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2021年  第43卷  第4期

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云南漾濞M6.4地震震区三维速度结构
杜广宝, 吴庆举, 张雪梅
2021, 43(4): 397-409. doi: 10.11939/jass.20210104
摘要:
利用2015年1月至2021年5月28日期间我国云南省漾濞县及周边地区固定台站和漾濞地震后布设的流动台站所记录到的近震资料,使用双差层析成像方法获得了该地震震区的高分辨率地壳三维速度结构和震源位置。重定位结果显示,漾濞M6.4地震序列主要沿NW−SE向展布,与维西—乔后—巍山断裂走向一致,地震主要集中在4—10 km的深度范围,呈约80°高倾角分布。结合定位结果与三维速度结构显示:漾濞M6.4地震序列的空间分布与速度结构变化具有相关性,主震位于P波、S波高低速异常交界处,这种介质物性变化的交界地带可能有利于中强地震的孕育和发生,余震主要分布在低P波速度、高S波速度和低波速比的脆性区域;沿漾濞地震序列的分布走向,主震两侧呈现完全不同的速度结构,其西北部具有明显的高P波速度、低S波速度特征,该地区高密度、强韧性的地层可能是阻挡漾濞地震的NW向破裂而呈单向破裂特征的原因。
云南地区Lg波衰减成像研究
刘森, 边银菊, 王婷婷, 鲁志楠
2021, 43(4): 410-426. doi: 10.11939/jass.20200101
摘要:
收集了云南省及周边121个固定台站于2014年5月—2019年5月记录到的470次M≥4.0宽频带地震记录,利用反双台法处理了6 976条垂直向波形数据,通过LSQR方法反演得到了云南地区的空间分辨率小于100 km的1 Hz下Lg波衰减成像。反演结果表明,云南地区地壳Lg波的Q0值介于60—300,整体为低Q0背景,横向不均匀性变化显著。云南地区低Q0值的分布特点,反映了Lg波在云南地区衰减强烈。红河断裂西侧Q0值较低,在50—160之间,东侧Q0值较高,在120—200之间,分布特征与沉积层厚度分布一致,松散的沉积层可能是造成东侧地区Lg波高衰减的主要原因。云南地区地壳Lg波Q0值呈现出了与地表热流值分布相似的差异化分布特征,这可能与频繁的地震、长期强烈的构造运动以及深部物质随火山活动上涌有关。
不同地区人工爆炸与天然地震记录特征及识别研究
王婷婷, 边银菊, 杨千里, 任梦依
2021, 43(4): 427-440. doi: 10.11939/jass.20210169
摘要:
本文分析了河北怀来多次爆炸、河北三河采石场多次爆炸和低震级天然地震事件的记录特征和时频差异。结果显示:河北怀来爆炸的P波能量强、衰减快、S波发育弱;河北三河采石场爆炸的P波、S波主频均低于怀来爆炸,S波与面波混淆,不同震中距的台站记录低频发育明显;而天然地震的有效频带更宽,频率成分更为复杂。将Pg/Sg谱比判据应用于小震级地震与爆炸的识别中,探索交叉频带谱比对不同地区爆炸的识别。结果表明:高频(>5 Hz)Pg/Sg谱比判据可将研究数据中的爆炸与小震级地震完全区分;与Sg低频(0—2 Hz)有关的交叉频带谱比可对两个不同地区的爆炸进行识别,交叉频带的谱比判据较传统的单一频带谱比判据能够更好地反映出不同类型事件的特征差异。
华北地区重力场变化特征与孕震模型研究
徐伟民, 石磊, 陈石, 卢红艳
2021, 43(4): 441-452. doi: 10.11939/jass.20200150
摘要:
本文采用基于贝叶斯原理的重力平差方法对华北地区2009—2017年的16期陆地流动重力观测资料进行了统一处理,结合研究区内2009年以来4次M≥4.5 地震活动,分析区域重力场动态演化特征。基于华北地区均衡重力异常、布格重力异常、沉积层重力异常和莫霍面重力异常,研究华北地区三维密度结构特征,分析区域重力场变化与深部密度结构之间的关系。结果表明:研究区内近年来M≥4.5地震均位于区域差分重力场和累积重力场“零值”等值线附近、异常变化剧烈的梯度带及梯度带转弯部位,以及深部结构中理论均衡厚度与实际地壳厚度存在差异的非均衡区和三维密度结构的高低密度过渡带内。
2021年5月22日玛多MS7.4地震震前岩石圈磁场变化特征分析
董超, 陈斌, 袁洁浩, 王振东, 王粲
2021, 43(4): 453-462. doi: 10.11939/jass.20210115
摘要:
本文利用2019年和2020年两期的全国流动地磁矢量数据,针对玛多MS7.4地震震中附近的岩石圈磁场空间分布,分析研究了岩石圈磁场各个分量的震前变化特征。结果表明,玛多MS7.4地震发生前,震中附近的岩石圈磁场分量均发生了不同程度的变化:震中位于各分量的弱变化区域和零变线附近;震中位于各分量的高梯度带和低梯度带之间。本文证实了地震发生前会引起岩石圈磁场变化这一现象,并总结了震前地磁分量的变化特征,为今后强地震(尤其是M≥7.0地震)的震磁关系研究提供了一个震例参考。
基于短时傅里叶变换和卷积神经网络的地震事件分类
张帆, 杨晓忠, 吴立飞, 韩晓明, 王树波
2021, 43(4): 463-473. doi: 10.11939/jass.20200128
摘要:
本文选用内蒙古区域地震台网记录到的417个爆破事件和519个天然地震事件的观测资料,对其进行截取和滤波等预处理后,经过短时傅里叶变换转换为时频域的对数振幅谱,使用含有3个卷积层的卷积神经网络作为分类器,实现地震事件自动分类。5折交叉验证结果显示,本文所使用算法的平均准确率达到97.33%,测试集的准确率达到98.03%,本文采用的模型应用了较完整的原始信息,因此获得了较高的准确率和较好的稳定性。
基于深度卷积神经网络的地震数据随机噪声压制
陈天, 易远元
2021, 43(4): 474-482. doi: 10.11939/jass.20200135
摘要:
本文以提高地震数据的成像质量为目标,提出一种智能的卷积神经网络降噪框架,从带有噪声的地震数据中自适应地学习地震信号。为了加速网络训练和避免训练时出现梯度消失现象,我们在网络中加入残差学习和批标准化的方法,并采用了ReLU激活函数和Adam优化算法优化网络。此外,Marmousi和F3数据集被用来对网络进行训练和测试,经过充分训练的网络不仅能在学习中保留地震数据特征,而且能去除随机噪声。首先充分地训练网络,从中提取出随机噪声,并保留学习到的地震数据特征,之后通过重建地震数据估算测试集中的波形特征。合成记录和实际数据的处理结果显示了深度卷积神经网络在随机噪声压制任务中的潜力,并通过实验验证表明了深度卷积神经网络框架有很好的去噪效果。
相对局部区域震源参数随机不确定性经验关系研究
李宗超, 高孟潭, 孙吉泽, 陈学良, 张波
2021, 43(4): 483-497. doi: 10.11939/jass.20200153
摘要:
在进行未来破坏性地震的强地面运动数值模拟时,震源参数选取的准确性对地震动预测的结果影响很大。震源参数的确定存在很多不确定性因素,既包含随机的不确定性因素,又包含认知的不确定性因素。本文在大量地震事件及文献调研的基础上,运用统计学方法对具备随机不确定性特征的震源参数进行统计研究,以震源参数经验公式的形态建立解释其随机性和不确定性的数学模型。为了研究局部地区震源参数的定标关系特征,获得更加适用于局部地震密集区域,尤其是包含中国大陆地区在内的局部区域的震源参数的经验关系,本文从GCMT地震目录中选取了1 700多个MW≥5.5的地震事件,运用统计学方法研究地震密集地区的震源参数经验关系,包括震级、地震矩、破裂面积等,增加了相对较大的局部范围内凹凸体的地震样本数量,从统计学角度计算更加适合局部区域的震源参数的经验关系。统计结果表明:局部区域震例获得的震源参数的经验关系与不限区域震例获得的经验关系存在差异,尤其是涉及到断层破裂面积、凹凸体相关参数时差异较大,局部区域内震例获得的震源参数的经验关系将更具有代表性。应用本文获得的相对局部区域的经验公式计算未来破坏性地震的强地面运动所需的震源参数时,获得的地震动预测结果将更能体现目标区域真实的地震动特征,进而提高地震动预测结果的可靠性。
地震动峰值特征参数对土坡地震响应的规律研究
杜陆荣, 张江伟, 迟明杰, 陈苏
2021, 43(4): 498-507. doi: 10.11939/jass.20200149
摘要:
本文随机选取了100条具有不同地震动峰值特征参数的地震动记录,通过基线校正、积分等方法获取每条地震动的峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和峰值位移(PGD)三个参数,进而基于有限元数值模拟,通过对比同一个观测点不同峰值特征参数的特性与不同观测点同一峰值特征参数的特性来研究土坡的地震响应规律,分析各地震动峰值特征参数与土坡地震响应的相关性。计算结果表明:PGA,PGV和PGD与土坡地震响应都具有良好的正相关性,其相关性系数平均值分别为0.868,0.981,0.926;PGV的相关性优于PGA和PGD,而PGD的相关性要稍好于PGA。因此在关于土坡稳定性评价中,建议采用PGV作为参数指标。
震源机制和场地条件在河北地震影响场判定中的应用研究
孙丽娜, 齐玉妍, 陈婷, 王晓山
2021, 43(4): 508-520. doi: 10.11939/jass.20200133
摘要:
震后应急工作中地震影响场的判定和快速给出较为合理的地震烈度分布图,是震后应急救援的重要依据,对于政府了解灾情、部署工作以及估算灾害损失都尤为重要,所以本文以此为研究目的,力求震后快速给出准确的地震烈度分布图。本文收集整理了河北地区中强地震的实际等震线图,将其与加入了震源机制解影响参数的烈度衰减关系计算得到的理论等震线图进行对比。结果显示:随着震级的增大,由衰减关系计算得到的等震线图与实际地震等震线图在高烈度区(≥Ⅶ度)相似度更高。另外,根据震后24小时内余震频度的空间变化,对极震区理论等震线修正后,其与实际等震线更加贴合,即理论计算烈度与实际调查烈度值更加接近。最后,对河北地区划分网格,根据地震动衰减关系计算震例对各个网格中心点产生的影响—基岩PGA。提取场地类别属性,考虑场地放大因子,完成基岩PGA到地表PGA的转换。将地表PGA换算成烈度,并与实际地震等震线图进行对比分析。结果表明,考虑了场地放大效应的地震影响场在高烈度区与实际等震线相似度很高,且相似度超过基于震源机制解的烈度衰减关系方法。
中美建筑抗震设计规范中工程场地类别的对比和换算关系
周健, 李小军, 李亚琦, 亢川川
2021, 43(4): 521-532. doi: 10.11939/jass.20200164
摘要:
本文依据分布于全国的6 824个钻孔数据,按照双参数的不同取值,将GB50011—2010《建筑抗震设计规范》(以下简称中国建抗规)的场地类别进一步划分为更加同质的子类,分析了双参数体系对场地分类结果的影响,建立了每个子类与美国《NEHRP对新建建筑和结构物的推荐地震条款》(National Earthquake Hazards Reduction Program Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures,以下简称美国建抗规)的场地类别的对应关系,并对比分析中、美建抗规的场地类别差异,在此基础上建立了中国建抗规与美国建抗规场地类别相互转换的概率表达。研究结果表明:用vS20近似表示中国场地分类标准的等效剪切波速并不可靠;中国建抗规中Ⅱ类场地和Ⅲ类场地内部不同子类与美国建抗规中场地类别的对应关系截然不同;中国建抗规中覆盖层厚度有效地区分了浅部波速类似而深部波速不同的场地;中国建抗规的Ⅱ类和Ⅲ类场地主体均对应美国建抗规的D类场地,中国Ⅱ类场地略偏对应美国C类场地,中国Ⅲ类场地略偏对应美国E类场地;中国Ⅳ类场地对应美国E类场地,绝大多数美国C类和D类场地均对应中国Ⅱ类场地,说明中国Ⅱ类场地的范围极宽。