2021年  第43卷  第6期

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不同散射模式下S波包络合成
景月岭, 何李浩, 李明会, 张宇璇, 郑司元
2021, 43(6): 679-689. doi: 10.11939/jass.20200208
摘要:
为揭示地震波在地壳小尺度非均匀介质中的散射过程,更准确地描述地震波的包络展宽现象,本文基于多次各向异性散射理论,采用离散波数法求解能量密度积分方程,选取高斯型自相关函数表征的散射模式,得到S波能量密度包络。基于此,本文首先分析了单次散射和多次散射在形成S波能量密度包络中的贡献规律;然后探讨了吸收系数和总散射系数对合成S波能量密度包络的影响;最后对比了在不同散射模式下合成的S波能量密度包络的差异。结果显示:① 不同的散射模式下单次散射和多次散射对地震波散射过程的贡献规律是一致的,对于近震(震源距小于100 km),单次散射模型可以近似合成S波能量密度包络;随着震源距增大,多次前散射模型可以更快地接近总能量密度包络;② 吸收系数增大会降低直达S波和尾波幅值,总散射系数增大会降低直达S波幅值,但使得S波尾波幅值升高;③ 前散射模式下S波能量密度包络随震源距的增大会导致峰值延迟,包络展宽,尾波衰减一致性更快等现象产生。
2014年云南盈江两次中强震发生前后震源区P波速度变化
曹颖, 钱佳威, 黄江培
2021, 43(6): 690-705. doi: 10.11939/jass.20200214
摘要:
基于云南地震台网的地震记录,利用基于双差层析成像的时移层析成像方法,开展了2014年5月24日盈江MS5.6和5月30日MS6.1地震前后震源区地下P波速度变化的时空特征研究。结果表明:在盈江MS5.6地震后,震源区的P波速度轻微下降,在MS6.1地震后,相对于MS5.6地震,P波速度继续下降,并下降至最低,下降幅度约为1%,说明P波速度下降的幅度可能与主震的震级大小相关。另外,本研究还观测到P波速度下降与余震分布的时空变化相关,可能是由于余震的动态和静态应力变化造成震源区介质物理性质发生改变,从而导致地震波速度的变化。在两次地震发生后约五年内,震源区P波速度值上升,上升幅度小于震后总下降幅度,但这并不能表明震源区还处于愈合过程中。
唐山地区近十年地震的重定位研究
郭蕾, 孙丽娜, 周依, 王宁
2021, 43(6): 706-715. doi: 10.11939/jass.20210029
摘要:
分别运用双差定位法、结合波形互相关的双差定位法和结合波形互相关的双差层析成像法,对唐山地区2010年1月至2020年7月河北地震台网记录的4 874个地震事件进行重定位。结果表明:结合波形互相关的双差层析成像法的定位精度高于其它两种方法,地震走时均方根残差由初始的0.71降至0.27;重定位后的震中分布更加集中,线性分布更明显,优势分布方向为NE向,与该区域断层走向基本一致;重定位后震源深度主要集中在5—15 km,分布形态更接近于正态分布,结果更加合理。从重定位后的震中空间分布可见在唐山—古冶断裂东侧有一个NNE向的高倾角小震密集带,近年来小震活动频繁,分析认为该区域的局部应力较高,构造活动较强,推测在唐山—古冶断裂东端点可能存在隐伏断层,该区域地震的发生与其深部活动有关。
2013年三台MS4.7地震震源机制及发震构造研究
刘岁海, 吕锦雄, 赵学钦, 张刚, 文明如
2021, 43(6): 716-729. doi: 10.11939/jass.20200201
摘要:
2013年2月19日四川省绵阳市三台县发生MS4.7地震,震中位于四川盆地中部基底断裂绵阳—三台—大足断裂与蒲江—三台—巴中断裂的交会区域。基于地震目录、震相报告和波形等资料,对地震序列进行重定位,采用近远震联合波形反演求解主震震源机制,结合野外地质调查对该地震的发震构造进行分析。余震序列重定位的空间展布方向为NW-SE向,与节面Ⅰ走向吻合,认为此次地震发震断裂走向为NW−SE,倾向为NE,且破裂面近于直立,发震断层在近NS向的近水平挤压应力作用下作右旋走滑错动。实地调查中未见地表破裂及地表断层行迹,认为发震构造为一隐伏断裂。重定位及通过近远震联合反演所得震源深度分别为21.6和19 km,震源深度反映震源区位于上地壳底部的低速层内。此次地震可能是汶川地震造成的区域构造应力场改变与调整过程中,四川盆地川中地块内隐伏于前震旦纪结晶基底中的高角度断裂重新活动的结果。
不同注水方式下断层动力学响应数值模拟研究
祝爱玉, 孙子涵, 蒋长胜, 陈石, 张东宁, 崔光磊
2021, 43(6): 730-744. doi: 10.11939/jass.20210137
摘要:
工业开采注水能导致现存断层活化,从而诱发大量的破坏型地震。因此,研究注水作用下断层的动力学响应对探索诱发地震的力学机理具有重要的意义。本文基于孔弹性弹簧-滑块模型,采用多孔介质弹性耦合数值模拟,计算分析了三类典型注水方式(上升型、迅速上升/下降型和间歇型)对断层稳定性的影响。研究结果表明:随着流体的不断注入,断层内部流体压力会经过缓慢上升、迅速上升和稳定上升三个阶段。针对于不同的注水方式,这三个阶段并不完全相同,体现形式存在差异;在注水方式相同的条件下,储层的渗透率越小,井口附近流体压力越大,断层处流体压力越小,两者间的流体压力差值越大;注水过程中断层临界刚度的变化与是否发生滑移并引发地震密切相关,数值越大越易诱发地震,其数值与注入储层流体的流体压力呈负相关,与流体压力变化率呈正相关;临界刚度由于流体压力变化率的增加在前期呈现快速增长趋势,后期则是由于流体压力的影响开始减小。迅速上升/下降型注水方式极大增加了注水前期诱发地震的可能性,间歇性注水方式在注水后期引起的临界刚度变化值较大,增大了诱发地震的可能性。该研究可以为注水诱发地震的危险性评价提供定量的科学依据。
地下爆炸各向同性源和补偿线性矢量偶极源共同作用对Rg波低谷点的影响
王旭亮, 靳平, 朱号锋, 徐恒垒, 徐雄
2021, 43(6): 745-752. doi: 10.11939/jass.20200197
摘要:
本文利用地震面波激发理论计算了两种震源不同相对强度、相对埋深及源时间函数情况下的Rg波频谱,研究地下爆炸中各向同性(ISO)源和补偿线性矢量偶极(CLVD)源共同激发的Rg波信号低谷点特性。结果表明,由于两种震源相对强度、相对埋深及源频谱的影响,混合信号低谷点频率与单一CLVD源激发的信号有很大差异,因此实际地下爆炸中低谷点频率与CLVD源埋深不能单纯地满足理论的反比关系,直接用理论式估算地下爆炸埋深是不足的。
二维平面内考虑横向不均匀体散射作用的水平竖向谱比模拟与应用
巴振宁, 张恩玮, 梁建文, 荣棉水
2021, 43(6): 753-767. doi: 10.11939/jass.20200177
摘要:
为分析场地的横向不均匀性对水平竖向谱比HVSR曲线产生的显著影响,本文基于Sánchez-Sesma等提出的扩散场方法,通过计算总波场格林函数虚部对二维沉积地形上的HVSR曲线进行模拟。格林函数虚部则通过刚度矩阵和平面内斜线格林函数采用间接边界元方法进行求解。对二维沉积地形和相应的一维层状半空间的HVSR曲线进行了参数分析,着重讨论了沉积地形的形状、相对计算点位置等因素对HVSR曲线的影响规律。结果表明:沉积地形内外材料阻抗比对HVSR曲线的影响最为显著;随着沉积地形内外材料阻抗差异和沉积侧界面坡度的增大,沉积地形上HVSR曲线的第一峰值点的频率显著增大至相应层状半空间结果的3.3倍,同时HVSR曲线的形态呈现出平台现象;随着计算点到沉积边界距离的减小,HVSR曲线高频段幅值相对较大。根据本文得到的局部地形对HVSR曲线的影响规律,在进行场地勘探时可采用HVSR方法初步确定局部地形的分布位置以降低勘探成本。
芦山地震强地面运动之阿里亚斯强度及Newmark位移特征研究
李雪婧, 徐伟进, 高孟潭
2021, 43(6): 768-786. doi: 10.11939/jass.20200180
摘要:
本文以芦山地震强地面运动记录为基础资料,研究了阿里亚斯强度和Newmark位移两个地震动参数的空间分布特征、衰减特征以及与其它地震动参数的相关性。研究结果表明:阿里亚斯强度的空间分布与地震断层空间展布和地震破裂方向具有相关性;阿里亚斯强度与峰值加速度(PGA)有较好的相关性,场地条件对二者的相关性具有显著影响,PGA相同时,场地越软,阿里亚斯强度越大;震级也是影响阿里亚斯强度与PGA相关性的重要因素,PGA相同时,震级越大,阿里亚斯强度也越大;Newmark位移与PGA和阿里亚斯强度均具有较好的相关性,与阿里亚斯强度的相关性更强,相关系数可达0.94以上。研究还表明,现有模型不能较好地描述芦山地震的阿里亚斯强度和Newmark位移衰减特征,这说明了芦山地震在持时和破裂过程上的特殊性。芦山地震的特殊性揭示了我国西部地震地质构造环境与其它地区有显著差异,因此应该研究适用于我国西部地区地震的地震动参数预测方程。本文的研究结果对我们从更多方面了解地震动特性以及我国地震灾害的预测预防具有重要的科学意义和应用价值。
场地划分中存在的问题及建议
迟明杰, 李小军, 陈学良, 马笙杰
2021, 43(6): 787-803. doi: 10.11939/jass.20200152
摘要:
针对现行建筑抗震设计规范中场地分类方法面临的场地分类物理含义不明确,各类场地的界限容易引起设计地震动参数发散等问题进行了探讨并给出解决建议。针对场地分类物理含义不明确的问题,在现行场地分类方法的基础上,根据场地覆盖层厚度和等效剪切波速,对场地进行分层次分类:第一层次与现行的分类相一致,以场地基本周期为基础,根据覆盖层厚度进行分类;第二层次在第一层次分类基础上进一步考虑场地软硬程度,根据等效剪切波速进行亚分类。根据目前对厚软场地地震灾害及地震动特性的研究,并结合大量长周期建筑结构的经济建设发展现状,对场地分类进行了扩展,由原来的四大类扩展到五大类,同时明确各分类界限,尤其是Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ类场地的界限由原来的开放式进行有限化,有效地避免了由场地分类导致的设计地震动参数发散的问题。
综 述
2001年MW7.8昆仑山地震震后形变观测、机制与青藏高原中北部岩石圈流变:认识与挑战
赵德政, 屈春燕, 单新建, 张国宏, 李彦川, 龚文瑜, 宋小刚
2021, 43(6): 804-816. doi: 10.11939/jass.20210058
摘要:
2001年MW7.8昆仑山地震是近半个世纪以来青藏高原发生的最大震级地震。同震破裂产生的巨大应力扰动驱动控制着显著震后形变。二十年尺度的大地测量数据记录了地震后长时间、大范围、时空依赖的震后形变演化过程及差异,揭示了昆仑山地震破裂段复杂的断层分段震后运动学特征、分段摩擦性质差异和青藏高原中北部岩石圈流变性质/结构横向各向异性。本文简要回顾昆仑山地震后基于二十年尺度时序InSAR和GPS的震后形变观测方法和时空特征,特别是时空密集的InSAR观测,是该构造区震后GPS观测的重要补充及其不可替代的观测手段;总结大范围震后形变模拟方法及其揭示的震后运动过程、多种动力学机制及其关系。最后总结提出昆仑山地震震后形变20年研究取得的科学认识及尚待深入研究的科学问题,一方面要持续性地对东昆仑断裂带大范围地表形变进行观测研究;另一方面,要不断更新震后形变模型,进一步深化对该断裂带地震周期形变、区域构造对周期形变控制作用、复杂断层运动时空演化机制的认识。