汶川特大地震的震级和断层长度

震级修订是世界各国地震台网(中心)地震参数测定工作的常规工作的一个环节。汶川地震发生后,我国地震台网速报的汶川地震的"面波震级"为7.8级;5天后修订为"面波震级"8.0级。美国地质调查局(USGS)国家地震中心(NEIC)速报的结果是"矩震级"7.8级;不久,将其修订为"矩震级"7.9级。地震后翌日,我们由"地震矩张量反演"得出,汶川地震的"矩震级"至少为7.9级,所释放的"标量地震矩"至少为4.4×1021N·m。无论是"面波震级",还是"矩震级",汶川地震都要比唐山地震("面波震级"7.8级,"矩震级"7.6级)大得多。汶川地震的"矩震级"(7.9级)比唐山地震的"矩震级"(7.6级)大0.3级,表明汶川地震释放的能量比唐山地震释放的能量大约3倍!事实上,汶川地震的断层长度大约为300km,也是唐山地震断层长度(不足100km)的3倍多。汶川地震的震级大、断层长,从震源特性的角度说明了为什么这次地震会造成如此巨大的破坏。     

嘉峪关台数字地震记录面波震级的偏差研究

利用嘉峪关地震台2008年至2013年记录的2880个地震的面波资料,采用与国家地震台网中心相同的面波震级公式,研究了嘉峪关地震台测定的面波震级与国家地震台网中心测定面波震级之间的偏差。结果表明:嘉峪关地震台测定面波震级的偏差与震中距离存在一定的关系,在10~1300范围内嘉峪关地震台的面波震级由偏小0.3,逐渐变化到偏大,200以后偏大0.2~0.3;在1300~1800范围内偏大0.2。     

震级与烈度

当发生地震时,地震局会发布地震的震级和烈度通告。比如类似这样的通告：“据中国地震台网测定,北京时间2013年4月20日8时02分46秒,四川省雅安市芦山县发生里氏7．0级地震,震源深度13公里,最大烈度为9度。”那么,地震的震级和烈度有什么不同之处呢？     

利用相对反投影方法对2010年Mw 8.8级智利地震破裂过程成像

基于美国流动台网的三分量远震P波资料,利用相对反投影方法,对2010年2月27日Mw 8.8智利地震的破裂过程成像。根据美国地质调查局(USGS)给出的震源参数及源区地质资料,设定一个小倾角断层面。将远震P波反投影至该断层面上,获取震源破裂过程。结果表明,智利地震破裂由3个子事件组成,破裂长度至少为513 km,宽度至少为100 km。破裂从震中开始向北方和南方两个方向双侧扩展,但北侧的破裂明显强于南侧。北侧的破裂长度约为340 km,破裂持续时间约125 s,破裂速度约为2.87 km/s;而南侧破裂长度约为173 km,破裂持续时间约99 s,破裂速度约为1.84 km/s。另外,北侧两个子事件的能量释放高峰分别出现在破裂开始之后16 s和79 s,与初始破裂点的距离分别为75 km和230 km。南侧子事件的能量释放高峰出现时刻为80 s,与初始破裂点的距离为145 km。智利地震在破裂过程中可能受到了破裂区域的障碍体影响。     

震级与破裂尺度及位错量关系的讨论

目的探讨现有的一些震级与地表破裂长度及水平位错量间经验关系式的合理性与代表性。方法基于断裂力学理论,通过对各类裂纹开裂过程中应变能释放量与裂纹尺寸、水平位错量间相互关系的分析,讨论前人建立的一些关于震级与地表破裂长度及位错量间的经验关系。结果震级与破裂带长度或水平错动量之间的统计关系式在理论上具有合理性;以青藏高原强震事件参数为基本统计数据,构建了震级、破裂长度与垂直位错的统计关系式,并利用所得关系式用中卫712级地震为例验算,与实际结果相近。结论可以将震级与破裂带长度、错动量等参数通过统计方法建立起某种关系式,但所选用参数以及参数之间的基本关系应当符合断裂力学的一些基本理论及关系原则。     

全球大地震破裂空间复杂度特征研究

基于有限断层反演得到的滑移数据, 用独立滑移单元的数量表征地震破裂复杂度, 据此对大地震破裂进行分组, 并研究破裂复杂度与主要震源参数之间的关系, 探讨破裂复杂度的全球及区域空间分布特征。结果表明, 矩震级很大(Mw ≥ 8.5)的事件, 地震破裂复杂度更大; 破裂复杂度较高的地震分布在浅层地壳(≤ 30 km)内的概率最大, 随着震源深度增加, 破裂复杂度对震源深度的敏感性逐渐消失; 走滑断层机制占比较大的事件, 破裂复杂度较高; 破裂复杂度与地震能矩比没有明确的关系; 破裂复杂度的空间分布特征与区域地质构造环境相关。破裂复杂度的空间分布特征可以分为3类, 第一类是板块之间简单碰撞产生的俯冲带, 板块交界处的滑动速率和方向较为一致, 这种情形下以比较简单的事件类型为主; 第二类是多板块交界处, 或者板块交界处的滑动速率和方向在整个区域内存在差异; 第三类是大陆内部的强烈挤压地带。与第一类空间分布特征相比, 第二类和第三类情形下破裂复杂度相对更高。地震破裂复杂度可以在一定程度上反映区域应力场的复杂性。     

水平弹性双参数位移谱模型

为了得到可供基于位移抗震设计使用的水平弹性位移谱,首先采用CampbellBozorgnia地面运动预测方程,研究了矩震级、断层距和场地类别对水平弹性位移谱的影响;然后指出了我国《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010中设计反应谱存在的问题;最后针对设计反应谱的不足,提出了包含场地地震动峰值加速度和速度的水平弹性双参数位移谱模型.研究表明:位移谱平台段起始周期是确定位移谱谱形的重要参数,其主要受矩震级的影响,随矩震级的增加而显著增加;场地地震动峰值速度与峰值加速度之比与矩震级存在正的强相关性,矩震级的影响可以通过在位移谱模型中包含该比值来体现;本文提出的双参数位移谱能较好地拟合实际强震记录位移谱;提供每一设防水准的地震动峰值加速度和速度区划图,并在抗震规范中给出每一设防水准的各类场地地震动峰值加速度和峰值速度的场地放大系数,可在规范中实现本文提出的双参数位移谱模型.本文的研究结果可为我国抗震设计规范的制订和修改提供参考.     

云南及周边主要地震带地震活动震级频度关系统计研究

云南地震活动具有频度高、强度大、震源浅和破坏性大的特征,为探讨云南及周边地区主要地震带的震级频度关系和b值,本文采用最小二乘法,对云南及其周边地区的鲜水河地震带、滇西南地震带、华南沿海地震带、藏中地震带的b值进行了计算,同时统计了各地震带的震级频度关系,最后对各地震带的震级频度关系和b值进行了分析和比较.     

考虑震级影响的规范阻尼修正系数评估

规范采用阻尼修正系数(DMF)调整阻尼比不同于5%时的弹性反应谱,然而未考虑矩震级的影响.美欧规范DMF是基于位移反应谱,而中国规范DMF是基于绝对加速度反应谱.对同类场地不同矩震级范围内DMF的统计分析表明,除E类场地外,矩震级Mw6.5时,基于位移反应谱的中值DMF与美欧规范值比较接近,基于绝对加速度反应谱的中值DMF与中国规范值比较接近;而矩震级Mw=5.5～6.5时,中值DMF与各规范值有明显差异,采用规范DMF是偏于不安全的.对E类场地,规范DMF多数情况下稍偏于保守.最后,利用非线性回归分析,提出了不同矩震级范围时各类场地DMF表达式.     

1976年8月松潘两大地震的破裂机制

本文由P波波形分析给出1976年8月16日和23日松潘两大地震的破裂机制。结果表明,它们的破裂面参数、位错上升时间基本相同,是走向北西32°的以垂直向运动为主的左旋逆掩错动。但16日大震地震矩比23日的大,震源深度也更深。而且两大地震的子震破裂细节也不相同。     

确定地震破裂带长度的新方法--以中卫1709年7 1/2地震为例

目的利用地震地表破裂与震级、震源深度的关系,估算地震地表破裂带长度。方法在总结前人成果基础上,结合最新实地调研结果,建立了地震破裂长度与震级、震源深度的关系式和地表现代活动破裂标志,研究宁夏中卫1709年712级地震破裂带的规模。结果利用关系式确定的破裂带基本长度为103km,根据地表地震破裂标志确定的中卫地震地表破裂带长度为110km,估算结果与实际调研结果基本吻合;该地震地表破裂带不仅跨过了黄河,延伸到了大堆堆沟一带,而且还继续向西延伸到了小洪山一带。结论地震地表破裂长度不仅与震级有关,还与震源深度有关,所建立的关系式具有一定的实用性,可以利用地表破裂规模估算古地震强度。     

确定地震破裂带长度的新方法--以中卫1709年7½地震为例

目的利用地震地表破裂与震级、震源深度的关系,估算地震地表破裂带长度.方法在总结前人成果基础上,结合最新实地调研结果,建立了地震破裂长度与震级、震源深度的关系式和地表现代活动破裂标志,研究宁夏中卫1709年7 1/2级地震破裂带的规模.结果利用关系式确定的破裂带基本长度为103 km,根据地表地震破裂标志确定的中卫地震地表破裂带长度为110 km,估算结果与实际调研结果基本吻合;该地震地表破裂带不仅跨过了黄河,延伸到了大堆堆沟一带,而且还继续向西延伸到了小洪山一带.结论地震地表破裂长度不仅与震级有关,还与震源深度有关,所建立的关系式具有一定的实用性,可以利用地表破裂规模估算古地震强度.     

确定地震破裂带长度的新方法——以中卫1709年15／2地震为例

目的利用地震地表破裂与震级、震源深度的关系，估算地震地表破裂带长度。方法在总结前人成果基础上，结合最新实地调研结果，建立了地震破裂长度与震级、震源深度的关系式和地表现代活动破裂标志，研究宁夏中卫1709年15/2级地震破裂带的规模。结果利用关系式确定的破裂带基本长度为103km，根据地表地震破裂标志确定的中卫地震地表破裂带长度为110km，估算结果与实际调研结果基本吻合；该地震地表破裂带不仅跨过了黄河，延伸到了大堆堆沟一带，而且还继续向西延伸到了小洪山一带。结论地震地表破裂长度不仅与震级有关，还与震源深度有关，所建立的关系式具有一定的实用性，可以利用地表破裂规模估算古地震强度。     

山西原平M_L4.7地震矩张量反演

利用山西区域地震台网数字波形资料,在对地震重新定位的基础上,对2016年4月7日山西原平M_L4.7地震进行了矩张量反演计算与参数的稳定性评价,获得了此次地震的最佳双力偶解;并将反演结果与不同台站垂向分量的P波极性在震源球上的分布位置,以及利用Snoke方法和CAP方法得到的震源机制解进行对比,验证了参数的合理性与可靠性。结果显示:最佳双力偶解的节面Ⅰ参数为走向143°,倾向63°,滑动角-66°;节面Ⅱ走向278°,倾向36°,滑动角-128°;震源机制类型属于正断兼有右旋走滑分量,最佳震源深度11～14 km.主压应力P轴方位角94°,倾角64°;主张应力T轴方位角216°,倾角15°;标量地震矩M_0=2.492 64×10~(15) N·m,矩震级结果为M_W=4.2,与M_S震级基本一致。     

体波与面波震级计算程序

阐述了数字地震观测报告中用程序计算体波与面波震级的方法,达到准确计算mb、mB、MS等震级,同时减少工作量的目的。     

微震振源激振模型及振动周期与震级的关系

为了研究矿山微震的振动周期和振动周期与震级的关系,通过微震激振模型的建立,推导出顶板离层微震发生的振动周期与断裂尺度的关系,振动周期与岩体的物理密度和弹性模量有关,同时决定于裂纹的尺度和约束条件.根据矿山微震不同于地震的特点,通过现场测试数据建立了振幅计算近震震级ML、持续时间计算震级Md,特别是通过微震振源激振模型推导出了周期计算震级MT的公式,这三种方法都是测定微震震级大小的标度,由于周期计算的震级不受距离衰减、吸收衰减及微震波辐射方向性的影响,对记录限幅的情况颇为有效,所以在微震震级测定上有很大的应用价值.     

利用点源叠加合成有限尺度运动源的理论地震图

在点源格林函数解析解的基础上,根据动力学的独立性原理,把运动的有限尺度破裂源看做是多个动态的点源的叠加。文中的叠加包含有两重意思,一是震源大小的叠加,二是运动过程的叠加。利用这个想法给出了不同传播模式下有限源的面元划分方法和时间延迟的计算方法,并以Bouchon模型为例,验证了点源叠加方法的正确性和合理性。系统分析了在用点源叠加方法合成有限面源理论地震图中,单元划分的精细程度对合成理论地震图精度的影响。结果表明在保证一定合成理论地震图精度的前题下,因震源破裂传播速度、震源时间函数的频率特征及接收点位置等参数的不同,对面源离散的精细程度要求也不同。研究结果对诸如强地面运动的模拟计算及用近场记录反演震源破裂过程等相关研究中所涉及的选定适当的尺度将断层面离散成系列子破裂单元有重要参考价值。     

利用点源叠加合成有限尺度运动源的理论地震图

在点源格林函数解析解的基础上,根据动力学的独立性原理,把运动的有限尺度破裂源看做是多个动态的点源的叠加。文中的叠加包含有两重意思,一是震源大小的叠加,二是运动过程的叠加。利用这个想法给出了不同传播模式下有限源的面元划分方法和时间延迟的计算方法,并以Bouchon模型为例,验证了点源叠加方法的正确性和合理性。系统分析了在用点源叠加方法合成有限面源理论地震图中,单元划分的精细程度对合成理论地震图精度的影响。结果表明在保证一定合成理论地震图精度的前题下,因震源破裂传播速度、震源时间函数的频率特征及接收点位置等参数的不同,对面源离散的精细程度要求也不同。在强地面运动模拟计算和利用近场记录反演震源破裂过程等研究中,都需要将断层面离散成一系列子破裂单元,研究结果对离散过程中尺度的选定具有重要参考价值。     

震级和烈度如何确定

地震是一种自然现象，有人统计，每年地球上大约要发生几百万次地震，而大地震造成的破坏是最严重的自然灾害中之一。那么，地震的震级和烈度是如何测定的？它一定准确吗？     

断层滑移扰动下不同辐射区岩体响应特征

为了研究不同应力波辐射区岩体稳定性,引入Haskell有限震源模型,采用修正Yoffe函数计算特定震动矩下断层滑移速度曲线,构建了等效断层滑移型震源,进而利用数值仿真手段,对P波、S波辐射区在断层滑移作用下岩体响应特征进行模拟。结果表明,断层滑移的时间效应对P波、S波辐射区的质点震动强度影响较大。在超过距离震源中心1倍处,质点在S波辐射区的质点峰值速度V_ppv(peak particle velocity)值要明显高于P波辐射区的PPV值,但位移量及获得的应变能则相对较小。