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基于频率-贝塞尔变换法的关东盆地S波速度成像

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地球物理学报 2019年第9期62卷 3400-3407页

作者：吴华礼陈晓非潘磊中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 南方科技大学地球与空间科学系广东深圳518055

将一种新的方法--频率-贝塞尔变换法(F-Jmethod)应用于日本NIED在关东盆地布设的MeSO-net台网的背景噪声数据中,证明频率-贝塞尔变换法可以有效地从背景噪声中提取高阶频散曲线.利用提取的基阶和高阶频散曲线反演关东盆地区域的沉积层... 详细信息

将一种新的方法--频率-贝塞尔变换法(F-Jmethod)应用于日本NIED在关东盆地布设的MeSO-net台网的背景噪声数据中,证明频率-贝塞尔变换法可以有效地从背景噪声中提取高阶频散曲线.利用提取的基阶和高阶频散曲线反演关东盆地区域的沉积层和地震基岩层的S波速度结构,并将我们反演得到的S波速度结构与Koketsu等提出的日本综合速度结构模型进行对比讨论.我们的例子证明,在基阶面波的基础上,高阶面波能减少在反演中的非唯一性,得到更为准确的S波速度结构.

关键词：频率-贝塞尔变换高阶面波背景噪声关东盆地 S波速度结构

中国珠三角盆地和日本关东盆地平地人口密度对比研究

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热带地理 2014年第2期34卷 217-224页

作者：匡耀求姚志远黄宁生李国敏中国科学院广州地球化学研究所广州510640 中国科学院大学北京100049

改革开放以来,大量人口向珠三角盆地聚集,不断增加的人口负荷给区域可持续发展带来巨大压力,也给珠三角盆地国土承载力带来挑战。以中国珠三角盆地和日本关东盆地作为研究区,选取2地2000和2010年普查人口和国土面积数据,进行计算、分析... 详细信息

改革开放以来,大量人口向珠三角盆地聚集,不断增加的人口负荷给区域可持续发展带来巨大压力,也给珠三角盆地国土承载力带来挑战。以中国珠三角盆地和日本关东盆地作为研究区,选取2地2000和2010年普查人口和国土面积数据,进行计算、分析和对比,认为用可居住的平地人口密度才能真实反映区域人口压力状况。研究结果表明,日本关东盆地人口增长率从1995年开始已降到0.5%,人口承载力接近饱和。以人口承载力接近饱和的日本关东盆地为参考对象,对比中国珠三角盆地和日本关东盆地的平地人口密度,2000年时中国珠三角盆地的平地人口密度低于日本关东盆地,珠三角盆地还有一定吸纳人口的能力;2010年时中国珠三角盆地的平地人口密度已超过日本关东盆地,其人口规模已经接近其国土承载力极限,进一步集聚人口的能力已经非常有限。依靠人口集聚发展劳动密集型产业推动经济增长的传统发展模式已经难以为继,转变经济发展方式势在必行。

关键词：珠三角盆地关东盆地人口压力平地人口密度

地震动残差分析盆地附加放大效应:日本关东盆地为例

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震灾防御技术 2020年第4期15卷 684-695页

作者：李春果王宏伟温瑞智任叶飞中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080

我国地震动预测及地震危险性分析通常仅考虑局部场地浅层岩土层对地震动的放大效应,不能考虑较大范围的地质条件影响,如沉积盆地厚沉积层对地震动的附加放大效应通常被忽略,造成盆地内地震动及地震危险性预测结果普遍被低估。本文以地... 详细信息

我国地震动预测及地震危险性分析通常仅考虑局部场地浅层岩土层对地震动的放大效应,不能考虑较大范围的地质条件影响,如沉积盆地厚沉积层对地震动的附加放大效应通常被忽略,造成盆地内地震动及地震危险性预测结果普遍被低估。本文以地震动观测记录数据充足的日本关东盆地为例,采用地震动残差分析方法评估盆地附加放大效应,分析覆盖层厚度、盆地内空间位置、震级、震源距对地震动放大效应的影响,建立关东盆地附加放大效应经验评估模型。分析表明:关东盆地附加放大效应与反应谱周期相关,整体上从短周期的1.0逐渐增大至周期为5s时的1.5,附加放大效应与覆盖层厚度相关性较小,主要受盆地空间位置和震源距的影响;盆地北部边缘及西北部地区附加放大效应更强烈,盆地南部附加放大效应较小,这可能与盆地边缘效应密切相关。本文建立的关东盆地附加放大效应经验模型略高于BSSA14和ASK14模型的放大效应预测。相关研究结果可用于我国地震动预测、下一代地震动区划图修订等。

关键词：地震动残差分析关东盆地盆地效应经验模型

基于强震动记录残差分析的关东盆地放大效应研究

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基于强震动记录残差分析的关东盆地放大效应研究

作者：李春果中国地震局工程力学研究所

学位级别：硕士

盆地不规则的地质地形构造通常会导致盆地内面波的激发,进而显著增大地震动谱幅值并延长地震动持时,加剧盆地内工程结构的地震破坏,盆地对地震动的放大效应一直是地震工程领域研究的热点问题。本文采用强震动记录观测数据进行研究,主要... 详细信息

盆地不规则的地质地形构造通常会导致盆地内面波的激发,进而显著增大地震动谱幅值并延长地震动持时,加剧盆地内工程结构的地震破坏,盆地对地震动的放大效应一直是地震工程领域研究的热点问题。本文采用强震动记录观测数据进行研究,主要完成了以下工作:(1)选取日本关东盆地作为研究对象,利用关东盆地及其附近区域111个K-NET台站在75次地壳内浅源中小地震(M 4.5.5)中收集的3254组强震动记录,基于Zhao06地震动预测模型的观测记录残差分析,给出各台站周期相关的谱加速度放大函数。通过张量样条插值方法给出关东盆地不同特征周期谱加速度的放大效应模型,紧邻东京北侧的盆地中部的放大效应最显著,盆地对地震动谱加速度的放大效应近似随特征周期增大而减小,这可能与关东盆地的独特地形有关;结合NASA地表高程数据及日本地震调查研究推进本部发布的地下结构剪切波速模型构建了日本关东盆地模型。(2)系统地分析了矩震级、震源距、覆盖层厚度Z和地下30m等效剪切波速V、盆地内不同位置、地震相对盆地方位对盆地放大效应的影响。结果表明,矩震级对放大效应的影响不明显;基于震源距较小记录的残差分析得到的盆地放大效应普遍小于震源距较大记录的结果,这与距盆地较远的地震易于激发盆地内面波的已有结论一致;盆地放大效应随V值单调递减;盆地放大效应与等剪切波速面深度Z、Z和Z分布的一致性较差,最大场地放大效应并非出现在覆盖层厚度最大区域,但覆盖层厚度较大区域(Z>600m)放大效应更明显;未出现盆地边缘放大效应,这可能与关东盆地东?东南侧的开敞构造不易于产生边缘激发的面波有关;基于盆地东北侧地震观测记录残差分析得到的盆地放大效应明显高于西南侧的结果。关东盆地放大效应与其独特的地形构造有关,距离、场地特征参数Z和V及地震方位对关东盆地放大效应有关键影响,为关东盆地放大效应模型的构建提供了基础。(3)建立了适用于日本关东盆地的盆地放大效应经验模型。通过模型计算得到的放大效应预测值与实测值的残差分析,模型与实测强震记录的良好拟合表明,新模型具有较好的鲁棒性。由于关东盆地独特的地形,以及模型考虑到的影响因素有限,模型得到的盆地放大系数分布与其他模型的盆地放大效应项有一定的差异。

关键词：关东盆地地震动放大效应残差分析经验模型

基于频率—贝塞尔变换法的关东盆地S波速度成像

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基于频率—贝塞尔变换法的关东盆地S波速度成像

作者：吴华礼中国科学技术大学

学位级别：硕士

背景噪声面波勘探作为一种重要的被动源面波勘探方法,由于其数据来源方便、对环境没有污染等原因,在21世纪初得到了迅速的发展。但是对于面波勘探中至关重要的一步——频散曲线的提取却一直没有取得关键性的突破,以往众多的提取频散曲... 详细信息

背景噪声面波勘探作为一种重要的被动源面波勘探方法,由于其数据来源方便、对环境没有污染等原因,在21世纪初得到了迅速的发展。但是对于面波勘探中至关重要的一步——频散曲线的提取却一直没有取得关键性的突破,以往众多的提取频散曲线的方法要么对高阶成分不敏感,要么不能在背景噪声中提取到清晰的高阶频散曲线。但是在利用频散曲线反演地下结构的时候,高阶面波信息是相当重要的,因而不能有效地从背景噪声中提取高阶频散曲线大大.限制了背景噪声面波勘探的发展。然而,在2019年王健楠、吴高雄和陈晓非等人提出了频率-贝塞尔变换法,他们在通过理论推导、数值验证以及实际数据检验证明该方法可以从背景噪声中提取高阶频散曲线。这为我们利用背景噪声研究地下结构提供了新的方向。日本关东盆地由于其独特的地质结构使之成为地震频发区域,盆地的沉积层又使该地区的地震波传播复杂化,地处人口密集区域又会使地震灾害严重化,这种种原因让日本关东盆地的浅层速度结构成为地震学的研究热点。而在此布设的众多的地震台网又为我们提供了丰富的数据。我们将频率-贝塞尔变换方法应用于日本关东盆地地区的MeSO-net台网的垂直分量背景噪声数据中,从中提取基阶和高阶频散曲线。利用基阶频散曲线和高阶频散曲线,我们用拟牛顿法反演关东盆地的S波速度结构,并将反演结果与JIVSM模型对比。最终证实了频率-贝塞尔变换法的有效性,也证明了基阶面波联合高阶面波反演地层结构能够在在反演过程中减少不确定性,提高反演的准确性。

关键词：背景噪声面波勘探频率-贝塞尔变换关东盆地 S波速度结构

基于修正随机有限断层法的沉积盆地地震动模拟

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防灾减灾工程学报 2023年第5期43卷 999-1008页

作者：刘中宪周健李程程孟思博天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 天津城建大学天津300384 天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384

基于随机有限断层法理论框架,采用间接边界元方法求解沉积盆地地震动放大效应,以此修正场地放大因子,发展了一种可考虑盆地效应的修正随机有限断层法。基于该方法,模拟了2021年2月13日日本M_(W)7.1海域地震中日本关东盆地地震反应,并与... 详细信息

基于随机有限断层法理论框架,采用间接边界元方法求解沉积盆地地震动放大效应,以此修正场地放大因子,发展了一种可考虑盆地效应的修正随机有限断层法。基于该方法,模拟了2021年2月13日日本M_(W)7.1海域地震中日本关东盆地地震反应,并与常规随机有限断层法及实测地震记录进行了对比。结果表明:与常规随机有限断层法相比,采用修正随机有限断层法模拟盆地地震动表现出更显著的空间变异性,盆地边缘地震动峰值加速度较常规方法放大了6.24倍,与实测地震记录吻合度更高;区域地震动峰值加速度空间分布整体特征与实测地震记录基本一致;相较于不考虑场地影响下的结果盆地内部分台站长周期下的谱加速度值扩大了近5倍,表明深厚沉积盆地在长周期范围内的场地放大更加明显。

关键词：间接边界元法修正随机有限断层法盆地效应关东盆地

基于广义反演方法的复杂板块构造下地震动衰减特性

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地震研究 2021年第4期44卷 650-655页

作者：周影王宏伟温瑞智中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为研究构造复杂的关东盆地及其周边地区的地震动衰减特性,根据地震震源机制解和Slab1.0模型,依据前人提出的日本地区地震构造类型划分方法给出所研究地震的构造类型,并依据地震构造类型及空间分布划分了3个研究区域。利用单步非参数化... 详细信息

为研究构造复杂的关东盆地及其周边地区的地震动衰减特性,根据地震震源机制解和Slab1.0模型,依据前人提出的日本地区地震构造类型划分方法给出所研究地震的构造类型,并依据地震构造类型及空间分布划分了3个研究区域。利用单步非参数化广义谱反演方法分析了3个区域的地震动衰减特性。结果表明:区域Ⅰ中发生于陆地的浅地壳地震的地震动路径衰减较弱,远距离处近似不出现路径衰减,频率相关的非弹性衰减较弱,品质因子Q=92.33f^(1.87);区域Ⅱ中,发生于陆地的上地幔地震的地震动路径衰减的下降速率随距离增大而增大,频率相关的非弹性衰减较强,Q=27.75f^(1.08);区域Ⅲ中,发生于近海的浅层地壳和上地幔地震的地震动路径衰减兼具区域Ⅰ、Ⅱ的衰减属性,Q=58.07f^(0.89)。

关键词：广义谱反演方法关东盆地强地震动衰减特性品质因子