基于InSAR同震形变观测反演2010年新西兰南岛M_w7.1 Darfield地震同震破裂分布

2010年9月4日新西兰南岛Canterbury平原发生了Mw7.1地震,震源深度约为10km.本次地震发生在一条震前不为人所知的断层上.我们利用覆盖整个震区的合成孔径雷达(SAR)观测资料,通过干涉处理分析获得雷达视线向(LOS)同震形变场;以此资料为约束反演了断层的几何参数以及同震破裂分布.结果显示,该地震造成四条相对独立断层的破裂.大部分的地震矩释放发生在Greendale断层(编号1—4),其错动以右旋走滑为主,最大破裂约为8.5m.其它三条断层中,经过震源的逆冲断层最大破裂为5.1m(编号6),位于Greendale断层以西的逆冲断层最大破裂为3.5m(编号5),位于Greendale断层北面的走滑断层最大破裂为1.9m(编号7).反演的Greendale断层地表滑动与地质调查得到的地表破裂在形态和数值上均吻合较好.本次地震释放的地震矩为5.0×1019 N.m,矩震级为7.1.板块边界带形变场分析表明,Darfield地震的发生受边界带应变分配在该地区残留构造应力场控制,其复杂性体现了区域构造应力场的特点.地震对其周围地区的应力场影响较大,库仑应力增加区与余震分布有一定对应关系,并在2011年Christchurch 6.3级地震发震断层区域造成约0.1bar的库仑应力增加,对此地震有一定的触发作用.

基于PALSAR数据的2010年Darfield地震地表同震形变场提取

2010年9月3日(UTC时间),新西兰南部小镇Darfield发生了强度为Mw7.1的地震,其主震对地表造成了严重破坏。为了对由地震引起的地表形变进行研究,本文利用二轨DInSAR技术,通过2景ALOS PALSAR影像的升轨数据,成功提取了该地震的地表同震形变场。从对实验结果的分析可知,该地震的断层为东西走向,断层北盘地表呈现沿雷达视线方向的下降,最大量约为1.5米;断层南盘则发生了沿雷达视线方向的抬升,最大量超过了2米。

2024年新疆乌什7.1级地震和中国台湾花莲7.3级地震前的大震长期平静及中国内地强震危险性研究

对2024年新疆乌什7.1级地震和中国台湾花莲7.3级地震前出现的长期地震平静现象及其平静结束后的地震趋势进行了分析,进而对中国内地当前仍存在的2个大震长期地震平静区域及其危险性进行了分析和讨论。结果表明:①乌什7.1级地震结束了天山地震带长达31年的7级以上地震长期平静状态,可能预示着天山地震带将进入一个新的7级以上地震活跃时段;花莲7.3级地震结束了中国台湾地区长达17年的7级以上地震长期平静状态,可能预示着中国台湾地区将进入一个新的7级以上地震活跃时段。②南北地震带南段的云南地区自1996年丽江7.0级地震以来地震平静时间超过28年,南北地震带北段的甘肃-宁夏地区自1954年内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗7.0级地震以来地震平静时间已超过70年,这2个区域当前或未来一个时期发生7级以上地震的风险较高,尤其是云南地震地区,应引起特别的关注和研究。

心系深部探测,情牵物探中心——纪念地震学家张先康先生

张先康先生是我国知名地壳深部探测科学家,二级研究员、博士生导师,是我国地壳上地幔结构地震探测的主要学术带头人和领导者之一.曾任中国地震局地球物理勘探中心主任、中国地震局学术委员会委员、中国地球物理学会和中国地震学会理事、河南省地球物理学会理事长、河南省人大代表、《地球物理学报》和《地震学报》等期刊编委.自参加工作以来,张先康先生一直从事地壳上地幔结构与构造的地震探测、地震数据反演与成像方法技术研究.先后参与和主持了华北地区地壳上地幔深地震测深、北京地区地震地质会战第三专题、京津唐张地震预报实验场深部探测、国际岩石圈计划——地学大断面、国家地震局“七五”“八五”“九五”“十五”科技计划、国家自然科学基金重点项目等工作.主持翻译了《欧洲中部爆破地震研究》《反演理论:数据拟合与模型参数估算方法》重要地学专著.在反演理论、深地震测深数据正反演与成像、三维深地震测深方法发展与应用、深地震反射方法发展与应用、高分辨地震折射剖面方法发展与应用、深地震测深仪器装备研制、中国地震局科技计划和项目设计等方面做出了重要贡献.先后获国家和省部级科技奖励近二十项.

基于概率的震级完备度方法评估云南地震台网的监测能力

为了科学评估云南地震台网的监测能力,分析云南地区的地震监测能力时空分布特征,采用基于概率的震级完备度(PMC)方法,利用2009-2023年云南地震台网地震目录、震相和台站信息等数据,计算了云南地震台网在云南地区的平均地震监测能力和在不同深度的监测能力,得到滇中、滇西局部地区的基于概率的完备性震级M_(P)=1.5,云南全境基本都能监测到2.5级地震。评估了研究时段内云南地震台网台站监测能力的演变,发现部分台站的监测能力持续下降。但自2018年增加20个台站后,云南2.0及2.5级地震的监测范围有一定的扩大,但微震监测能力提升不明显,可能是因为2018年以来云南一直处于小震弱活动状态。最后,对应用PMC方法规划提升台网监测能力进行了展望。

风化花岗岩裂隙对盾构隧道衬砌地震易损性曲线的影响

以穿越风化花岗岩地层的广州市轨道交通五号线盾构区间隧道为工程背景,建立裂隙-双隧道非线性时程分析模型,采用增量动力时程分析方法,探究裂隙角度、长度及注浆填充组合工况下的隧道衬砌易损性曲线的变化规律。采用弯矩比作为衬砌损伤指标,采用地表峰值加速度和地表峰值速度作为地震强度指标,得到隧道衬砌的易损性曲线,阐明裂隙对隧道衬砌的抗震性能影响。结果表明:衬砌损伤概率会随裂隙在震动方向上投影长度增大而提高;衬砌损伤概率与裂隙长度呈正相关关系;对裂隙进行C25砂浆填充之后,隧道衬砌的地震损伤概率降低,表明工程实践中对裂隙进行填充的操作既可以提高围岩静稳定性,也可以提高隧道衬砌抗震性能。节理裂隙对围岩的局部劣化作用导致隧道衬砌地震损伤概率增加,效果与隧道场地剪切波速降低后相近。

地震宽角反射/折射方法发展述评

本文从地震宽角反射/折射方法的仪器装备、观测系统、观测实验、震相识别、数据分析等主要技术环节的出现、改进、发展、完善,回顾了该方法的百年发展历史.按照我们的见解,将其发展过程分为萌芽期、诞生期、成长期和发展期.对于早期的追溯,重点放在方法的孕育和诞生起到关键作用的人物和事件上,并且尽可能详细;对后期的回顾,聚焦在方法的技术内容的萌发、出现、改进、应用和重点文献等方面,如,何时出现了剖面方法、相遇和追逐观测、地震宽角反射/折射剖面数据的完备性等,成果表述不作为重点,而且叙述简略.述及了天然地震学、地震折射勘探、地震反射勘探、电子技术、通讯技术、测量技术、计算机技术、计算数学等相关学科的进步,对地震宽角反射/折射方法发展的促进作用.展望未来,宽角反射/折射方法在我国深部探测与矿产资源勘查领域大有可为.以此文致敬追寻科学真理的地学前辈.

黄土地区设诱导缝地铁车站地震响应特性研究

诱导缝已在我国地铁车站建设中广泛应用,但其地震响应规律尚不明确。以西安黄土地区地铁车站建设为背景,在前期研究基础上建立黄土场地-设诱导缝地铁车站动力相互作用三维数值模型,研究不同频谱特性及不同峰值加速度地震波作用下黄土场地中设诱导缝地铁车站的加速度响应和损伤演化过程。结果表明:(1)诱导缝同侧结构加速度反应基本一致,但其两侧结构的加速度反应有显著差异,质量较大一侧结构的峰值加速度较大;随着地震强度增大,土-结构动力相互作用更剧烈,地铁车站结构损伤程度不断加深,损伤范围逐渐扩大,且在低频成分丰富的地震波作用下其结构损伤更加严重;(2)诱导缝断面处结构损伤面积相对较大,容易出现局部破坏。研究结果将为黄土地区地铁\,地下结构诱导缝的地震响应进一步研究和工程设计提供参考。

盾构隧道施工扰动对隧道与车站地震响应的影响分析

盾构隧道施工扰动会改变隧道周围土体的应力状态和力学性质,从而影响隧道与车站后期的地震响应。通过数值模拟,分析不同程度的应力状态改变和剪切模量衰减对地震时隧道周围土体、管片结构以及车站结构地震响应的影响。结果表明:(1)应力状态改变程度越大(地层应力释放率越大),隧道周围土体的初始剪应力越大,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越大(应力释放率30%时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是应力释放率10%时的165%和527%),车站侧墙和柱的相对水平位移越大。(2)剪切模量衰减程度越大,隧道周围土体的剪切模量越小,隧道周围土体越软,隧道底部土体的剪应变越大,超静孔隙水压力越大;同时,地震引起的管片弯矩和轴力越小(模量衰减大时地震引起的左拱肩峰值管片弯矩和轴力增量分别是模量无衰减时的67%和40%),车站侧墙和柱的相对水平位移越小。因此,盾构隧道的施工扰动程度对后期隧道与车站的地震响应有明显影响,在隧道与车站的抗震设计时应考虑盾构隧道前期施工对周围土体应力状态及力学性质改变的影响。

改进K-SMOTE随机森林算法在地震信息发布安全风险评估中的应用研究

为有效地提高地震监测、预警、灾情评估等信息发布的安全性提出一种改进型K-SMOTE随机森林(RF)方法构建地震信息安全风险评估模型。该模型通过改进K-SMOTE算法中运用混合采样获得均衡度高的样本集,然后使用随机K折交叉验证方法进行样本划分与模型优化,最终实现目标安全风险等级评估。对实际地震信息发布案例进行评测,文章所提方法构建模型评估准确率为92%,模型精确率和查全率分别为0.81和0.92,模型泛化能力强,能有效用于地震信息发布安全风险评估。本研究为完善地震信息发布安全评估体系、改进地震信息发布环境、降低安全风险提供了参考。

2021年老挝M_(S)6.0地震序列研究

云南地震活动与周边强震存在“构造相连,动力同源”的特征,研究周边强震的序列演化特征及发震构造,对云南地区地震研究具有重要意义。2021年12月24日老挝M_(S)6.0地震发生在滇西南地区的NW向整董断裂附近,震源机制解显示,此次地震是一次走滑型破裂事件,破裂方向与区域构造特征一致。老挝M_(S)6.0地震序列属于前震-主震-余震型序列,主震前震中附近出现3~4级地震非常活跃的现象,前震序列参数计算显示b值波动相对幅度较大,h值出现“上翘”形态,而余震序列b值和h值变化均相对平稳,主震的同震库伦应力结果表明老挝地震可能对云南地区有应力加载作用。

考虑场地效应的多点地震动作用下边坡永久位移分析

地震动引起的边坡土层非线性动力响应可能导致坡体不同位置的地震动加速度时程不一致,从而对整个滑动体的极限平衡状态及之后的地震累积永久位移产生影响。为了研究场地效应对边坡地震永久位移的影响,基于极限平衡条分法,通过对不同土条赋予不同的水平和竖向地震动时程,推导出一种考虑场地效应的圆弧和任意形状滑面的多点地震作用下边坡永久位移分析方法。通过与有限差分软件FLAC的数值模拟结果进行对比,验证了该方法能够合理考虑地震动的场地效应。通过研究不同分布形式的多点地震动及竖向地震动对边坡永久位移的影响,结果表明:场地效应引起的水平地震动放大以及多点地震动不同分布模式会导致整个滑体平均地震惯性力作用位置发生改变,从而影响地震作用下滑动体沿滑面的永久变形量,竖向地震动对边坡地震位移影响较小。将方法应用于Lexington土石坝震后变形案例分析,计算得到的坝坡地震永久位移与实际震后观测值相吻合,证明了考虑场地效应的重要性及本文方法的合理性。

2023-08-23辽宁普兰店M 4.6地震震源参数测定及发震构造初判

2023-08-2318:19辽宁省大连市普兰店区发生M 4.6地震,为准确描述本次地震的震源特征,探讨其孕育和发震机理,本文通过测定地震的震源深度,反演震源机制、矩张量及质心深度,给出震源机制中心解;同时分析震源机制与构造应力场的关系,根据小震重定位结果对发震断层面进行拟合,初步确定了本次地震的发震断层。结果表明,普兰店M 4.6地震初始破裂深度为12.0 km,震源机制解参数为节面Ⅰ走向50°,倾伏角75°,滑动角-169°;节面Ⅱ走向317°,倾伏角80°,滑动角-15°,矩震级M W4.8,最优质心深度12 km;地震矩M_(0)为1.796×10^(16)Nm,矩张量解M_(rr)、M_(tt)、M_(pp)、M_(rt)、M_(rp)、M_(tp)分别为-0.004、0.946、-0.942、0.017、-0.305、-0.125;中心解参数为节面Ⅰ走向47.03°,倾伏角79.04°,滑动角-168.15°;节面Ⅱ走向314.75°,倾伏角78.37°,滑动角-11.19°。构造应力场作用在中心解节面Ⅰ上的相对剪应力为0.877,相对正应力为-0.544;投影于节面Ⅱ上的相对剪应力为0.911,相对正应力为0.161。拟合的断层面走向148.91°,倾伏角89.85°,其在构造应力体系下的滑动角为26.47°。综合分析认为,普兰店M 4.6地震发生在NW向普兰店-长海构造带,是沿应力场最优节面以左旋走滑为错动方式的天然地震。

云南地区GNSS应变率场异常识别方法及地震预测效能评估

利用1999-2020年云南及邻区近300个GNSS测站的观测数据解算获取的速度场为约束,采用克里金插值方法分时段估计了1999-2007年,2009-2014年,2015-2020年三期区域应变率场;通过回溯各个观测时段之后3年内M_(S)≥5.0地震事件,分析区域地壳形变特征与地震事件发生地点之间的相关性,结果表明,绝大部分地震都发生在面应变高梯度带的张压转换区和最大剪应变率沿断层方向的高值区或其边缘。基于上述应变率场异常特征,提出格网地震危险因子算法,建立地震危险区识别模型,通过估计格网最大剪应变率和面应变率风险区划因子,定量提取异常区地震危险指标,结果显示采用数值模型识别出的异常区与地震事件具有较好地对应关系;进一步采用R值评分的方式对应变率场异常区模型识别方法进行地震预测效能量化评估与分析,结果显示3期应变率场预测结果均通过R值评分检测。

HTI介质下五维地震脆性稳定预测方法研究

岩石的脆性性质是页岩油气藏勘探开发过程中工程甜点预测的重要指标之一。以横向各向同性介质(HTI)为例,建立了各向异性假设下的脆性指示因子与背景杨氏模量、背景泊松比及各向异性参数的关系,形成了五维地震脆性稳定预测方法。首先,基于各向同性假设预测储层的杨氏模量和泊松比;其次,基于复频域反演获得各向异性参数的低频信息作为初始模型,结合方位振幅差异反演技术稳定预测储层的3个各向异性参数;最后,通过背景杨氏模量和泊松比以及各向异性参数计算各向异性储层的脆性指示因子,实现HTI介质脆性的稳定预测。该方法可以充分利用宽频地震数据的低频信息,并将六参数直接反演转化为二次三参数反演,理论上提升了反演过程的稳定性。实际资料应用结果表明,该方法针对页岩油的脆性预测具有良好的效果。

典型交叉连接形式的承插式埋地管线地震响应分析

埋地管线的接口类型以及管线交叉连接形式,对管线结构地震响应造成较大影响。由于管线交叉处的受力和变形特征受到各分肢管线结构类型的影响,首先建立分肢直线型管线有限元模型,分析了地震波作用下柔性接口球墨铸铁管线(DIP)和刚性接口灰口铸铁管线(CIP)的接口张开量以及管土相对变位;然后分析了采用十字型、T型、L型和双T型交叉管件连接的管线地震响应特征,其中交叉管件与各分肢管线分别采用承插式和法兰式两种连接口,并比较了接口类型对各类交叉管件地震响应的影响规律。结果表明:对于地震波作用下不同接口类型的直线型管线,DIP柔性接口峰值张开量大于CIP刚性接口,CIP刚性接口管线轴力远大于DIP柔性接口管线。管线交叉处采用承插式接口时,双T型交叉管件连接的管线接口峰值张开量略小于十字型、T型连接。管线交叉处采用法兰接口时,与法兰口邻接的DIP柔性接口张开量较大、易发生拉伸破坏,与法兰口邻接的CIP刚性接口轴向压力较大、易发生受压破坏;在双T型交叉处,与法兰口邻接的承插接口响应显著大于十字型、T型连接。

浅圆仓地震侧压力计算公式推导与分析

仓壁侧压力是浅圆仓抗震设计的重要参数,在规范中没有给出确切的浅圆仓仓壁地震侧压力的理论计算公式。对此,基于极限平衡法,将浅圆仓看作特殊的曲线挡墙,取单位弧长的滑动楔体为研究对象,采用拟静力法与旋转地震角法简化地震力以进行极限平衡分析,并推导出浅圆仓锥堆与平堆工况下的地震侧压力计算公式。通过算例分析,比较满仓状态下地震侧压力的实测数据值及理论计算值,初步验证公式的正确性。对地震侧压力进行数值模拟与参数分析,结果表明模型拟合效果良好,仓壁摩擦力影响较大,在计算中不可忽视;在平堆工况下半径取值对大直径浅圆仓地震侧压力的影响较小,可将其简化为直线挡墙计算。研究成果可为完善筒仓规范中地震侧压力的计算推导提供一定的参考依据。

特高压长悬臂输电塔横担结构竖向地震易损性分析

800 kV特高压长悬臂输电塔横担结构属于高位水平长悬挑结构,对竖向地震作用比较敏感,亟须开展横担结构的竖向地震易损性分析研究.鉴于此,提出一个考虑多重性能水准的特高压长悬臂输电塔横担结构竖向地震易损性分析框架.首先,以某特高压长悬臂输电塔为研究对象建立有限元模型,分析了结构的竖向动力特性;其次,根据横担结构根部主材的应力比建立横担结构轻微、中度和严重破坏时的多重性能水准;最后,基于概率地震需求模型对横担结构开展竖向地震易损性分析.分析结果表明:长悬臂输电塔在竖向地震作用下受高阶振型影响显著,对结构竖向响应贡献显著的前三阶竖向模态依次为第16、26和29阶模态;在竖向地震作用下,横担根部主材是横担结构的主要受力杆件;与考虑横担结构根部拉弯主材强度破坏相比,在给定竖向地震动强度下,考虑压弯主材失稳破坏的横担结构失效概率明显较大.

色尔腾山山前断裂浅层地震勘探和钻探的新证据

横跨色尔腾山山前断裂布设一条长10.77 km的浅层地震勘探测线L1,结果发现,色尔腾山山前断裂在剖面上清晰可见,其主断裂在上部存在分叉,由断层F_(P1.1)和F_(P1)组成,均为正断层,视倾向南;结合地质地貌调查认为,F_(P1.1)断层的最新活动时代为全新世。针对色尔腾山山前断裂的F_(P1)断层开展钻孔联合地质剖面探测,划分出Fa、Fb两个断层,结合光释光测年结果发现,断层Fa和Fb为全新世断层,其最新活动时代晚于2.5±0.6 ka BP。色尔腾山山前断裂在近地表呈叉状结构,是该断裂在晚第四纪具有多次活动的反映。

利用区域地震资料监测朝鲜地下核试验的研究进展

根据朝鲜6次地下核试验在中国东北及邻近地区产生的宽频带区域地震资料,中国科学院地质与地球物理研究所地震学学科组发展了一套用于监测地下核试验的地震学方法,主要包括震级测量和当量估计、高精度震中定位以及爆炸与天然地震事件识别等.在全球范围内,存在多个用于震级-当量转换的经验公式,确定何种公式适合于朝鲜半岛地区至关重要.通过搜集一组用于地震测深的化学爆炸的当量和埋深,并以这些已知爆炸源作为量规事件,能够标定朝鲜地下核试验场的震级-当量关系,从而实现对朝鲜地下核爆进行当量估计.在精确定位方面,发展了利用多事件之间波形互相关方法精确测定它们之间的走时差从而完成高精度相对震中定位.通过进一步利用Pn和Pg等多震相数据还实现了对核爆深度的相对定位.在爆炸震源识别方面,利用统计处理方法分析研究了不同类型事件所产生地震波的特征,包括6次地下核试验、4次天然地震和3次化学爆炸,以及一些矿区塌陷等.结果发现P和S类型波的振幅比,例如Pn/Lg、Pg/Lg和Pn/Sn等,在2 Hz以上能够较好区分各类震源.其中爆炸震源产生的振幅比显著高于天然地震的值.特别是,通过计算谱振幅比的台网平均值能够显著提高识别的可靠性.利用中国东北和附近地区地震台网所提供的数据可以准确地将朝鲜地下核试验从周边天然地震事件中识别出来.该方法同时得到化学爆炸的P/S谱振幅比值介于核爆炸和天然地震的群组之间.