用近场强震动记录快速估计同震位移并反演震源滑动分布

利用自动经验基线校正方法,分析日本2008年岩手—宫城内陆Mw6.9地震震中周围密集强震动观测台网资料,快速解算出了同震位移场分布,并据此反演了震源滑动模型.经与GPS结果比较,两种不同方法给出的同震位移幅值、方向和总体分布特征较为接近.基于相同断层面参数反演的震源模型空间展布形态、主要滑动范围、平均和最大滑动量、滑动方向以及由模型计算的矩震级等均吻合较好,从而验证了方法的可行性.讨论了自动经验基线校正方法尚存在的问题和不足,为今后利用强震资料快速解算Mw6-7级及以上地震的同震位移场并反演震源滑动分布提供参考.

利用近场强震记录反演2016年日本熊本县地震震源破裂过程

2016年4月15日16时25分(UTC),日本熊本县发生M_w7.1强烈地震,给当地人员、建筑及经济造成严重灾难和巨大损失.日本地震观测网F-net给出的震源机制解显示此次地震的震源位置为130.7630°E,32.7545°N,深度12.45 km,节面Ⅰ:走向N131°E、倾角53°、滑动角-7°;节面Ⅱ:走向N226°E、倾角84°、滑动角-142°.与此同时,余震的震中分布及其震源机制结果显示主震的震源机制在破裂过程中有可能发生了变化,单一的震源机制不足以充分解释观测数据.本文依据GNSS和InSAR地表形变反演结果为约束,并结合活动构造资料为参考,构建了震源机制变化的有限断层模型,采用水平层状介质模型,利用日本强震观测台网K-NET和KiK-net的近场加速度观测记录,通过多时间窗线性波形反演方法反演了此次地震的震源破裂过程.研究结果显示,这是一次沿Futagawa-Hinagu断层带发生的右旋走滑破裂事件,发震断层分为南北两段,其中北段走向N235°E、倾角60°,南段走向N205°E、倾角72°,断层深度范围和余震深度分布基本一致,断层面上滑动主要集中于断层北段,最大滑动量约7.9 m,整个断层的破裂过程持续约18 s,释放地震矩5.47×10^(19)N·m(M_w7.1).

基于近场强震记录和同震位移的汶川地震破裂过程

基于方位角覆盖较均匀的近场宽频带强震记录和同震位移资料,采用非负最小二乘法和多时间视窗技术,反演了2008年汶川地震破裂过程。从运动学的角度,对北川断层南段、彭灌断层和小鱼洞断层可能的破裂顺序进行了分析,同时探讨了北川断层南段浅部高倾角部分起始破裂的时间。得到如下结论:1)通过近场记录波形拟合残差结合同震位移资料得到,只有北川断层南段在与小鱼洞断层相交处发生双侧破裂,断层西南侧台站合成记录才符合观测记录,同时不会在彭灌断层南段近地表处产生远大于观测值的位错。得到1种可能的破裂方式为:主震从北川断层南段深部低倾角部分开始,造成浅部的彭灌断层破裂,彭灌断层往北侧破裂传播触发小鱼洞断层,进而引起北川断层南段浅部高倾角部分与小鱼洞断层相交处发生双侧破裂。2)通过分析断层西南侧台站合成记录的第2个波包波形拟合的结果,发现北川断层南段高倾角部分起始破裂可能有8s的"停滞"。从时间上来说,相互平行的北川断层南段和彭灌断层在破裂时可能存在先后顺序,北川断层南段浅部区域的破裂可能滞后于彭灌断层。同时,北川断层南段可能存在多点破裂的情况。3)断层面上滑动速度较大的区域,滑动速率的值与周边台站有较好的对应关系。断层面上产生较大滑动速率的区域,其周边台站往往有较大的PGV产生。

近场强震记录对汶川地震破裂过程的解释能力研究

选用方位角覆盖较均匀的43个近场强震记录,通过基线校正、积分和滤波后得到速度时程。采用非负最小二乘法和多时间视窗技术,反演了2008年汶川地震破裂过程。研究表明:①所选43个近场台站记录对近乎平行的北川断层南段和彭灌断层的滑动分辨能力不同,所选记录能很好地分辨北川断层南段的滑动,而对彭灌断层的滑动分辨能力要差;②为满足破裂后方区域台站合成记录的第二个波包,北川断层南段或彭灌断层需产生往破裂后方西南侧方向的破裂。综合考虑波形拟合残差及反演结果与地表破裂数据的吻合情况,得到可能的破裂顺序:破裂起始于北川断层南段深部低倾角位置,接着引起彭灌断层破裂,进而引起小鱼洞断层破裂,小鱼洞断层触发北川断层南段高倾角区域发生双侧破裂。

利用近场数字强震资料重新定位伽师、乌恰4次中强地震

利用近场数字强震记录资料,采用和达法、台网地震编目程序(BLOC86)分别对新疆乌恰、伽师地区4次中强地震进行了重新定位。通过对定位结果的对比分析,结合新疆台网的部分实际工作,认为充分利用近场数字强震资料参与定位对于提高、总结和研究新疆部分地区地震定位精度是很有必要的。

采用IDS方法反演强震数据确定2017年8月8日九寨沟地震的破裂过程

近场强震数据是地震观测的主要数据类型之一,但尚未广泛用于震源参数快速和常规测定.作者利用2017年8月8日九寨沟地震的近场强震数据,分别基于中国地震台网中心和美国地质调查局的定位结果,采用迭代反褶积和叠加(Iterative Deconvolution and Stacking,IDS)方法反演得到了两个破裂模型.反演结果显示,两个破裂模型除在时间上存在大约2.5 s的偏移外,在其他破裂特征上都极其相似,表明强震数据反演并不严重依赖地震定位结果.破裂过程大约持续8～10 s,释放的地震矩在6.9×10^(18)Nm左右,对应的矩震级约为M_W6.5.走向方向上,破裂覆盖了震中西北15 km至震中东南10 km的区域,整体表现为不对称的双侧破裂模式,其中西北方向的破裂略占优势.深度方向上,主要破裂集中在0～10 km的较浅区域.这些特征与目前的地震学和大地测量学结果基本一致,表明在当前的数据条件下,即使定位结果存在不确定性,通过反演强震数据也能够独立可靠地确定中强地震的破裂过程.特别地,未来强震数据的数据质量和获取效率得到进一步改进和提升后,这一工作有望成为震后快速确定破裂过程的主要方式之一,在震后应急工作中发挥积极作用.

弱震和强震对建筑结构易损性的影响

本论文在四个地震作用水平和四水准抗震设防目标的前提下,将钢筋混凝土框架结构的性能指标进行量化,确定钢筋混凝土框架结构在各项性能水平下的极限状态和判别准则。以典型的中小学建筑钢筋混凝土框架结构为研究对象,利用ZEUS-NL分析软件建立该结构的非线性有限元模型,考虑结构恢复力模型的不确定性和地震动的不确定性,分别绘制该结构在近场-强震和近场-弱震情况下的易损性曲线,并进行对比分析。

远场地震和近场地震对建筑结构易损性的影响

能够在地震发生之前对地震可能造成的灾害进行定量的估计具有重要的意义。因此,本论文在四个地震作用水平和四水准抗震设防目标的前提下,将钢筋混凝土框架结构的性能指标进行量化,确定钢筋混凝土框架结构在各项性能水平下的极限状态和判别准则。以典型的中小学建筑钢筋混凝土框架结构为研究对象,利用ZEUS-NL分析软件建立该结构的非线性有限元模型,考虑结构恢复力模型的不确定性和地震动的不确定性,分别绘制该结构在远场-强震和近场-强震情况下的易损性曲线,并对比分析远场和近场地震对结构易损性所产生的影响。

芦山7级地震的同震位移估计和震源滑动模型反演尝试

利用自动经验基线校正方法,分析2013年4月20日芦山Ms7.0级地震13个近场强震动台的观测资料,以估算同震位移场分布,并据此反演了震源滑动模型.经与GPS结果比较,两种不同方法给出的芦山7级地震的水平近场同震位移场幅度都不超过cm级,均显示为典型的逆冲型地震（兼有少量左旋走滑错动）.强震最大水平和垂直永久位移分别为4.9 cm和4.4 cm,分别出现在51YAM台和51QLY台.两种资料反演的震源滑动模型虽显示多事件特征,但主要滑动均集中在第一次事件,即初始滑动点两侧的走向长约30 km、倾向长约25 km的相对集中的较小范围内,强震和GPS模型的最大滑动量分别为1.14m和1.09 m,较为一致.其余子事件滑动量小且分布零散,不能排除其数值效应的因素.反演矩震级均在Mw6.7左右,地表破裂应该不明显.文章还讨论了目前在我国利用近场强震动记录估计Mw6～7级地震同震位移场存在的困难和问题,为今后类似工作提供参考.

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震同震位移场和震源滑动模型反演

基于2021年云南漾濞M_(S)6.4地震震中周围40 km范围内仅有的2个强震台近场强震记录进行基线校正并给出同震位移。同时分析强震和GPS资料呈现的永久位移场特征,利用快速获取的GPS同震位移场和InSAR升、降轨资料分别独立和联合反演该地震的震源滑动模型,并进一步展现全空间预测位移场分布。结果表明:(1)漾濞地震水平同震位移场呈现以右旋走滑为主的错动。(2)GPS和InSAR独立和联合反演所得的震源静态滑动范围基本一致,均呈现单侧破裂的总体特征,即主要滑动均发生在震中东南部。6种模型的最大滑动量分别为0.74 m、0.66 m、0.44 m、0.45 m、0.47 m和0.47 m,反演的矩震级为MW5.9~6.3。(3)根据震源滑动模型正演所得的漾濞地震全空间预测水平同震位移场与实际观测位移场一致性较好,震中南、北两侧向内挤压,东、西两侧向外拉张,符合走滑型地震所产生的四象限位移场分布特征。

2016年8月24日意大利佩鲁贾MW 6.2级地震同震位移场估计和震源滑动模型反演

利用改进的自动经验基线校正方法SMBLOC,对2016年8月24日意大利佩鲁贾MW 6.2级地震震中周围约60 km内的近场强震记录进行基线校正并尝试给出同震位移场,与GPS观测结果进行对比分析,分别独立和联合两种资料反演震源滑动模型,并根据震源模型进一步给出全空间预测位移场分布.研究结果表明:(1)两种不同的资料给出的水平位移场幅值均为cm级,且均表明断层的错动以正断为主.(2)两种同震位移场分别独立和联合反演所得的震源静态滑动范围基本一致,最大滑动均发生在震中东北侧,强震模型表现出明显的双事件特征,较大滑动分布在震中东北侧和东南侧,GPS模型在震中东南侧的滑动相对较小,其双事件特征不明显.两种模型的最大滑动量分别为0.96 m和0.86 m,较为一致,反演的矩震级均在MW 6.3左右.(3)根据震源滑动模型计算所得的佩鲁贾地震全空间预测的水平同震位移场中最大位移分布区域与震后报告中受灾严重的地区基本一致.表明在一定的条件下,利用SMBLOC方法解算震级较小的MW 6.0左右地震强震记录的同震位移场,并反演震源滑动模型具有一定的可行性,且其同震位移场和滑动模型可为震后灾害快速评估、救援力量分配、余震趋势判定等快速应急响应工作提供参考依据.