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强地面运动数值模拟中三维物理模型的建立方法——以昆明盆地为例

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地震学报 2007年第2期29卷 187-196页

作者：张冬丽徐锡伟赵伯明陈桂华解廷伟中国地震局地质研究所北京交通大学中国北京100044

基于活动断层的地震危害性综合评价可为城市规划和工程建设提供科学依据,强地面运动数值模拟则是进行地震危害性预测和评价的重要方法,而建立以第四系为主体的符合真实地层结构的三维物理模型是保证数值模拟结果可靠性的必要条件之一.... 详细信息

基于活动断层的地震危害性综合评价可为城市规划和工程建设提供科学依据,强地面运动数值模拟则是进行地震危害性预测和评价的重要方法,而建立以第四系为主体的符合真实地层结构的三维物理模型是保证数值模拟结果可靠性的必要条件之一.本文以昆明盆地为例,综合利用地震地质、钻孔、地形地貌、DEM、地震勘探、波速测试等资料,以剪切波速为主要分层指标,参考地层层序,结合ArcGIS等多种软件和相关的编程技术,采用将相邻介质分界面(层网)在深度方向上逐层叠加的方法建立三维物理模型;详细阐述了建立三维物理模型的主要技术思路和实现过程,同时建立三维物理模型的数据库,为强地面运动数值模拟提供模型数据和参数.文中还针对不同类型的探测、实验数据,总结了相应的技术处理方法和需要注意的问题.

关键词：强地面运动三维物理模型第四系昆明盆地

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2013年四川芦山M_S7.0地震近断层强地面运动模拟及烈度分布估计

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地球物理学报 2014年第2期57卷 441-448页

作者：孟令媛周龙泉刘杰中国地震台网中心北京100045

2013年4月20日在我国四川省发生了芦山MS7.0地震,地震给当地群众的生命财产安全带来了巨大的损失,其中最严重的破坏发生在震中附近的芦山、宝兴等地区.根据地震发生的快速反演结果,及发震断层面上滑动位移的分布情况,构建有限断层模型,... 详细信息

2013年4月20日在我国四川省发生了芦山MS7.0地震,地震给当地群众的生命财产安全带来了巨大的损失,其中最严重的破坏发生在震中附近的芦山、宝兴等地区.根据地震发生的快速反演结果,及发震断层面上滑动位移的分布情况,构建有限断层模型,对近断层区域的强地面运动进行初步计算,并基于强地面运动的模拟结果给出震区烈度分布的初步估计.模拟结果显示:模拟烈度图显示极震区的烈度在IX级左右,VI级烈度影响范围大致为16000km2,该结果与中国地震局于4月27日给出的震区实测烈度图一致程度较高.强烈地震发生后,基于近断层强地面运动模拟计算的结果,可以给出相对合理的地震烈度分布情况估计,对震区震情判定及救灾工作具备较高的现实意义.

关键词：芦山地震断层滑动分布有限断层模型强地面运动模拟烈度分布图

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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

2015年尼泊尔M_w7.8地震震源机制InSAR反演及强地面运动模拟

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地球物理学报 2016年第4期59卷 1359-1370页

作者：李永生申文豪温扬茂张景发李振洪姜文亮罗毅中国地震局地壳应力研究所(地壳动力学重点实验室) 北京100085 武汉大学测绘学院武汉430079 英国纽卡斯尔大学土木工程与地球科学学院中国地震局地质研究所北京100029

2015年4月25日,在尼泊尔中部发生了Mw7.8地震.本文利用ALOS-2和SENTINEL-1A宽幅数据获取了该地震大范围的同震形变场,并反演了该地震断层破裂的几何特征及运动机制,继而以此为约束资料反演地震强地面运动.InSAR结果显示本次地震造成了... 详细信息

2015年4月25日,在尼泊尔中部发生了Mw7.8地震.本文利用ALOS-2和SENTINEL-1A宽幅数据获取了该地震大范围的同震形变场,并反演了该地震断层破裂的几何特征及运动机制,继而以此为约束资料反演地震强地面运动.InSAR结果显示本次地震造成了巨大的地表形变,LOS向最大抬升量达到1.3m,最大下沉量达到0.7m.震源机制反演得到的最优的滑动分布模型表明,断层的走向为291°,倾角为7.6°,倾滑主要分布在深度为12～18km范围,主倾滑分布范围在长度上达到了140km,该范围内的平均倾滑角为95°.本次地震最大倾滑量达到5.3m,位于深度15km处.累计释放地震矩达6.5×10^20 N·m,约合矩震级Mw7.8.该地震发生在印度与欧亚板块俯冲逆冲界面之间,发震构造推断为主喜马拉雅逆冲断裂,属于典型的喜马拉雅型——低角度逆断层型强震.以该滑动分布模型参数为基础利用随机振动的有限断层模型进行尼泊尔地震的强地面运动模拟,结果显示最大地震烈度为Ⅸ度,烈度分布的范围及烈度等级与USGS模型结果对比具有很高的符合度.

关键词：尼泊尔地震主喜马拉雅冲断裂宽幅InSAR 强地面运动

2013年6月2日台湾南投地震强地面运动模拟

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地球物理学报 2016年第8期59卷 2871-2877页

作者：朱耿尚张振国张伟陈晓非中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学地震与地球内部物理实验室合肥230026 蒙城地球物理国家野外科学观测站合肥230026

2013年6月2日台湾省南投县发生一次里氏6.5级地震,这次地震是最近几年内发生的最大的一次地震,台湾大部分地区以及中国大陆东南沿海城市均有明显震感.为了更深入的理解此次地震的地震波能量传播过程以及强地面运动过程,本文采用三维有... 详细信息

2013年6月2日台湾省南投县发生一次里氏6.5级地震,这次地震是最近几年内发生的最大的一次地震,台湾大部分地区以及中国大陆东南沿海城市均有明显震感.为了更深入的理解此次地震的地震波能量传播过程以及强地面运动过程,本文采用三维有限差分方法对此次地震的强地面运动过程进行了模拟.结果显示,台湾中央山脉起伏的地形对此次地震的强地面运动分布特征具有较大的影响,出现了比较明显的地形放大效应;此外,台湾的平原和盆地中的沉积层也对地震波有较强的放大效应.

关键词：强地面运动地形有限差分

断层破裂面倾角变化对断陷盆地强地面运动的影响

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地球物理学报 2013年第7期56卷 2322-2331页

作者：张冬丽徐锡伟张献兵柴炽章张伟中国地震局地质研究所活动构造与火山实验室北京100029 北京大学地球与空间科学学院北京100871 宁夏回族自治区地震局银川750001 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026

地震事件中,断层破裂面的倾角大小直接影响到地表强地震动的分布状态,尤其在断陷盆地中,强地面运动特征还可能受到盆地结构及盆地内多条围限断层的影响.本文模拟了银川断陷盆地内的活动断层———银川隐伏断层南段发生Mw6.5特征地震时,... 详细信息

地震事件中,断层破裂面的倾角大小直接影响到地表强地震动的分布状态,尤其在断陷盆地中,强地面运动特征还可能受到盆地结构及盆地内多条围限断层的影响.本文模拟了银川断陷盆地内的活动断层———银川隐伏断层南段发生Mw6.5特征地震时,断层破裂面倾角在30°～85°范围内变化时引起的强地面运动,探讨了断层破裂面倾角变化对盆地内强地面运动分布特征和强度的影响.结果表明:破裂面倾角较缓时,银川盆地内的强地面运动分布区域不仅仅决定于发震断层的产状,同时还受到断层上盘距离最近的芦花台断层的影响,致使强地面运动集中于两条断层所围限的区域;随着发震断层破裂面的倾角逐渐增大,强地面运动以发震断层产状的影响为主,强震集中区向发震断层靠近并分布于发震断层上盘,且沿断层走向方向出现了强度不同的地震动反射区;尤其是发震断层破裂面倾角接近垂直时,受银川盆地"西陡东缓"结构和盆地西边界贺兰山东麓断裂反射作用的影响,竖向地震动反射区强度在远离发震断层的西北方向明显增大,致使芦花台断层附近区域与银川断层南段上盘区域成为地震发生时可能遭受震害最严重的地区.本文探讨结果提醒我们在类似区域的活动断层附近进行建(构)筑规划和地震工程设计时,有必要考虑发震断层破裂面倾角大小和盆地内其它断层构造的共同影响,综合评价潜在地震对盆地内近断层地表及各类建(构)筑物的危害性.

关键词：断陷盆地断层破裂面倾角银川隐伏断层强地面运动

1975年海城M_S7.3地震强地面运动模拟

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地球物理学报 2017年第7期60卷 2707-2715页

作者：赵宏阳陈晓非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深圳518055

地震强地面运动预测对工程的抗震设计,地震危害性分析以及减轻特定地区可能发生的大地震所造成的灾害具有重要的作用.本文根据辽宁省海城地区的地质资料和发生于1975年2月4日辽宁省海城市的M_s7.3地震资料,分别构造了海城地区的地下速... 详细信息

地震强地面运动预测对工程的抗震设计,地震危害性分析以及减轻特定地区可能发生的大地震所造成的灾害具有重要的作用.本文根据辽宁省海城地区的地质资料和发生于1975年2月4日辽宁省海城市的M_s7.3地震资料,分别构造了海城地区的地下速度结构和海城地震的震源模型,并且使用可以准确描述地形起伏的曲线网格有限差分方法计算了海城地震的波场传播过程.通过对计算得到的波场快照、合成理论地震图以及地震烈度的分析表明:(1)震源模型、地下的速度结构和地形起伏对海城地震的波场传播模拟具有重要的影响,它们所产生的近断层效应、方向性效应和盆地效应明显;(2)通过计算得到的海城地震的理论烈度分布与通过震后调查得到的烈度分布大体符合,验证了本文所构造的震源模型和速度结构的合理性.

关键词：海城地震强地面运动地震烈度数值模拟

2014年2月12日新疆于田地震强地面运动初步模拟及烈度预测

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地球物理学报 2014年第2期57卷 685-689页

作者：张振国张伟孙耀充朱耿尚文健陈晓非中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学地震学与地球内部物理实验室合肥230026 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站合肥230026

2014年2月12日新疆自治区于田县发生了MS7.3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于田地震波场传播过程,并计算了模拟区域地震烈度分... 详细信息

2014年2月12日新疆自治区于田县发生了MS7.3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于田地震波场传播过程,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7度,距离震中最近的于田县城烈度约为5度,断层西北侧地面震动略强于断层东南侧.另外模拟结果还显示地震动在山脊处具有较大的幅度.该地震本身主要能量释放区域在中地壳,主要滑动未及地表,因此对地表造成的破坏有限,这与目前尚无人员伤亡报告的情况相符合.

关键词：于田地震强地面运动地震烈度

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

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地球物理学报 2014年第9期57卷 3038-3041页

作者：张振国孙耀充徐建宽张伟陈晓非中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学技术大学地震学与地球内部物理实验室合肥230026 蒙城地球物理国家野外科学观测研究站合肥230026

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... 详细信息

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.

关键词：鲁甸地震强地面运动地震烈度