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考虑震源机制效应的近断层地震动脉冲特征模型

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地球物理学进展 2023年第3期38卷 1013-1025页

作者：孙晓丹任康西南交通大学土木工程学院成都610031 陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心成都610031

速度脉冲具有复杂的成因和特性,对大跨工程结构影响显著,因此要在地震危险性概率分析及工程抗震设计中合理考虑速度脉冲的影响,关键是对地震动的脉冲特征进行有效估计,可大震近场记录匮乏,在地震动脉冲特征估计中难以考虑震源的影响.为... 详细信息

速度脉冲具有复杂的成因和特性,对大跨工程结构影响显著,因此要在地震危险性概率分析及工程抗震设计中合理考虑速度脉冲的影响,关键是对地震动的脉冲特征进行有效估计,可大震近场记录匮乏,在地震动脉冲特征估计中难以考虑震源的影响.为此,本文借助基于运动学震源模型的地震动合成方法,合成不同震源机制参数情况下的近场地震动场,采取Baker的小波方法,识别合成地震动场中的速度脉冲并计算脉冲周期,基于此建立了考虑震源机制影响的脉冲发生概率模型,对比分析了模型的估计结果.在此基础上,进一步讨论了不同震源机制情况下观测点空间位置对脉冲周期的影响,提出了脉冲周期空间影响因子的概念,并建立其数学模型,用于在脉冲周期估计中进一步考虑地震动脉冲特征的空间差异性.

关键词：速度脉冲地震动模拟震源机制脉冲发生概率脉冲周期空间差异性

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震源机制参数对模拟地震动场速度脉冲的影响

地球物理学进展 2022年第4期37卷 1484-1491页

作者：孙晓丹任康万珂羽西南交通大学土木工程学院成都610031 陆地交通地质灾害防治技术国家工程研究中心成都610031

近断层区域脉冲型地震动对于大跨度工程结构地震响应具有重要影响,然而大震近场记录的匮乏使得探究脉冲型地震动的特征较为困难.本文借助基于运动学震源模型的地震动合成方法,合成不同震源机制参数情况下的近场地震动场.采取基于能量的... 详细信息

近断层区域脉冲型地震动对于大跨度工程结构地震响应具有重要影响,然而大震近场记录的匮乏使得探究脉冲型地震动的特征较为困难.本文借助基于运动学震源模型的地震动合成方法,合成不同震源机制参数情况下的近场地震动场.采取基于能量的速度脉冲识别方法,提取合成地震动场中的速度脉冲并计算脉冲周期和幅值,分析震源机制参数对速度脉冲空间分布及脉冲特征参数的影响规律.研究表明:断层走向变化主要影响脉冲型地震动的方位;倾角和滑动角主要影响脉冲型地震动的数量和分布方位;脉冲型地震动更易出现在与断层走向斜交的方向上,在垂直断层走向方向上脉冲型地震动分布相对较少;走向对脉冲特征参数影响很大;相对于脉冲周期,断层倾角对脉冲幅值影响更显著;倾滑断层引起的垂直分量脉冲周期明显大于其他震源机制情况.

关键词：速度脉冲地震动模拟震源机制脉冲周期脉冲幅值

考虑地表起伏的不规则区域重力梯度场模型构建方法——以云南地区为例

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地震地质 2023年第5期45卷 1129-1146页

作者：刘金钊梁星辉叶周润陈兆辉胡敏章韩宇飞王青华刘东郝洪涛张双喜陈铭中国地震局第一监测中心天津300180 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 合肥工业大学合肥230009 中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉430071 中国地震台网中心北京100045 云南省地震局昆明650224

文中推导并给出了基于非格网分布的起伏面扰动重力或重力异常解算区域扰动重力梯度场模型的数值计算公式。基于澳大利亚West Arnhem Land地区的格网重力数据,以频谱域(二维快速傅里叶变换)解算的扰动重力梯度全张量作为“基准值”,然后... 详细信息

文中推导并给出了基于非格网分布的起伏面扰动重力或重力异常解算区域扰动重力梯度场模型的数值计算公式。基于澳大利亚West Arnhem Land地区的格网重力数据,以频谱域(二维快速傅里叶变换)解算的扰动重力梯度全张量作为“基准值”,然后利用基于推导公式的最小二乘配置方法(LSC)对相同区域非规则范围的重力数据进行扰动重力梯度模型解算,将结果作为“评估值”。对比“基准值”与“评估值”之差,研究发现:1)基于推导公式的最小二乘配置方法解算得到的扰动重力梯度值与频谱域方法得到扰动梯度“基准值”各分量在空间形变变化上是一致的;2)统计扰动重力梯度各分量的差值ΔδΓ_(xx)^(fft-lsc)、ΔδΓ_(xy)^(fft-lsc)、ΔδΓ_(xz)^(fft-lsc)、ΔδΓ_(yy)^(fft-lsc)、ΔδΓ_(yz)^(fft-lsc)和ΔΓ_(zz)^(fft-lsc)“基准值”与“评估值”差值的标准差分别为5.54E、5.30E、1.85E、6.55E、2.09E和9.67E(1E=1×10^(-9)s^(-2)),远低于国际上实测重力梯度与解算模型差值的研究结果。最后,基于云南地区实测地表差分重力值,文中首次给出了该区域半波长约20km的重力梯度场年际变化模型。文中的思路和方法提高了广泛分布的重力数据(主要为重力异常和扰动重力)的使用效率,可为地球物理学、地质学研究更好地理解和解释重力数据、重力梯度数据及其与场源的关系提供数据基础。

关键词：协方差函数起伏地形云南地区非格网重力值区域重力梯度场构建

2010年玉树地震地表破裂带典型破裂样式及其构造意义

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地球物理学报 2012年第1期55卷 155-170页

作者：孙鑫喆徐锡伟陈立春谭锡斌于贵华李智敏苏桂武王继张晓清中国地震局地质研究所国家地震活断层研究中心北京100029 青海省地震局西宁810001 中国地震灾害防御中心北京100029

野外调查表明,青海玉树MS7.1地震发生在青藏高原中部甘孜—玉树断裂的玉树段上,在玉树县结古镇至隆宝镇之间产生了一系列包括剪切破裂、张剪切破裂、压剪切破裂、张性破裂及其不连续岩桥区出现的鼓包或陷落坑(拉分盆地)、高寒地区特有... 详细信息

野外调查表明,青海玉树MS7.1地震发生在青藏高原中部甘孜—玉树断裂的玉树段上,在玉树县结古镇至隆宝镇之间产生了一系列包括剪切破裂、张剪切破裂、压剪切破裂、张性破裂及其不连续岩桥区出现的鼓包或陷落坑(拉分盆地)、高寒地区特有的冰裂缝等地表破裂单元,它们斜列组合成整体走向约300°、长约65km、最大同震左旋位移2.4m的地表破裂带,具有变形局部化的基本特征.玉树地震地表破裂带整体上可划分为长约15km的结隆次级地表破裂带和长约31km的结古次级地表破裂带,两者呈左阶羽列,其间无地表破裂段长约17km,对应于MW6.4和MW6.9两个次级地震事件.地表破裂类型、基本组合特征等显示出甘孜—玉树断裂两盘块体的运动方式以纯剪切的左旋走滑为主,从一个方面反映了青藏高原物质存在着向东的逃逸和挤出现象.

关键词：玉树地震地震地表破裂带甘孜-玉树断裂逃逸构造青藏高原

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膨胀土边坡渗透变形的表面裂隙图像特征分析

工程地质学报 2023年第1期31卷 267-276页

作者：李勇邱一迪高玮高文伟崔芳鹏胡瑞林中国矿业大学(北京) 中国北京100083 中国科学院地质与地球物理研究所中国北京100029 中国科学院大学中国北京100049 延安大学中国延安716000 中国地震灾害防御中心中国地震局中国北京100029

膨胀土在我国分布广泛。由于其具有涨缩特性,膨胀土边坡在干湿循环条件下易失稳形成滑坡,造成严重的地质灾害。裂隙的发育-扩展-贯通则是膨胀土边坡失稳致灾的前提,因此,准确把握裂隙的发育机制、图像特征,进而推演膨胀土滑坡的形成过程... 详细信息

膨胀土在我国分布广泛。由于其具有涨缩特性,膨胀土边坡在干湿循环条件下易失稳形成滑坡,造成严重的地质灾害。裂隙的发育-扩展-贯通则是膨胀土边坡失稳致灾的前提,因此,准确把握裂隙的发育机制、图像特征,进而推演膨胀土滑坡的形成过程,是一条重要的预警途径。本文以安徽淠史杭灌区膨胀土边坡为研究对象,进行“降雨+自重”条件下的原位试验,对失稳过程中的土体表层裂隙图像特征进行系统研究,重点分析裂隙度、裂隙几何特征参数的变化与边坡失稳之间的关系。研究结果表明:通过土体表层裂隙图像的综合分析,进行边坡危险性评价,具有可行性;针对该地区膨胀土边坡,起始裂隙度处于0.19~0.03范围,后续裂隙度相较初始状态增加范围处于0.5%~1%,且沿软弱结构面存在的横向裂隙发育为主控裂隙时,边坡出现异常,应提出预警。

关键词：淠史杭灌区膨胀土裂隙图像分析

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中国地震电磁研究现状和发展趋势

中国科学：地球科学 2022年第8期52卷 1499-1515页

作者：赵国泽张学民蔡军涛詹艳马钦忠汤吉杜学彬韩冰王立凤陈小斌肖骑彬孙翔宇董泽义王继军张继红范晔叶涛中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 中国地震局地震预测研究所北京100036 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 上海市地震局上海200062 中国地震局兰州地震研究所兰州730000 山东省地震局济南250014 中国地震台网中心北京100045

地震电磁法作为重要的地球物理方法,在地震前兆异常观测中发挥了重要作用,是可能首先取得地震预测突破性进展的主要方法之一.我国“九五”、“十五”计划实施的数字化改造和网络化建设升级优化了原有观测系统,提升了观测数据质量,丰富... 详细信息

地震电磁法作为重要的地球物理方法,在地震前兆异常观测中发挥了重要作用,是可能首先取得地震预测突破性进展的主要方法之一.我国“九五”、“十五”计划实施的数字化改造和网络化建设升级优化了原有观测系统,提升了观测数据质量,丰富了地震电磁观测信息,增强了地震电磁异常的分析能力和时效性,为地震电磁研究事业的腾飞和新技术的发展起到了重要的支撑作用.21世纪以来我国发射的专门用于地震监测的电磁卫星CSES和建成的大功率人工源极低频电磁CSELF台网进一步推动了地震电磁异常信息的全时空立体监测和对异常信息的识别和捕捉的应用研究.文章基于几十年来我国观测的大量地震前兆异常实例、物理和数值模拟以及异常机理研究成果,分类梳理了地震电磁异常现象的特点和各种电磁观测方法的优势和弱点.最后针对地震电磁预测研究面临的有关问题,借鉴国内外的最新发展,提出了地震电磁研究的发展趋势和未来需要攻关的方向.

关键词：地震电磁地震异常电磁观测试验和模拟地震预测展望

青藏高原东北缘地壳介质各向异性非均匀特征及其构造意义

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地球物理学报 2022年第6期65卷 1980-1990页

作者：吕晋妤沈旭章金睿智黄柳婷中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

本文利用径向和切向接收函数后方位角加权叠加方法分析了中国地震科学台阵探测项目二期资料,确定了青藏高原东北缘海原断裂和西秦岭北缘断裂邻近区域地壳各向异性参数.结果显示,研究区地壳各向异性快波方向表现出强烈的横向不均匀性,快... 详细信息

本文利用径向和切向接收函数后方位角加权叠加方法分析了中国地震科学台阵探测项目二期资料,确定了青藏高原东北缘海原断裂和西秦岭北缘断裂邻近区域地壳各向异性参数.结果显示,研究区地壳各向异性快波方向表现出强烈的横向不均匀性,快慢波延迟时间平均值为0.44 s;快波方向受断裂带影响显著,走滑断裂带附近快波方向和断层方向一致性较强,逆冲断裂附近快波方向和断层方向差别较大或垂直;晚中新世以来形成的海原断裂、香山—天景山断裂等多个走滑断裂附近地壳各向异性强度明显小于其他区域,且形成时间更早的海原断裂方向和快波方向一致性更强.这种断裂附近各向异性强度和方向的分布特征也是该区域构造演化过程中逆冲断裂向走滑断裂转化的反映.陇中盆地快波各向异性结果复杂且没有明显规律性分布特征可能反映出该次级地块保留了较老构造过程中残存的化石各向异性.本研究结果表明东北缘地区高原扩展主要以连续流变模式为主,在走滑断裂带附近存在局部侧向挤出,但是侧向挤出影响的地壳变形范围较小.

关键词：青藏高原东北缘地壳各向异性 P波接收函数构造作用

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探测大城市活断层的地球物理方法

地震地质 2002年第4期24卷 606-613页

作者：方盛明张先康刘保金徐锡伟白登海姬继法中国地震局地球物理勘探中心郑州450002 中国地震局地质研究所北京100029

简要地介绍了开展大城市地震活断层探测的意义及世界各国开展活断层探测的基本情况。城市及邻近地区地震活断层引起的直下型地震 ,将会给大城市造成巨大的地震灾害。准确地探测出大城市的活断层分布 ,采取有效措施 ,可大大降低地震时的... 详细信息

简要地介绍了开展大城市地震活断层探测的意义及世界各国开展活断层探测的基本情况。城市及邻近地区地震活断层引起的直下型地震 ,将会给大城市造成巨大的地震灾害。准确地探测出大城市的活断层分布 ,采取有效措施 ,可大大降低地震时的损失。文中重点介绍了开展地震活断层探测的地球物理方法的类型和主要特点 ,在区域探查与初步鉴定阶段、详细探测与精确定位阶段、孕震构造探测阶段可能涉及到的各种地球物理探测方法、适用范围及所能解决的主要问题。

关键词：地球物理探测方法大城市地震活断层

基于一维反演结果引导的大地电磁三维反演研究

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地球物理学进展 2023年第6期38卷 2622-2632页

作者：袁崇伟陈辉邓居智余辉冯敏核资源与环境国家重点实验室(东华理工大学) 南昌330013 江西省防震减灾与工程地质灾害探测工程研究中心(东华理工大学) 南昌330013 东华理工大学地球物理与测控技术学院南昌330013

合理构建初始模型是当前大地电磁三维反演实用化中迫切需要解决的难题.然而,传统初始模型构建方法存在费时和不客观的缺点,造成反演解释的困难.为此,我们提出基于一维反演结果引导的初始模型构建方案,通过对不同数据集的一维反演结果进... 详细信息

合理构建初始模型是当前大地电磁三维反演实用化中迫切需要解决的难题.然而,传统初始模型构建方法存在费时和不客观的缺点,造成反演解释的困难.为此,我们提出基于一维反演结果引导的初始模型构建方案,通过对不同数据集的一维反演结果进行三线性插值,并提取全区最小Bostick深度的相似信息以构建三维反演的初始模型,进而更好地恢复地下结构.利用该方案对一系列理论数据进行反演试算,结果表明基于一维反演结果构建初始模型可有效改善三维反演的效果,特别是对异常界面的刻画更接近真实模型.鉴于Occam一维反演方法构建初始模型相比于其他方法具有反演速度快和结果可靠的优势,采用该方案对内蒙古塔木素地区大地电磁实测数据进行三维反演试算,其结果与该地区地震解释结果吻合良好,更符合野外地质情况,验证了本文提出方案的实用性.本文提出的大地电磁三维反演初始模型构建方案可为实测数据处理及解释提供借鉴和参考.

关键词：大地电磁三维反演一维反演初始模型塔木素