度(PGA)分布,探讨近场强地面运动方向效应特征及其成因机理。结果表明:1)随着震源接触单元屈服应力及应力降参数的增大,水平向PGA整体增大,前者对于强地面运动的影响更为显著;应力降为8.5 MPa、屈服应力为4.0 MPa时,强地面运动模拟结果的相对误差百分比整体小于40%,51JZB等近场强震台相对误差均小于5%。2)九寨沟M7.0地震水平向PGA模拟结果等值线整体呈椭圆状,椭圆长轴与发震断层树正断裂走向具有较好的一致性;震中附近PGA最大值约为720 Gal,且整体随震中距的增大不断衰减;跨龙日坝断裂北段及跨雪山梁子断裂PGA分别突降16.67%及22.72%,这种断裂带的隔震效应或与地震动沿断层面的透射降低有关。

合成材料运动场地面层中挥发性有机化合物和二硫化碳释放量的同时测定方法

建立热脱附-气相色谱-质谱法同时测定合成材料运动场地面层中挥发性有机化合物和二硫化碳释放量的方法。采用三合一吸附管,DB-5MS UI柱作为色谱柱,对热脱附解吸条件,程序升温等参数进行优化。研究表明:本实验中挥发性有机化合物分离良好,间(对)二甲苯在(0.2~2.0)μg浓度范围内线性良好,其它8种物质在(0.1~1.0)μg浓度范围内线性良好,R2均大于0.99,检出限均小于0.01[mg/(m^(2)·h)],满足GB 36246-2018标准的要求。本方法方便高效,结果准确可靠。

基于随机有限断层法的泸定6.8级地震强地面运动场重建

基于随机有限断层法开展泸定6.8级地震强地震动模拟,并通过实际强震记录校核,重建了泸定地震的强地面运动场。结果表明:(1)震中距80km以内,大部分模拟峰值地面加速度值与实际值较为接近,峰值地面加速度差值最小为0.58gal;(2)与低频段相比,高频段加速度反应谱的模拟效果较好,与实际反应谱的吻合度更高;(3)模拟峰值地面加速度(PGA)、峰值地面速度(PGV)、谱烈度(SI)及仪器地震烈度(II)的最大值分别为433gal、30cm/s、34cm/s、8.5,除II的模拟结果未展现Ⅸ度区外,各地震动参数均沿断层延伸方向呈对称分布,且在宏观形态上与地震烈度图的相似性较强;(4)与实际地震烈度图相比,重建的强地面运动场可有效预估地震烈度Ⅶ~Ⅸ度区的分布范围。作为合理确定地震动输入的一种途径,研究结果不仅可为泸定地区的抗震设防工作提供技术支撑,也可为特定地震强地震动(高频)的快速模拟提供参考。

基于随机振动模型的强地面运动数值模拟及其在广西灵山M63/4地震中的应用

1936年4月1日广西灵山县平山镇东南罗阳山附近发生M63/4地震,该地震是华南大陆自有地震记载以来发生的最大地震。本研究收集整理了灵山M63/4地震的地质资料、活动断层探测最新成果等,选取适当的研究区域,利用随机振动有限断层模型计算区域内网格点的峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV)等参数,并且加入浅层横波速度结构V_(s)^(30)对地震动参数的影响,最终得到此次地震的地震动分布并分析了地震动特征。本研究将模拟结果与野外调查烈度数据和地震动衰减关系进行对比,结果显示模拟结果与调查烈度值和衰减关系在整体衰减特征、极震区的分布等方面均符合较好,模拟结果可为该地区未来地震危害性评估提供依据。本研究所使用的方法流程亦可应用于本地区地震烈度速报,为震后应急救援及决策指挥提供帮助。

2014年8月3日云南鲁甸地震强地面运动初步模拟及烈度预测

2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生了M_s6.5级地震.在已知的三维介质模型、地形数据基础上,利用震源运动学初步反演模型(张勇等,2014),作者采用曲线坐标网格三维曲线有限差分方法模拟了鲁甸地震波场传播过程,并计算了模拟区域地震烈度分布.结果表明:地震最大烈度为Ⅶ度,破坏主要集中在鲁甸县以及巧家县、会泽县靠近鲁甸县的边界.另外,模拟结果还显示地震动在山峰、山脊处具有较大的幅度.计算表明断层东北侧的低速沉积盆地的波动放大效应加强了该地区的地震灾害.

2013年4月20日四川芦山地震强地面运动三要素特征分析

2013年4月20日四川省芦山县境内发生M_s7.0级地震,地震造成196人死亡,21人失踪,11470人受伤,震中最大烈度IX.地震发生后,中国数字强震动观测网络和成都市地震烈度速报网络分别获得了114组和63组3分量强震动记录.记录得出在近场加速度幅值较高,与汶川地震峰值相当,然而震害却不严重.本文介绍了这些记录的基本情况,分析了其地震动三要素（幅值、持时、频谱）特征以及对建筑物结构的潜在影响.分析结果表明：芦山地震PGA（地震动峰值加速度）与我国常用的霍俊荣地震动预测方程较一致,高于即将颁布的第五代区划图中使用的预测方程;PGV（地震动峰值速度）与第五代区划图中使用的预测方程基本一致;Significant持时和Bracketed持时高于全球经验预测方程,且Bracketed持时衰减显著慢于全球平均水平;典型11个幅值较大记录的5%阻尼比加速度反应谱峰值周期都在0.1~0.2 s范围内,且谱值远高于规范设计谱,但在周期0.3 s之后迅速下降至设计谱以下;芦山地震地震动PGV值较小以及对应我国中小城市和城镇主要建筑物的结构自振周期范围（0.3~1 s）内加速度反应谱远低于规范设计谱,可用于解释其震害相对较轻的原因.

土层液化对地面运动特性的影响

大型振动台模型试验和计算分析结果表明,土层液化对地面运动的影响主要表现为:液化段地面运动时程在形状、幅值和频谱等方面均有很大变化;而且,当孔压比达到0.6—0.7时土层液化就开始对地面运动产生影响。此外,波的短周期成份降低甚至被滤掉,长周期成份被放大,但是这种被滤掉或放大的周期段将随各种因素而变。输入地震波特征对液化时刻或液化开始起作用的时刻有重大影响,所得结果可用以很好解释液化宏观震害现象。

利用高频GPS技术进行强震地面运动监测的研究进展

回顾了高频(1 Hz)GPS在地学应用中的研究进展和主要的数据处理方法,全面比较了高频GPS与地震仪的工作原理与性能,认为高频GPS可为后者进行有效的补充;分析了高频GPS应用于监测短周期强震地面运动的技术优势,以及在处理方法和实际的地学应用中存在的不足;通过对高频GPS的应用领域与发展前景的研究,对我国开展高频GPS数据的处理方法与地学应用研究提出了自己的观点和看法.

震源机制和断层面的介质刚度对强地面运动的影响

1999年9月21日台湾集集地震(MW7.6)的近断层强地面运动分布具有2个明显特点:(1)地表水平峰值加速度、峰值速度和位移在断层两侧的分布不对称,上盘效应明显;(2)加速度、速度和位移沿断层方向分布特点不一致。在理论分析和对台湾921集集地震的震源机制和断层面的介质特性研究的基础上,建立起一个简化的有限移动源模型,用有限元方法对设计模型的地面运动进行了数值模拟,模拟结果与921集集地震观测到地面运动分布特点相似,并得到如下结论:在不考虑场地条件等影响因素的情况下,断层面的介质刚度在一定程度上影响近场地震动加速度和速度的大小,地面峰值加速度近似与断层面的介质刚度μ成正比,地面峰值速度近似与断层面的介质刚度的平方根μ成正比。另外,与断层面介质特性有关的断层位错量、断层面的倾角、破裂方式和运动方向等震源机制参数对强地面运动分布特点也有很大的影响。过去的研究通常简单地把近场地面运动分布不均匀性归结为震源破裂过程的复杂性,研究结果进一步表明,震源机制和断层面的介质刚度是造成近场强地面运动分布不均匀性的主要因素,震源的复杂性与震源机制和断层面的介质刚度不均匀分布有关。

2010年青海玉树M_s 7.1地震近断层地面运动估计

2010年4月14日在我国青海省玉树藏族自治州发生了M_s 7.1级地震.地震给当地群众的生命财产带来巨大损失,其中最严重的破坏发生在震中东南的玉树县城.我们利用反演远场地震波形得到的震源破裂模型和Crust2.0提供的当地的地壳模型,计算了近断层地面运动(速度场和位移场),再现了地震发生时当地的地面运动图像.根据这个图像,震源的单侧破裂过程导致了明显的多普勒效应.地震波自震中向四周扩散开去,但沿着断层向东南方向传播的地震波的幅度更大、波峰更密.玉树县城恰好位于地面静态位移较大的区域,也位于较强烈的位移波和速度波穿越的地带.与实际的地面运动相比,虽然我们的计算还不够精确,但无容置疑,破裂过程导致的多普勒效应是玉树县城遭受严重破坏的主要原因.

基于虚拟样机技术的飞机地面运动多学科协同仿真

将多学科协同仿真技术应用于飞机地面动力学研究,以ADAMS/Aircraft软件的多体动力学建模为核心,联合CATIA软件生成飞机和起落架几何构件,联合PATRAN/NASTRAN软件进行模态分析生成柔性体,联合MATLAB软件建立控制系统模型,采用落震与静力试验的结果校核模型,然后对飞机地面滑跑转弯、防滑刹车、摆振等运动进行多学科协同仿真。结果表明,该仿真模型能准确模拟飞机的地面运动,并得到一些有意义的结论。

近断层强地面运动影响场显式有限元数值模拟的示意性算例

本文通过一个简单的示意性算例,对近断层强地面运动影响场显式有限元数值模拟的主要环节作了概要说明,给出了算例的主要计算结果并对其作了定性和初步的讨论分析。主要观点和结论是:本文的计算结果较好地定性反映和印证了人们对近断层强地面运动特征(如上盘效应、竖向效应、F ling Step效应和速度大脉冲现象)的现有认识水平,验证了采用的计算模型和计算方法的可行性和科学性。本文关于位移峰值场的计算结果对于估算近断层地表破裂带的位置、长度和宽度具有重要参考价值,应进一步深入研究二者之间的相关性。

福州盆地强地面运动特征的有限元数值模拟

区域性地震波强地面运动的量化数值模拟分析结果可以用来指导城市规划建设,并在防震减灾中发挥重要作用.本文采用有限元数值模拟方法来模拟由地震激发的区域地震波强地面运动过程,并得到地表峰值速度和加速度的分布特征.考虑到福州是东南沿海的重要省会城市,其明显的盆地结构特征使它很容易遭受强地震灾害的影响.因此本文以福州盆地为主要研究对象,假定盆地的主要断层某一位置在未来可能发生灾害性地震,则该地震会激发地震波的强地面运动,并由于地形、沉积层等主要影响,在盆地内部发生放大.通过对地震波传播过程的数值模拟和后处理分析,给出了该盆地的地表峰值位移、峰值速度和峰值加速度分布图谱.该图谱可为未来的福州城市规划和抗震减灾提供定量科学参考依据.

澜沧-耿马强震地面运动特征研究

本文利用澜沧-耿马地震中记录到的强震加速度数据,对地面运动加速度峰值和反应谱进行了统计分析。文中研究了震级、震中距、地震方位和场地条件等各种因素对加速度峰值和反应谱形状的影响,提出了适用于本地区的地震加速度峰值和反应谱值的哀减公式并和过去的一些研究结果进行了对。比文中证明了地面运动加速度矢量峰值的衰减与烈度等震线或主发震断层走向的对应关系。

顺轨双天线机载InSAR的地面运动目标检测研究

基于高分辨率顺轨双天线机载InSAR,研究了地面运动目标检测问题。采用双通道干涉处理,抑制地面静止杂波。针对高分辨率InSAR合成孔径时间较长的特点,将运动目标成像处理的概念引入运动目标检测过程, 对运动目标信号实施距离徙动校正后,再聚焦成像,从而改善检测信噪比和信杂比,并进一步提高测速精度。InSAR 仿真数据的处理结果表明了该方法的有效性。