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基于背景噪声研究青藏高原东缘三维横波速度结构

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地球物理学报 2023年第3期66卷 1050-1069页

作者：谭友恒于湘伟宋倩章文波中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

本文收集了四川、重庆、甘肃、青海、陕西地震台网的105个宽频带地震台站在2017年8月—2018年8月期间记录的连续波形数据,通过对台站记录的长时间背景噪声进行互相关计算,从而提取出瑞利面波经验格林函数,共获得5416条周期在5~40 s内的... 详细信息

本文收集了四川、重庆、甘肃、青海、陕西地震台网的105个宽频带地震台站在2017年8月—2018年8月期间记录的连续波形数据,通过对台站记录的长时间背景噪声进行互相关计算,从而提取出瑞利面波经验格林函数,共获得5416条周期在5~40 s内的基阶瑞利面波频散曲线,用于反演青藏高原东缘地壳和上地幔顶部三维横波速度结构.研究结果表明青藏高原东缘地下速度结构呈现非常明显的横向不均匀性,地下浅层速度结构特征与研究区域的主要地质特征和地块单元非常吻合.青藏高原东缘下方的低速体在向东延伸过程中受到四川盆地刚性地壳的阻挡作用,一部分向南进入川滇地块,并在下方30 km处形成厚度约为15 km的大范围低速异常;另一部分向北延伸,并在塔藏断裂下方上涌和堆积,造成局部莫霍面下沉.此外,青藏高原东缘下方的低速体在东北方向跨越东昆仑断裂带进入柴达木地块,并到达西秦岭断裂带附近.其中,巴颜喀拉地块下方30 km处存在厚度约为15 km大范围的低速体,与青藏高原东缘隆起地形和地壳增厚有一定联系.且该低速体在柴达木地块下方变窄,与祁连地块地下30 km处厚度约为10 km的小范围低速体存在一定的连通性.但祁连地块低速体速度值略高于巴颜喀拉地块低速体速度值,这可能意味着祁连地块低速体相当于巴颜喀拉地块低速体的早期发育阶段.

关键词：青藏高原东缘背景噪声三维横波速度结构中、下地壳低速体

改进的特征量方法及其在震源动力学模拟中的应用

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地球物理学报 2023年第5期66卷 2051-2068页

作者：董森于湘伟章文波中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

基于曲线网格有限差分方法,针对震源动力学模型中的边界条件的问题,本文提出了一种改进的特征量方法,即将牵引力镜像方法和特征量方法相结合,在保守形式的方程中通过镜像操作完成单边导数的计算,然后有约束地调整边界处的速度和应力值,... 详细信息

基于曲线网格有限差分方法,针对震源动力学模型中的边界条件的问题,本文提出了一种改进的特征量方法,即将牵引力镜像方法和特征量方法相结合,在保守形式的方程中通过镜像操作完成单边导数的计算,然后有约束地调整边界处的速度和应力值,以此保证满足模型中的边界条件.改进的特征量方法可用于处理曲线网格当中一般的边界条件,从而也可用于构建曲线网格有限差分法的分裂节点模型.我们将改进的特征量方法分别用于自由表面和断层面,并分别与前人计算结果进行了比较.计算结果表明,在相同的网格划分的情况下,改进的特征量方法能够得到与其他方法相似的计算结果,但改进方法的异常震荡更小,从而证明了本文提出的改进的特征量方法用于曲线网格有限差分法分裂节点模型的可行性.

关键词：震源动力学曲线网格有限差分法边界条件牵引力镜像方法特征量方法

云南2020年巧家M_(S)5.0地震序列发震构造及其与2014年鲁甸M_(S)6.5地震的关系

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地球物理学报 2022年第4期65卷 1303-1324页

作者：宋倩梁姗姗于湘伟章文波李春来中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国地震台网中心北京100045 中国地震局地球物理研究所北京100081

本文联合地震震相报告数据与波形互相关数据,采用绝对定位和相对定位结合的方法,对2020年云南巧家M_(S)5.0地震以及震后一个月的余震序列进行了重定位研究,并结合距主震最近的2014年鲁甸M_(S)6.5地震序列特征对巧家地震的发震机制进行... 详细信息

本文联合地震震相报告数据与波形互相关数据,采用绝对定位和相对定位结合的方法,对2020年云南巧家M_(S)5.0地震以及震后一个月的余震序列进行了重定位研究,并结合距主震最近的2014年鲁甸M_(S)6.5地震序列特征对巧家地震的发震机制进行了深入讨论.重定位结果显示,巧家M_(S)5.0主震位于27.19°N,103.17°E,震源深度约为11.9 km,余震震中优势分布方向为近EW向,在深度方向上主要分布在5~10 km深度范围内,整体呈现较为直立的分布形态.重定位后巧家地震序列在N-S、E-W和U-D三个方向上的定位误差分别为:0.64 km、1.06 km和1.94 km.主震震源机制解展示出节面Ⅰ的走向/倾角/滑动角为176°/70°/-13°,节面Ⅱ的走向/倾角/滑动角为270°/78°/-160°,基于重定位后余震的优势分布方向,本文认为巧家M_(S)5.0地震为与节面Ⅱ参数相近的一次较高角度并以右旋走滑性质为主,发生在上地壳的浅源地震事件.余震序列重定位结果还进一步揭示了巧家地震造成的破裂分为南北两段,破裂方向由东到西,且两段破裂均未破裂到地表,其中南侧破裂较北侧破裂倾角更大且埋深更深,而北侧破裂的时间则短于南侧破裂.此次巧家地震余震序列优势分布方向与2014年鲁甸M_(S)6.5地震序列共轭破裂的近EW向分支方向高度相似,两个地震的主压应力方向相一致,结合以往鲁甸地震序列的研究结果,本文认为鲁甸地震对巧家地震的触发可能性较小.因此,2020年巧家M_(S)5.0地震是该区域块体运动造成的挤压应力累积作用下的一次应力释放过程,产生的破裂为与包谷垴—小河断裂成锐角形式的撕裂断层.

关键词： 2020年巧家M_(S)5.0地震地震序列重定位震源机制解发震机制

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

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地球物理学报 2017年第5期60卷 1713-1724页

作者：郑傲王铭锋章文波中国科学院大学地球科学学院北京100049

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、... 详细信息

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).

关键词：熊本地震震源破裂过程近场强震记录波形反演有限断层模型

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局部山体地形对强地面运动的影响研究

地球物理学报 2017年第12期60卷 4655-4670页

作者：王铭锋郑傲章文波中国科学院大学地球科学学院北京100049

基于曲线网格有限差分方法研究了地震波在不同坡度的山体地形及水平地表模型中的传播,得到了各模型速度波形及地表峰值速度特征,从地形自身特征及震源特征两方面出发讨论了地形效应:一是相同的震源模型下地形坡度、形状对地震动的影响;... 详细信息

基于曲线网格有限差分方法研究了地震波在不同坡度的山体地形及水平地表模型中的传播,得到了各模型速度波形及地表峰值速度特征,从地形自身特征及震源特征两方面出发讨论了地形效应:一是相同的震源模型下地形坡度、形状对地震动的影响;二是同一山体模型下地震动对不同震源机制的点源以及相对复杂的有限断层的响应.主要结论如下:(1)一般情况下,地形放大效应在坡度较大的地方比较明显,并随着坡度的增加而增大,但在某些特定情况下,放大效应与坡度并不满足正相关,且这种情况的发生与震源性质无关,可能仅受地形形态自身的影响;(2)对于不同的震源机制,地面运动各分量受地形影响程度不同,总体上水平分量受地形影响程度更大;(3)震源机制和震源激发的波的频率会影响放大效应最大值出现的位置,放大效应最大值不一定出现在山顶处,有可能会出现在起伏地形的震源对侧,出现位置可能与波的相互作用有关;(4)有限断层模型下,地面运动特征相对更为复杂,地形效应不仅受断层模型几何特征的影响,同时断层破裂过程对其也有着重要的影响.

关键词：地形效应强地面运动有限差分震源参数有限断层

小净距隧道洞口浅埋偏压段流沙性软弱围岩施工工艺

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科技创新与应用 2022年第30期12卷 117-121页

作者：章文波中交一公局厦门工程有限公司福建厦门361000

小净距隧道由于中夹岩柱体厚度较薄,使得围岩、支护结构受力复杂,给施工带来更大的困难,围岩极易发生坍塌,易发生安全事故。结合九峰隧道右洞洞口浅埋偏压段流沙性软弱围岩初支加强、超前小管棚及洞顶地表注浆施工工程实例,分析小净距... 详细信息

小净距隧道由于中夹岩柱体厚度较薄,使得围岩、支护结构受力复杂,给施工带来更大的困难,围岩极易发生坍塌,易发生安全事故。结合九峰隧道右洞洞口浅埋偏压段流沙性软弱围岩初支加强、超前小管棚及洞顶地表注浆施工工程实例,分析小净距隧道洞口浅埋偏压段流沙性软弱围岩施工工艺。经过工程实践证明,该隧道进洞施工工艺效果良好。

关键词：浅埋偏压小净距隧道流沙性软弱围岩坍塌施工工艺

场地效应研究的传递台站线性反演法——以芦山地震为例

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地球物理学报 2017年第1期60卷 198-211页

作者：李红玉于湘伟章文波中国科学院大学地球科学学院北京100049 中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049

采用线性反演法研究了地震动的场地效应,并针对线性反演法的局限性,提出了"传递台站"的方法来扩展其应用.通过传递台站,地震事件不再局限于必须被参考台记录到,台站也不再局限于须与参考台站同时获取到地震记录,改进后可大大增加数据样... 详细信息

采用线性反演法研究了地震动的场地效应,并针对线性反演法的局限性,提出了"传递台站"的方法来扩展其应用.通过传递台站,地震事件不再局限于必须被参考台记录到,台站也不再局限于须与参考台站同时获取到地震记录,改进后可大大增加数据样本,使得结果更趋稳定.同时,对于原来难以参与分析的台站,也可得到其场地反应.研究中,还采用了基于遗传算法的非参考台方法,进一步分析了场地反应和验证所提方法的合理性.将所提方法应用于2013年芦山7.0级地震周边区域,分析了这一地区的强震台站的场地反应和地震波衰减因子Q_s值.研究结果显示,当采用一个和二个传递台站进行分析时,所能利用的地震事件和所能求解场地反应的台站数目逐步增加,随着数据样本的增加,分析结果趋于稳定.研究区域的Q_s值拟合结果为Q_s(f)=334.16f^(0.73).遗传算法结果表明,线性反演法中所选取的参考台站有其自身的场地反应.当利用遗传算法获得的参考场的场地反应去校正线性反演法的结果时,对于多数场地,两者的结果符合得很好,说明了遗传算法的结果可以合理地认为是场地较为真实的反应.

关键词：场地效应传递台站线性反演法遗传算法 Qs值

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不同类型雨量资料估算降雨侵蚀力

资源科学 2003年第1期25卷 35-41页

作者：章文波付金生北京师范大学资源与环境科学系北京100875

降雨侵蚀力反映气候因素 -降雨对土壤侵蚀的潜在作用能力 ,由于次降雨资料难以获得 ,一般利用气象站整编降雨资料评估计算降雨侵蚀力。对年平均雨量、月平均雨量、逐年年雨量、逐年月雨量及逐年日雨量等 5种代表性雨量资料估算降雨侵蚀... 详细信息

降雨侵蚀力反映气候因素 -降雨对土壤侵蚀的潜在作用能力 ,由于次降雨资料难以获得 ,一般利用气象站整编降雨资料评估计算降雨侵蚀力。对年平均雨量、月平均雨量、逐年年雨量、逐年月雨量及逐年日雨量等 5种代表性雨量资料估算降雨侵蚀力的结果进行对比分析 ,结果表明以日雨量计算多年平均侵蚀力的精度最高 ,而在 4种采用月或年雨量的模型中尽管以逐年月雨量模型表现相对最好 ,但这 4种模型之间差别不明显。同时在降雨量较丰富地区。

关键词：降雨侵蚀力模型相对误差系数土壤侵蚀

2008年汶川8.0级大地震近场强地面运动的模拟

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地球物理学报 2015年第3期58卷 886-903页

作者：药晓东章文波于湘伟中国科学院大学地球科学学院北京100049

运用经验格林函数法模拟了2008年5月12日汶川8.0级大地震的近场强地面运动.拟合过程中,首先参考其他学者反演结果给出的滑动量分布的特征,确定强震动生成区的大致范围;然后利用Somerville等(1999)提出的地震矩与凹凸体面积间的经验关系... 详细信息

运用经验格林函数法模拟了2008年5月12日汶川8.0级大地震的近场强地面运动.拟合过程中,首先参考其他学者反演结果给出的滑动量分布的特征,确定强震动生成区的大致范围;然后利用Somerville等(1999)提出的地震矩与凹凸体面积间的经验关系式确定强震动生成区(SMGA)细小划分的初值,继而利用遗传优化算法确定以上两者的最优值及其他震源参数.数值模拟波形同实际地震观测记录在时间域和频率域分别进行了比较,结果显示,在所选取的18个观测台中,多数台站的数值模拟结果同实际观测结果符合得很好,特别是大于1 Hz的高频部分.我们发现断层面上有5个强震动生成区,其中两个的位置与其他学者反演的滑动量集中分布区相一致,但强震动生成区规模和上升时间比Somerville等(1999)获得的定标率外延的估计值要小.

关键词：强地面运动汶川地震经验格林函数法强震动生成区波形模拟