运用理论格林函数模拟新疆阿克陶6.7级地震强地面运动

引用本文

冯蔚, 刘杰, 罗佳宏, 侯建盛. 运用理论格林函数模拟新疆阿克陶6.7级地震强地面运动[J]. 地震地质, 2018,40(4): 850-860.
FENG Wei, LIU Jie, LUO Jia-hong, HOU Jian-sheng. SIMULATION OF STRONG GROUND MOTION IN AKETAO M6.7 EARTHQUAKE USING THEORETICAL GREEN’S FUNCTION [J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2018,40(4): 850-860. 复制到剪切板

DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2018.04.009
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运用理论格林函数模拟新疆阿克陶6.7级地震强地面运动

冯蔚^1,², 刘杰², 罗佳宏³, 侯建盛⁴

1中国地震局地震预测研究所, 北京 100036

2中国地震台网中心, 北京 100045

3中国地震局地质研究所, 北京 100029 4应急管理部, 北京 100017

〔作者简介〕冯蔚, 男, 1985年生, 2016年于中国地震局地震预测研究所获构造地质学专业硕士学位, 高级工程师, 目前主要从事地震信号处理分析, 电话: 010-88015344, E-mail: fengwei@seis.ac.cn。

收稿日期: 2017-07-13

基金项目: 中国地震局地震科技星火计划青年项目(XH16043Y)、中国地震局地震应急青年重点任务(CEA_EDEM_201720)与地震预测研究所基本科研业务费专项(2018IEF0201)共同资助

摘要

运用QSGRN/QSCMP理论地震图计算与合成方法, 根据震源机制解设定断层几何参数, 模拟了2016年11月25日阿克陶6.7级地震周边区域加速度记录, 经场地条件校正绘制了地震峰值加速度分布图。通过对2个强震台观测波形数据与模拟加速度波形数据在时间域和频率域进行对比分析, 验证了两者振幅数量级相当、频谱特征一致性较强。同时, 提取了实际调查点坐标所对应的模拟峰值加速度, 并与实际调查点烈度进行对比, 发现两者具有较好的对应关系。文中尝试提供1种震后快速产出峰值加速度分布情况的方法, 为监测台站稀少、地形复杂、难以快速开展现场地震灾害调查的地区提供地震影响场范围估计, 为地震灾害快速评估与应急决策等工作提供辅助资料。

关键词: 阿克陶6.7级地震; 理论格林函数; 峰值加速度; 调查点烈度

中图分类号:P315.63 文献标志码:A 文章编号:0253-4967(2018)04-0850-11

SIMULATION OF STRONG GROUND MOTION IN AKETAO M6.7 EARTHQUAKE USING THEORETICAL GREEN’S FUNCTION

FENG Wei^1,², LIU Jie², LUO Jia-hong³, HOU Jian-sheng⁴

1)Institute of Earthquake Science, China Earthquake Administration, Beijing 100036, China

2)China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China

3)Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China

4)Ministry of Emergency Management of the People’s Republic of China, Beijing 100017, China;

Abstract

Aketao M6.7 earthquake on November 25, 2016 occurred in Aketao Country, Kizilsu Kirghiz Autonomous Prefecture, Xinjiang Autonomous Region. In this paper, according to the focal mechanism solution, the geometrical parameters of the fault are used as input to simulate the acceleration records of the surrounding area of Aketao M6.7 earthquake on November 25, 2016 with the QSGRN/QSCMP program. The peak ground acceleration distribution is plotted by extracted peak ground accelerations and site condition correction. Comparison is carried out between the observed waveforms and the simulated waveforms in the time domain and the frequency domain of two strong motion stations. It is verified that the amplitudes of simulated and observed data are equal in magnitude, their calculated residuals are smaller in low frequency range and the spectral characteristics of simulated and observed data are consistent. Furthermore, the simulated peak ground acceleration corresponding to the coordinates of the actual survey points is extracted and compared with the survey spot intensity, and both have good correspondence. This paper attempts to provide a method for rapid output of peak ground acceleration distribution after an earthquake, so as to provide a method for estimating the seismic impact field in areas where the monitoring station is scarce, the topography is complex or it is difficult to implement the rapid earthquake disaster investigation. And it also provides supporting information for rapid assessment of earthquake disaster and emergency decision-making.

Keyword: Aketao M6.7 earthquake; theoretical Green’s function;; peak ground acceleration; survey spot intensity

文章图片

0 引言

2016年11月25日22时24分, 新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县发生6.7级地震(39.27° N, 74.04° E), 震源深度约10km。地震震中位于公格尔拉张系北端木吉走滑断裂附近, NWW走向的木吉断裂是全新世活动的右旋走滑断裂。此次地震造成1人死亡, 无人员受伤, 因房屋毁坏或较大程度破坏而失去住所的共有11i240人、 2i810户, 直接经济损失共4.63亿元。阿克陶地震震区位于中国西北地区, 现有强震观测台网多沿主要断裂带布设, 并非均匀分布, 当强震发生时, 可能出现观测数据空白。因此, 利用数值模拟方法来估计地震所产生的强地面运动情况, 将对震后快速、高效地开展应急救援工作发挥积极的作用。

根据数据与理论方法, 预测或模拟强地面运动的方法主要包括以下3种: 1)数值计算, 该方法主要实现地震波的动力学和运动学模拟, 通过数值计算模拟地震波场的传播过程, 提取地面运动的三分向地表峰值速度(Peak Ground Velocity, PGV)与地表峰值加速度(Peak Ground Acceleration, PGA)(Zhang et al., 2010; 张振国等, 2014a, b)。2)随机性方法, 利用随机震源理论模拟地震的高频地面运动, 或者采用改进的随机有限断层方法, 亦或使用动力学拐角频率的地震动随机模拟方法(Boore, 1983; Motazedian et al., 2005; 王海云, 2010; 孟令媛等, 2014a, b; Zhang et al., 2016)。3)以位移表示定理为基础的格林函数法, 根据格林函数的来源可以分为经验格林函数法和理论格林函数法。经验格林函数及其相关改进方法主要是将主震震源当作由一系列的小震点源构成, 然后选择适当的小震记录作为这些点源引起的地面响应, 再按照一定的破裂方式将这些经验格林函数叠加, 从而合成地震动图。此方法考虑到震源的破裂过程、传播路径, 因此被广泛应用(Hartzell, 1978; 张有兵等, 2010; 药晓东等, 2015a, b; 李启成等, 2016)。但也存在部分区域缺乏合适的小震记录来求解格林函数, 不能处理任意介质下的地震波传播问题, 从而限制其使用范围。理论格林函数法基于位移表示定理, 假设地球介质为简单均匀介质或者均匀层状模型, 应用广义射线法、离散波数法、透射矩阵法、有限元法和有限差分法等计算格林函数(李启成, 2010), 众学者针对不同的计算方法开发了不同的计算程序, 主要有广义透射系数法(Chen, 1999)、传播矩阵法(Wang, 1999)、波数积分法(Zhu et al., 2002)等, 然后根据计算获得的理论格林函数库合成理论地震图。数值模拟格林函数方法在合成神户地震的近源地面运动地震图(赵志新等, 2006)、基于确定性震源模型提升高频信号模拟汶川近场强地面运动(常莹等, 2012)、应用改进的格林函数法模拟卢龙地震加速度(李启成等, 2016)等工作中均取得了良好的效果。利用震源的滑动分布以及余震求解的经验格林函数可以较为准确地合成理论地震动图, 但在震后短时间内获取滑动分布以及经验格林函数则较为困难。理论格林函数的计算并不依赖于震源破裂模型, 因此可以预先计算指定范围内的理论格林函数库, 地震发生后可以直接根据震源机制解设定断层类型进行理论地震图的合成或者结合震源破裂过程进行更加精确的模拟。

本文利用Wang(1999)提出的理论地震图合成方法计算不同震源类型的理论格林函数库, 获得阿克陶地区及其周边区域的格林函数库, 并根据此次地震的震源机制解和发震构造, 设置相应的断层几何模型, 模拟加速度波形记录并进行场地校正, 最后获得模拟峰值加速度分布, 从而获取此次地震的强地面运动的信息, 以补充区域强震动观测数据的空缺。利用理论格林函数方法构建重点监视防御区的格林函数库, 在震后调用相关函数库模拟峰值加速度并据此产出地震峰值加速分布图, 可快速地为地震应急救援与决策提供重要的参考资料。

1 基本理论与应用

1.1 理论格林函数法的原理

根据位移表示定理, 弹性介质中的波动方程可以表示为

$(λ + 2 μ) \nabla (\nabla \cdot u) - μ \nabla \times (\nabla \times u) = ρ \frac{\partial^{2} u}{\partial^{2} t} (1)$

其中, $λ 和 μ$ 为Lamé 常数, $u$ 为位移矢量, $ρ$ 为介质密度。在水平层状均匀介质中, 使用Fourier-Hankel变换可以将质点波动方程变换为常微分方程, 写成以下矩阵的形式:

$\frac{d}{dz} y = Ay (2)$

这里, $y$ 是频域-波数域中的广义位移矢量, $A$ 为与介质相关的系数矩阵。方程的解 $y$ 在自由表面和无穷远处满足边界条件, 同时在介质内层状界面满足位移和法向应力连续。震源处的位移和应力的间断可以视为1个伪界面处的位移和应力不连续, 因此震源深度 $z = z_{s}$ 处的震源条件可以表示为

${[y]}_{-}^{+} = y (z_{s}^{+}) - y (z_{s}^{-}) = Δ y_{s} (3)$

其中 $z_{s}^{-} 和 z_{s}^{+}$ 分别为震源伪界面的上、下平面。

对于水平层状介质, 式(2)的解可以写成以下的形式:

$y = LEc (4)$

其中, L是系数矩阵A的特征向量, E为对角矩阵, c是待确定常矢量。如果给定了第i层的位移矢量, 那么可以根据传播规则计算第i+1层或者i-1层的位移矢量。根据自由地表和无穷远处的边界条件设定位置参数, 将边界条件参数逐层传播至震源处, 然后根据震源条件求解位移矢量(Wang, 1999; Wang et al., 2003)。

1.2 阿克陶地震峰值加速度模拟

运用理论格林函数模拟地震峰值加速度, 在实际模拟波形记录时可以划分为2个独立的计算过程, 即计算格林函数部分(QSGRN)和理论地震图合成部分(QSCMP)。QSGRN程序依据指定的速度模型、设定范围、采样方式及时窗长度等参数计算指定区域的格林函数库; QSCMP程序则直接调用生成的格林函数库合成给定观测网格下特定震源模型的理论地震图, 无需重复计算格林函数, 降低部分时间成本。本文以2016年11月25日新疆阿克陶6.7级地震为例进行峰值加速度模拟。由于阿克陶地区特殊的地理地质条件, 鲜有高精度的速度结构模型, 综合前人的研究成果(雷建设等, 2002; 张先康等, 2002; 胥颐等, 2006), 构建区域的综合速度模型, 对震中距沿径向200km范围内进行21个点均匀采样, 震源深度从1~39km进行21个点均匀采样, 时间窗长102.35s, 采样点数2i048, 采样间隔0.05s, 震源拐角频率为10Hz, 利用QSGRN程序计算分层半空间地球模型的3种不同震源类型的格林函数库。不同的科研机构与学者给出的阿克陶地震震源机制解的参数存在差异(表1)。我们依据中国地震局地质研究所活断层数据中心的地震构造图、野外科考及余震分布(陈杰等, 2016), 选取USGS的震源机制解参数作为正演震源参数, 设置反演断层走向107° 、倾角76° 、滑动角174° , 由矩震级参数设定相应的断层几何尺度为60km× 30km, 断层中心点设于震源点位置。将地表观测点网格离散化为21× 21点处理, 区域范围为38.3° ~40.3° N, 73° ~76° E。建立阿克陶地震断层破裂模型和地表观测网格点之后, 使用QSCMP程序对地表位移、速度以及加速度等进行逐步合成计算, 最终获得地震模拟峰值加速度场。

表1 2016年11月25日阿克陶6.7级地震震源机制解与矩震级 Table1 The focal mechanism parameters and moment magnitude of Aketao M_S6.7 earthquake on Nov. 25, 2016

由于理论格林函数计算过程并不能考虑场地条件的影响, 同时在合成理论地震图的过程中也没有考虑场地条件, 因此需要根据不同的场地条件对峰值加速进行校正, 获得可实际应用的峰值加速分布图。主要参数为深30m处的平均剪切波速度, 通过计算高程倾斜率对应匹配。根据倾斜率计算选择构造活跃区或者稳定大陆区(Wald et al., 2007; Allen et al., 2009), 计算单个网格的坡度值并对照表2, 进而确定剪切波平均速度、场地类型及校正系数。

表2 坡度与

{V_{S}}^{30}

分类概况与校正系数 Table2 The

{V_{S}}^{30}

categories and amplification factors

场地分类	${V_{S}}^{30}$ /m· s^-1	构造活动区坡度/m· m^-1	稳定大陆区坡度/m· m^-1	< 150gal	150~250gal	250~350gal	> 350gal
E	< 180	< 1.0× 10^-4	< 2.0× 10^-5	1.65	1.43	1.15	0.93
D	180~240 240~300 300~360	1.0× 10^-4~2.2× 10^-3 2.2× 10^-3~6.3× 10^-3 6.3× 10^-3~0.018	2.0× 10^-5~2.0× 10^-3 2.0× 10^-3~4.0× 10^-3 4.0× 10^-3~7.2× 10^-3	1.33	1.23	1.09	0.96
C	360~490 490~620 620~760	0.018~0.050 0.050~0.100 0.100~0.138	7.2× 10^-3~0.013 0.013~0.018 0.018~0.025	1.15	1.10	1.04	0.98
B	> 760	0.138	> 0.025	1.00	1.00	1.00	1.00

表2 坡度与

{V_{S}}^{30}

分类概况与校正系数 Table2 The

{V_{S}}^{30}

categories and amplification factors

1.3 阿克陶地震峰值加速度模拟

将QSCMP程序计算所得的模拟峰值加速度依据校正系数(表2)进行场地校正后, 可获得地表模拟峰值加速度分布图(图1)。模拟峰值加速度最大值约380gal, 位于震中附近, 峰值加速度沿SE向分布, 表现出与地震断裂展布方向一致的特征。模拟峰值加速度分布与地震烈度情况相关性较好, 说明该方法对震后快速判断影响场的范围具有一定积极作用。

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	图1 地表模拟峰值加速度分布图Fig. 1 The distribution map of simulated peak ground accelerations.

为了验证模拟获得的加速度数据与实际观测数据之间的一致性, 选择信噪比较高的震中距61.47km的吉根强震台(65JIG)和震中距98.76km的康苏强震台(65KSU)的观测记录进行对比分析。对2个台站的三分量加速度观测记录进行基线校正, 三分量合成峰值加速度分别为32.27gal和9.8gal, 相对应的模拟三分量合成峰值加速度为34.31gal和16.99gal。同时, 对比波形数据, 可以看出2个台站模拟加速度波形与实际观测波形略有差异(图2), 其主要原因可能是理论模拟所设置的发震断层模型为简单线性模型, 缺少描述震源破裂的过程, 使得模拟获得的加速度波形缺少震源破裂复杂过程的相关成分。

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	图2 a 吉根台(65JIG)经基线校正的实际观测波形与理论模拟波形和b 康苏台(65KSU)经基线校正的实际观测波形与理论模拟波形Fig. 2 The baseline-corrected observed waveform and the synthetic waveform of station 65JIG(a) and station 65KSU(b).

对实际观测波形数据进行降采样处理, 使之与理论模拟加速度波形数据具有相同采样间隔; 分别对两者的三分量数据进行傅里叶变换并计算频域残差。

$res (f) = lo g_{10} (A_{obs} (f)) - lo g_{10} (A_{sim} (f)) (5)$

式中, $res (f)$ 表示不同频域的残差, $A_{obs} (f)$ 表示观测值傅里叶振幅、 $A_{sim} (f)$ 表示模拟值傅里叶振幅。从图3中可以看出吉根台(65JIG)NS向和垂直向吻合度较好, 残差较小; EW向在1.0Hz以上频域模拟值略低于观测值。康苏台(65KSU)在3个分向上均吻合较好。2个台站的模拟加速度波形与实际观测数据的傅里叶谱具有相类似的频谱特征, 两者频谱分布趋势具有较强的一致性。

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	图3 a 吉根台(65JIG)实测波形、模拟加速度波形的傅里叶谱与残差和b 康苏台(65KSU)实测波形、模拟加速度波形的傅里叶谱与残差Fig. 3 Fourier transform spectrum of observed and synthetic waveforms and their residuals of station 65JIG(a) and station 65KSU(b).

2 模拟峰值加速度与调查点烈度对比

阿克陶6.7级地震发生后, 在地震系统现场应急指挥部的领导下、震区各级党委政府的协助下, 现场工作队员克服高原反应、严寒环境、余震频发、交通不便等因素深入震区, 对灾区各县近百个调查点开展了烈度调查工作。为对比分析模拟峰值加速度与调查点烈度, 计算了调查点与断层的垂直距离并提取调查点位的模拟峰值加速度值, 从而获得不同烈度的模拟峰值加速度与断层距分布图(图4)。Ⅷ 度调查点对应的模拟峰值加速度平均值为232.4gal, 根据GB18306-2005《中国地震动参数区划图》附录G《场地地震动峰值加速度与地震烈度对照表》及场地峰值加速度调整系数 $F_{a},$ 其中85.0%的Ⅷ 度调查点对应模拟值满足Ⅷ 度范围 $142 gal \leq a_{\max} < 372 gal 。$ Ⅶ 度调查点对应的模拟峰值加速度平均值为102.8gal, 其中57.2%的Ⅶ 度调查点对应模拟值满足Ⅶ 度范围65gal≤ a_max< 142gal。Ⅵ 度调查点对应的模拟峰值加速度平均值为38.6gal, 其中68.0%的Ⅵ 度调查点对应模拟值满足Ⅵ 度范围28gal≤ $a_{\max}$ < 110gal。超出相应范围的主要因素是调查点距离断层较近但并非在破裂方向, 或在破裂方向但距离断层稍远。统计分析表明66个调查点位的峰值加速度模拟值与现场调查点烈度的对应关系总体较好, 进一步说明了理论格林函数法合成模拟峰值加速方法的合理性。

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	图4 模拟峰值加速度(调查点位)与断层距分布图Fig. 4 Distribution of simulated peak acceleration and vertical fault distance to survey points.

3 结论与讨论

本文利用理论格林函数方法(QSGRN/QSCMP)计算理论地震图, 合成地表峰值加速度。首先计算了阿克陶地区不同震源类型的理论格林函数, 获得震中区域的格林函数库, 然后结合USGS提供的阿克陶地震的震源机制解, 计算此次地震的加速度波形记录, 并绘制地震峰值加速度分布图。依据强震台观测数据、调查点烈度以及模拟结果综合分析表明:

(1)此次阿克陶6.7级地震的理论峰值加速度结果与地震现场烈度调查结果具有一致性, 长轴方向为NWW; 2个强震台坐标点位的峰值加速度模拟结果与观测数据的数值量级相当, 频谱特征一致性较强, 调查点烈度与模拟峰值加速度对应关系尚好, 表明本文采用的峰值加速度模拟方法具有一定适用性。波形记录存在部分差异, 其原因可能是理论格林函数的计算速度模型与真实地层速度结构具有一定差异, 同时设置的断层模型和破裂过程与震源的复杂破裂过程也存在一定不同。

(2)应用理论格林函数法模拟地表峰值加速度的主要瓶颈是计算格林函数库极其耗时。因此, 在实际操作过程中, 我们提前分区域计算并存储了主要研究区的格林函数库。当地震来临时, 可选择相应的格林函数库输入震源机制解、断层几何参数, 模拟加速度时程记录并对峰值加速度结果进行场地校正, 最后获得模拟峰值加速度分布, 从而实现对缺少区域强震观测数据的有效补充, 同时也能为其他研究提供加速度参数。

(3)本研究方法除了计算格林函数库耗时以外, 还需要注意由不同速度模型计算的模拟加速度波形记录存在差异, 因此建议选择合适的区域速度模型导入计算。同时, 速度结构的横向不均匀也会对波形造成影响, 若需获得更精确的模拟结构, 则需要提供更加精细准确的速度模型与地震破裂过程。

通过本文的研究, 尝试提供1种震后快速产出峰值加速度分布情况的方法, 即应用理论格林函数方法构建重点监视防御区乃至全国的格林函数库, 在震后第一时间调用相关函数库进行峰值加速度的模拟、校正。特别是可为监测台站稀少、地形复杂、实际地震灾害调查难以快速开展的地区提供地震影响场范围估计, 为地震灾害快速评估与应急决策等工作提供辅助资料。

致谢国家强震动台网中心提供了阿克陶地震的强震动数据。本文现场调查点内容来自于阿克陶地震现场应急工作队。中国地震局地震现场应急工作队灾害损失调查评估组全体队员在地震灾区克服各种困难, 忘我工作, 在此一并表示感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

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[12]	张先康, 赵金仁, 张成科, 等. 2002. 帕米尔东北侧地壳结构研究[J]. 地球物理学报, 45(5): 665—671. ZHANG Xian-kang, ZHAO Jin-ren, ZHANG Cheng-ke, et al. 2002. Crustal structure at the northeast side of the Pamirs[J]. Chinese Journal of Geophysics, 45(5): 665—671(in Chinese). [本文引用:1]
[13]	张旭, 严川, 许力生, 等. 2017. 2016年阿克陶 M_S6. 7地震震源复杂性与烈度[J]. 地球物理学报, 60(4): 1411—1422. doi: DOI: 106038/cjg20170415. ZHANG Xu, YAN Chuan, XU Li-sheng, et al. 2017. Source complexity of the 2016 Aketao M_S6. 7 earthquake and its intensity[J]. Chinese Journal of Geophysics, 60(4): 1411—1422(in Chinese). [本文引用:1]
[14]	张有兵, 章文波. 2010. 用经验格林函数法模拟2008年日本岩手-宫城地震的强地面运动[J]. 地震学报, 32(3): 320—331. ZHANG You-bing, ZHANG Wen-bo. 2010. Strong ground motion simulation of the 2008 Iwate-Miyagi, Japan, earthquake using empirical Green’s function method[J]. Acta Seismologica Sinica, 32(3): 320—331(in Chinese). [本文引用:1]
[15]	张振国, 孙耀充, 徐建宽, 等. 2014a. 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[J]. 地球物理学报, 57(9): 3038—3041. doi: DOI: 106038/cjg20140928. ZHANG Zhen-guo, SUN Yao-chong, XU Jian-kuan, et al. 2014b. Preliminary simulation of strong ground motion for Ludian, Yunnan earthquake of 3 Auguest 2014, and hazard implication[J]. Chinese Journal of Geophysics, 57(9): 3038—3041(in Chinese). [本文引用:1]
[16]	张振国, 张伟, 孙耀充, 等. 2014b. 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[J]. 地球物理学报, 57(2): 685—689. doi: DOI: 106038/cjg20140232. ZHANG Zhen-guo, ZHANG Wei, SUN Yao-chong, et al. 2014a. Preliminary simulation of strong ground motion for Yutian, Xinjiang earthquake of 12 February 2014, and hazard implication[J]. Chinese Journal of Geophysics, 57(2): 685—689(in Chinese). [本文引用:1]
[17]	赵志新, 赵昭, 徐纪人, 等. 2006. 用数值模拟格林函数方法合成近源地面运动地震图[J]. 科学通报, 51(18): 2181—2188. ZHAO Zhi-xin, ZHAO Zhao, XU Ji-ren, et al. 2006. Synthetic seismograms of near source ground motion by numerical simulation of Green’s function[J]. Chinese Science Bulletin, 51(18): 2181—2188(in Chinese). [本文引用:1]
[18]	Allen T I, Wald D J. 2009. On the use of high-resolution topographic data as a proxy for seismic site conditions(Vs30)[J]. Bulletin of the Seismological Society of America, 99(2A): 935—943. [本文引用:1]
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[23]	Wald D J, Allen T I. 2007. Topographic slope as a proxy for seismic site conditions and amplification[J]. Bulletin of the Seismological Society of America, 97(5): 1379—1395. [本文引用:1]
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[27]	Zhang W, Iwata T, Irikura K. 2010. Dynamic simulation of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 115(B4): 2500—2522. [本文引用:1]
[28]	Zhu L, Rivera L A. 2002. A note on the dynamic and static displacements from a point source in multilayered media[J]. Geophysical Journal International, 148(3): 619—627. [本文引用:1]

2012

0.0

常莹, 周红, 俞言祥. 2012. 汶川地震强地面运动模拟[J]. 地震学报, 34(2): 224—234.

CHANG

Ying

, ZHOU

Hong

, YU

Yan-xiang

. 2012. Strong ground-motion simulation of the Wenchuan earthquake[J]. Acta Seismologica Sinica, 34(2): 224—234(in Chinese).

摘　要：基于确定性震源模型的方法主要用于计算低频（〈1Hz）地震波，难以计算高频地震波；高频（〉1Hz）地震动常用经验格林函数法或随机方法，对低频地震动模拟不够准确。本文在确定性震源模型方法基础上，尝试采用分解给定的震源模型的方法来模拟宽频带（0。1-10Hz）强地面运动，即采用分级离散断层面和分解断层面破裂单元上升时间的方法，增加震源时间函数中的高频信号，从而避免了对地震记录丰富程度和准确性的依赖。文中模拟计算了汶川Ms8。0地震在8个地震观测台的地震动，将模拟结果和观测记录进行了加速度时程曲线和傅里叶振幅谱的对比分析。对比结果显示，模拟估计的地震动峰值加速度和持续时间与观测记录的数据基本在士50％的精度范围内相同，傅里叶振幅谱显示模拟结果有得到10Hz左右的高频成分。四川盆地中的台站模拟结果高频衰减比观测记录要快，原因是模拟过程没有考虑场地效应。对强地震动模拟还是要综合考虑震源、传播路径和场地的影响。研究结果表明，此改变震源输入的确定性方法可应用于模拟近断层宽频强地面运动。

... 数值模拟格林函数方法在合成神户地震的近源地面运动地震图(赵志新等, 2006)、基于确定性震源模型提升高频信号模拟汶川近场强地面运动(常莹等, 2012)、应用改进的格林函数法模拟卢龙地震加速度(李启成等, 2016)等工作中均取得了良好的效果 ...

2016

0.0

... 我们依据中国地震局地质研究所活断层数据中心的地震构造图、野外科考及余震分布(陈杰等, 2016), 选取USGS的震源机制解参数作为正演震源参数, 设置反演断层走向107#cod#x000b0 ...

2002

0.0

雷建设, 周蕙兰, 赵大鹏. 2002. 帕米尔及邻区地壳上地幔P波三维速度结构的研究[J]. 地球物理学报, 45(6): 802—811.

LEI

Jian-she

, ZHOU

Hui-lan

, ZHAO

Da-peng

. 2002. 3-D velocity structure of P-wave in the crust and upper-mantle beneath Pamir and adjacent region[J]. Chinese Journal of Geophysics, 45(6): 802—811(in Chinese).

We have investigated the three-dimensional seismic velocity structure in the crust and upper mantle down to the depth of 210km beneath Pamir and adjacent regions （30°-45°N, 65°-80°E） with more than 59,054 P-wave arrival times from 5402 earthquakes recorded by 73 stations, collected from the bulletin of ISC. Travel times and ray paths were calculated with an effcient 3-D ray-tracing technique, and the inversion was conducted by the algorithm LSQR. The involved events and the stations are located within the studying area. We set up 3-D grid nodes with a horizontal spacing of 1°×1° and a vertical spacing of about 20-90km. The resolution of the inversion result has been discussed with checkerboard resolution tests, and two parameters have been introduced to quantitatively describe the recovered degree. The preliminary results are as follows: （1） At the depth of 10km beneath Tienshan Mountain, there is a visible higher velocity region at the east and west parts of it, but the lower velocity area in the vicinity of 74°E, 41°N may be correlated with a larger dislocation of the larger fault in the surface of Tienshan moutain. Near the longitued of 75°E of Tienshan, the velocity is a bit higher at the depth of 40-60km and a bit lower at the depth of 60-90km or more, which shows the complexity of the tectonic and material property under the Tienshan Mountain. （2） From the vertical profile of the velocity from south of Pmair knot to north of Tienshan, it shows that near pamir knot there exists an obvious collision between India and Eurasia plate: the plateau is formed by raised ground surface, the shallower crustal strata of slow velocities are subducted into deeper depth.

研究了帕米尔及邻区(65°E-80°E,30°N-45°N,深度0-2km)的P波三维速度结构. 所使用的59054条初至P波到时数据取自ISC的73个台站对5402个地震的记录报告,这些地震和台站都在研究区内. 以水平面上1°×1°和不等的深度间隔(随深度在20-90km之间变化)划分网格并设置初始三维速度模型,用近似弯曲快速射线追踪方法计算走时和射线路径,用LSQR方法进行反演. 反演结果的分辨率用检验板方法进行了讨论,并引入了定量描述还原程度质量的两个参数. 初步结果表明:(1)天山山脉的km深度处,在东部和西部各有一个明显高速区,而在74°E、41°N附近的低速区可能与天山地表大断层在该处被大幅错开相关. 在75°E附近的天山山脉下,波速在40-60km深度偏高,而在60-90km深度(或更深)又偏低,反映了天山下方构造和物性的复杂性. (2)在由帕米尔构造"结"南侧往北直至天山以北的速度纵剖面上,显示了印度-欧亚板块在帕米尔构造"结"地区的强烈碰撞挤压作用:在抬高地面形成高原的同时,也把浅部速度较低的地壳岩石层介质俯冲拖曳到了深部.

... 由于阿克陶地区特殊的地理地质条件, 鲜有高精度的速度结构模型, 综合前人的研究成果(雷建设等, 2002 ...

2010

0.0

李启成. 2010. 经验格林函数方法模拟地震动研究 [D]. 哈尔滨: 中国地震局工程力学研究所.

Qi-cheng

. 2010. Research on ground motion simulation with empirical Green’s function method [D]. Institute of Engineering Mechanics, CEA, Harbin(in Chinese).

随着重大工程不断建设和大地震的频发,经验的地震动参数统计方法已经不能满足抗震设计要求。《建筑抗震设计规范》规定对重要建(构)筑物的抗震设计都必须进行地震反应时程分析。但建(构)筑物所在区域往往缺乏地震动记录,正是地震动记录的匮乏使得地震动模拟研究一直是地震工程领域重要的研究课题之一。目前模拟地震动常用的经验格林函数方法和随机方法都有各自的优缺点,为更好地模拟地震动,本文对上述两种模拟地震动方法进行了深入系统研究,提出了一些新的观点和改进,具体研究成果如下：经验格林函数方法是用大地震的前震或余震作为经验格林函数合成大地震的方法,目前的经验格林函数方法对大地震断层位错的不均匀考虑得不充分。但实际地震,特别是大地震断层面上的滑动速度和位错分布不可能是均匀的,而滑动分布的不均匀正是造成高频辐射的重要原因。本文从假定大小地震断层具有不同滑动速度入手,提出了改进的经验格林函数方法。该方法由于考虑了地震断层滑动的不均匀性,使得模拟结果与记录符合得比较好。经验格林函数方法中合成大地震用的小震数目是根据大小地震的长度、宽度和位错比值等决定的,这个比值一般不为整数。但小震数目必须为整数,所以,目前的经验格林函数方法不是高估就是低估了地震动。并且这个整数取值只能靠经验判断,经验判断有失经验格林函数方法的严密性。本文提出把长、宽和位错的比值—律向上取整,整数部分合成大地震时不改变小震地震动幅值,小数部分的小震地震动幅值根据小数部分数值适当减小,该方法使小震数目的确定有了统一标准。目前的经验格林函数方法大都认为大小地震应满足“相似条件”或“准相似条件”,这无疑限制了经验格林函数的适用范围。罗奇峰已经把经验格林函数方法推广到矩形走滑断层不满足相似条件的情况。本文在此基础上把经验格林函数方法推广到倾滑断层不满足相似条件和同时存在走滑和倾滑分量的断层不满足相似条件的情况,由于汶川地震断层同时存在倾滑和走滑部分,该推广对汶川地震的研究有重要意义。另外本文还从理论上把经验格林函数方法推广到已知大小地震断层长、宽比和应力降比,而未知位错比的情况。本文把Miyake提出的强震生成区概念引进经验格林函数方法中,只用一部分对地震动起主要作用的断层模拟地震动,解决了地震动幅值随震中距减小而无限增大的问题。本文采用这种方法对汶川地震近断层地震动场进行了模拟研究,验证了该方法的可行性,为近场地震动的模拟和预测提供了有效方法。本文用改进的经验格林函数方法模拟了唐山、卢龙和汶川地震。模拟结果表明：用改进的经验格林函数方法模拟的加速度反应谱与记录符合得比较好,从而验证了本文提出的改进方法的可行性。本文以唐山、卢龙和汶川等地震为例比较了用经验格林函数方法和随机方法模拟地震动效果。结果表明：用经验格林函数方法模拟地震动的反应谱与记录总体符合得很好,说明经验格林函数方法是有效的人工合成地震动方法。用随机方法模拟卢龙等中等强度地震动反应谱与记录差异不太大,所以用随机方法模拟中国大陆中等强度地震动是可以接受的。本文用随机方法合成都江堰地区小震时程,并利用汶川地震有限的流动台站余震记录,把这些小震时程作为经验格林函数给出该地区地震动场。有效解决了用经验格林函数方法模拟地震动缺乏小震记录问题,为都江堰地区建(构)筑物的抗震设防提供了基础资料。

... 理论格林函数法基于位移表示定理, 假设地球介质为简单均匀介质或者均匀层状模型, 应用广义射线法、离散波数法、透射矩阵法、有限元法和有限差分法等计算格林函数(李启成, 2010), 众学者针对不同的计算方法开发了不同的计算程序, 主要有广义透射系数法(Chen, 1999)、传播矩阵法(Wang, 1999)、波数积分法(Zhu et al ...

2016

0.0

李启成, 孙颖川, 闫晓丹. 2016. 用格林函数方法模拟卢龙地震[J]. 地球物理学进展, 31(5): 1947—1952. doi: DOI: 106038/pg20160508.

Qi-cheng

, SUN

Ying-chuan

, YAN

Xiao-dan

. 2016. Using Green’s function to simulate Lulong earthquake[J]. Progress in Geophysics, 31(5): 1947—1952(in Chinese).

建筑物的抗震设防需要地震动的输入,但往往在抗震设防区缺少地震记录,这就需要地震动的模拟.在总结现有经验格林函数方法的基础上,提出了改进的经验格林函数方法,并用该方法对卢龙地震进行了模拟.模拟的结果表明:模拟的结果无论是地震动加速度时程还是反应谱与实际地震记录都符合得比以往好.说明改进的格林函数方法是模拟地震动的有效方法,可以在工程实践中应用推广.

... 李启成等, 2016) ...

2014

0.0

孟令媛, 周龙泉, 刘杰. 2014a. 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[J]. 地球物理学报, 57(2): 441—448. doi: DOI: 106038/cjg20140210.

MENG

Ling-yuan

, ZHOU

Long-quan

, LIU

Jie

. 2014a. Estimation of the near-fault strong ground motion and intensity distribution of the 2013 Lushan, Sichuan, M_S7. 0 earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 57(2): 441—448(in Chinese).

The April 20, 2013 M(s)7. 0 earthquake in Lushan city, Sichuan province of China occurred as the result of east-west oriented reverse-type motion on a north-south striking fault. The source location suggests the event occurred on the Southern part of Longmenshan fault at a depth of 13 km. The Lushan earthquake resulted in a great loss of property and caused 196 deaths, and the Lushan city, nearby the epicenter was most seriously damaged. Considering the effect of slip distribution on the fault plane to near-fault strong ground motion, one finite fault source model was constructed based the comprehensive influence of three rupture processes and slip distributions of fault, respectively. We calculate the strong ground motion, including acceleration and velocity, near causative fault using the finite fault source model. Based on the simulated results of the near-fault strong ground motion, we described the intensity distribution of the Lushan earthquake field. The simulated intensity indicated that the maximum intensity value is IX, and the region of intensity VII and above is almost 16000 km(2), which is consistent with observation intensity published online by China earthquake administration on April 25. In fact, the numerical modeling developed in this study has great application in the strong ground motion prediction and intensity estimation for the earthquake rescue purpose.

[Meng Ling-Yuan; Zhou Long-Quan; Liu Jie] China Earthquake Networks Ctr, Beijing 100045, Peoples R China.

2013年4月20日在我国四川省发生了芦山 M S 7.0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16000 km 2 ，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.

... 孟令媛等, 2014a, b ...

2014

0.0

... 孟令媛等, 2014a, b ...

2010

0.0

王海云. 2010. 2010年4月14日玉树 M_S7. 1地震加速度场预测[J]. 地球物理学报, 53(10): 2345—2354. doi: DOI: 103969/j. issn. 0001-5733. 201010008.

WANG

Hai-yun

. 2010. Prediction of acceleration field of the 14 April 2010 Yushu earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 53(10): 2345—2354(in Chinese).

Acceleration field of the Yushu earthquake was predicted by the stochastic method of ground motion simulation with the dynamic corner frequency based on the finite fault source. Firstly, the earthquake source model was established based on the method of modeling the finite fault source. Secondly, acceleration time histories of 191 near-fault nodes were predicted based on the above-mentioned ground motion simulation method. Finally, the acceleration field of the earthquake was drawn based on 191 nodes' PGAs (Peak Ground Accelerations). The results are as follows. (1) The near-fault acceleration field is significantly affected by both source rupture process and slip distribution on fault plane. The maximal PGA area on ground surface corresponds to the maximal asperity area, and this means that both buildings and other engineering structures on ground surface corresponding to the maximal asperity area on the earthquake fault may suffer severe damage. (2) For strike slip earthquake, not all sites in the vicinity of fault line are subjected to the forward directivity effect, and the occurrence of forward directivity effect is related to the location of asperities on the fault plane.

Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China

基于有限断层震源、且使用动力学拐角频率的地震动随机模拟方法预测玉树地震近断层的加速度场.首先,基于有限断层震源建模方法建立该次地震的震源模型;然后,基于上述地震动模拟方法预测玉树地震近断层191个节点的加速度时程.在此基础上,取每个结点的加速度峰值绘制该次地震的近断层加速度场.结果表明:(1)近断层加速度场主要受震源破裂过程和断层面上滑动分布的影响.断层面上凹凸体投影到地表的区域附近,加速度峰值最大,也是震害最严重的区域;(2)对于走滑地震,断层沿线附近的场地并非均会发生破裂方向性效应;发生破裂方向性效应的场地与凹凸体在断层面上的位置有关.

... 王海云, 2010 ...

2006

0.0

胥颐, 刘建华, 刘福田, 等. 2006. 天山—帕米尔结合带的地壳速度结构及地震活动研究[J]. 地球物理学报, 49(2): 469—476.

, LIU

Jian-hua

, LIU

Fu-tian

, et al. 2006. Crustal velocity structure and seismic activity in the Tianshan-Pamir conjunctive zone[J]. Chinese Journal of Geophysics, 49(2): 469—476(in Chinese).

Using recording data from a temporary seismic network, we obtained P wave velocity structure of the TianshanPamir conjunctive zone by tomographic inversion, revealing the heterogeneity of crustal structure and its relations to seismic activity. The results show that the collision between the Tianshan and Pamir caused strong crustal deformation on the western edge of the Tarim basin and resulted in basement uplift zones in the foreland areas. The deep crust is separated into several blocks by faults and some of them are wrapped within mountain belts. The deep crust of the Kashi depression has a relatively stable structure with less deformation, while the crust of the Tianshan and western Kunlun shows a velocity feature of shortening and thickening. Moreover, evidence of heating or hot perturbation can be observed near the crustmantle boundary beneath the areas adjacent to the Tarim basin. Most earthquakes in this area are concentrated around high velocity blocks in the western end of the Tarim basin. We infer that the frequent earthquakes in the TianshanPamir conjunctive zone can be attributed to the interaction and stress adjustment between these blocks, while the earthquakes in the Jiashi area is related to the penetration of tectonic activity from the Tianshan into the Tarim basin and the heterogeneous structure of the crust.

1 Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China 2 Seismological Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region, rümqi 830011, China

利用流动地震台阵记录的地震数据，通过地震层析技术反演了天山—帕米尔结合带的P波速度结构，揭示出地壳结构的非均匀特征及其与地震活动的对应关系. 分析结果表明，天山和西昆仑的双向挤压导致塔里木西部边缘地壳严重变形，在山前地区形成基底隆起带，地壳深部则被断裂分割成为若干块体，有的块体可能卷入造山带内部；喀什坳陷地壳深部结构相对完整，变形程度较弱；天山和西昆仑的地壳结构显示出缩短增厚的波速特性，在与塔里木接壤的局部地区，壳幔边界附近存在热物质的侵入迹象. 大部分地震都发生在塔里木西部边缘的壳内高速块体周围，推测块体之间的相互作用和应力调整是导致天山—帕米尔结合带频繁发生地震的主要原因，伽师地震则与构造变形由天山向塔里木内部扩展以及该地区的地壳非均匀结构有关.

... 胥颐等, 2006), 构建区域的综合速度模型, 对震中距沿径向200km范围内进行21个点均匀采样, 震源深度从1~39km进行21个点均匀采样, 时间窗长102 ...

2015

0.0

... 药晓东等, 2015a, b ...

2015

0.0

药晓东, 章文波, 于湘伟. 2015a. 2008年汶川8. 0级大地震近场强地面运动的模拟[J]. 地球物理学报, 58(3): 886—903. doi: DOI: 106038/cjg20150317.

YAO

Xiao-dong

, ZHANG

Wen-bo

, YU

Xiang-wei

. 2015a. Simulation of near-field strong ground motion caused by the 2008 M_S8. 0 Wenchuan earthquake[J]. Chinese Journal of Geophysics, 58(3): 886—903(in Chinese).

To further study the source process and strong motion generation mechanism of 2008 M S 8.0 Wenchuan earthquake, we simulated the near-field strong ground motion caused by this large event. We constructed basic source models and synthesize their waveforms using the empirical Green's function (EFG) method for the records from 18 stations near the source region. In the EFG method, records of small events are considered as an empirical Green's functions (Hartzell, 1978). The target fault is divided into several subfaults, the areas of which are taken to be equal to the fault areas of the small events. The ground motion spawned by the large event is expressed as a superposition of the records of these small events. From physical basis of this method, we selected observed records as the EGFs from the events for which the source mechanism associated with the source effect and the hypocentral distance related to the propagation-path effects are similar to those of the target event. Then, we used the observed records from a strike-slip thrust aftershock ( M w 5.6) which occurred in the southwest segment of the main fault and a strike slipping aftershock ( M w 6.1) which took place in the northeast segment of the main fault. At first, we constructed a simple source model which has only two strong motion generation areas (SMGA) in the entire rupture area and estimated the location of SMGAs based on the teleseismic data inversion results of previous work. Then, we preliminarily determined the total areas of SMGAs and the quantity of subfaults N×N referring to the scaling law introduced by Somerville et al. (1999). Finally, we implemented the genetic algorithm searching for the optimized source parameters. Comparison of simulated and observed ground motions indicates the validity of the source model constructed mainly by two large SMGAs. Meanwhile a few strong motion records have 4~5 isolated pulses considered to be generated from the SMGAs, therefore we construct a 5-SMGAs source model including two large SMGAs as in the simple model and three more scattered small SMGAs in the entire rupture area. After obtaining the best-fit parameters for a 5-SMGAs model, our results show that the comparison between the synthetic and the observed waveforms agree each other very well. We confirmed that there are five obvious SMGAs on the fault. Locations of the two large SMGAs are similar to the asperities from the teleseismic data inversion while the others are located far away from asperities. Finally, we examined whether the determined fault parameters follow the scaling relationships used in the recipe and found that the combined strong motion generation areas and the rise time we obtained are smaller than those values predicted by the extension value of the scaling law by Somerville et al. (1999). The strong ground motions of the 2008 Wenchuan event were well simulated in both the time and frequency domains for 18 stations by the EGF method with records of two different source mechanism aftershocks. The best-fit model shows the locations of the two large SMGAs similar to the asperities from the teleseismic inversion. The source modeled based on the proposed scaling law is larger than that of the Wenchuan earthquake.

运用经验格林函数法模拟了2008年5月12日汶川8.0级大地震的近场强地面运动.拟合过程中,首先参考其他学者反演结果给出的滑动量分布的特征,确定强震动生成区的大致范围;然后利用Somerville等(1999)提出的地震矩与凹凸体面积间的经验关系式确定强震动生成区(SMGA)细小划分的初值,继而利用遗传优化算法确定以上两者的最优值及其他震源参数.数值模拟波形同实际地震观测记录在时间域和频率域分别进行了比较,结果显示,在所选取的18个观测台中,多数台站的数值模拟结果同实际观测结果符合得很好,特别是大于1 Hz的高频部分.我们发现断层面上有5个强震动生成区,其中两个的位置与其他学者反演的滑动量集中分布区相一致,但强震动生成区规模和上升时间比Somerville等(1999)获得的定标率外延的估计值要小.

... 药晓东等, 2015a, b ...

2002

0.0

张先康, 赵金仁, 张成科, 等. 2002. 帕米尔东北侧地壳结构研究[J]. 地球物理学报, 45(5): 665—671.

ZHANG

Xian-kang

, ZHAO

Jin-ren

, ZHANG

Cheng-ke

, et al. 2002. Crustal structure at the northeast side of the Pamirs[J]. Chinese Journal of Geophysics, 45(5): 665—671(in Chinese).

Two profiles of wide angle reflection and refraction were carried out in 1998 around Jiashi and its adjacent area, the northeast side of the Pamirs. The results show marked differences of crustal structures in West Kunlun Mountains, Tarim basin and Tianshan Mountains. The crustal structures of Tarim block shows the features of a stable block, its average crustal velocity is relatively high （6.5km/s）. Going southward into West Kunlun Mountains, the crust thickens distinctly, and the thickness is about 70km. Its average crustal velocity is lower （6.0-6.2km/s）, mainly resulted from the relatively low velocity in the lower crust. It implies special medium features of the lower crust in West Kunlun fold zone. Going northward into Tianshan fold region, the crust also thickens, but the extent of thickening is weaker, the thickness of the crust is about 50-55km. The Tianshan Mountains are also characterized by low crustal velocity （6.2km/s）. It implies that the crust of Tianshan Mountains is relatively "soft". But the low average crustal velocity of Tianshan block results from both lower crust and middle crust, where low velocity is distributed widely. Under strong compressional actions of India plate, the crust of this area has undergone inhomogeneous deformation and Tarim block interpolates below West Kunlun and Tianshan blocks in south and north directions, respectively, which formed a deep tectonic setting for frequent occurrence of strong earthquakes in this area.

1998年在帕米尔东北侧伽师及其周边地区完成了两条深地震宽角反射/折射剖面. 结果表明,西昆仑、塔里木和天山在地壳速度结构、构造特征上显示出较大差异. 塔里木块体具有稳定地块的地壳结构特征,地壳平均速度较高(6.5km/s). 向南进入西昆仑,地壳明显增厚,厚度可达0km左右,且地壳平均速度偏低(6.0-6.2km/s),偏低的地壳平均速度主要来源于相对低速度的下地壳结构,反映了西昆仑褶皱系下地壳介质的特征. 向北进入天山后,地壳同样明显增厚,但增厚的程度低于西昆仑下,约为50-55km. 天山地壳同样具有明显低的平均速度(6.2km/s),显示了天山地壳相对"软"的特征,但天山地壳偏低的平均速度来源于广泛分布于中地壳的低速度层和速度偏低的下地壳. 在印度块体向北强烈推挤的作用下,该区地壳遭受强烈的不均匀变形,塔里木块体向南插入西昆仑下,向北插入天山下,形成了该区强烈地震频繁发生的深部构造环境.

... 张先康等, 2002 ...

2017

0.0

2010

0.0

张有兵, 章文波. 2010. 用经验格林函数法模拟2008年日本岩手-宫城地震的强地面运动[J]. 地震学报, 32(3): 320—331.

ZHANG

You-bing

, ZHANG

Wen-bo

. 2010. Strong ground motion simulation of the 2008 Iwate-Miyagi, Japan, earthquake using empirical Green’s function method[J]. Acta Seismologica Sinica, 32(3): 320—331(in Chinese).

摘　要：运用经验格林函数方法,对2008年6月13日日本岩手—宫城（MW6.9）地震进行了近场强地面运动的模拟研究.首先,利用震源谱拟合方法和遗传优化算法计算了经验格林函数法所需的参数,进而估算求得了此次地震主断层面上强震生成区的面积和上升时间.基于所获得的震源模型,计算了近震源区域的强地面运动时程,并同实际观测记录在时域和频域作了分析比较.结果显示,多数台站合成谱与观测谱符合得很好,部分台站两者在低频上有一定的偏差.通过遗传算法搜寻,所得强震生成区的面积与经验关系预测的一致,而上升时间则比经验关系预测的要小.

... 张有兵等, 2010 ...

2014

0.0

张振国, 孙耀充, 徐建宽, 等. 2014a. 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[J]. 地球物理学报, 57(9): 3038—3041. doi: DOI: 106038/cjg20140928.

ZHANG

Zhen-guo

, SUN

Yao-chong

, XU

Jian-kuan

, et al. 2014b. Preliminary simulation of strong ground motion for Ludian, Yunnan earthquake of 3 Auguest 2014, and hazard implication[J]. Chinese Journal of Geophysics, 57(9): 3038—3041(in Chinese).

An M(s)6.5 earthquake occurred at Lundian county, Yunnan province on August 3, 2014. With the available three-dimensional velocity model and topography data, as well as the preliminarily inverted kinematic source model (Zhang et al. 2014), we simulated the seismic wave propagation of Ludian earthquake with 3D curved grids finite-difference method, and calculated the distribution of seismic intensity for the modeling region. The simulated results reveal that the highest seismic intensity caused by this earthquake is about degree 7, mainly in Lundian County and the boundaries between Ludian County and Qiaojia and Huize County. The simulation result also implies that ground motion has large amplitudes at the mountain peaks and ridges. The numerical modeling indicates that the amplification effect of low velocity basin at the northeastern of the earthquake fault may aggravate the seismic hazard.

2014年8月3日云南省昭通市鲁甸县发生了 M s 6.5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.

... 张振国等, 2014a, b) ...

2014

0.0

张振国, 张伟, 孙耀充, 等. 2014b. 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[J]. 地球物理学报, 57(2): 685—689. doi: DOI: 106038/cjg20140232.

ZHANG

Zhen-guo

, ZHANG

Wei

, SUN

Yao-chong

, et al. 2014a. Preliminary simulation of strong ground motion for Yutian, Xinjiang earthquake of 12 February 2014, and hazard implication[J]. Chinese Journal of Geophysics, 57(2): 685—689(in Chinese).

A M(S)7.3 earthquake occurred at Yutian county, Xinjiang autonomous region, February 12, 2014. With prepared data base including three-dimensional velocity model and topography data, as well as the preliminarily inverted kinematic source model (Zhang et al. 2014), we simulate the seismic wave propagation of Yutian earthquake with 3D curved grids finite-difference method, and calculate the distribution of seismic intensity for the modeling region. The simulation results reveal that the highest seismic intensity caused by this earthquake is about 7 degree. The intensity in the nearest down town of Yutian County is about 5 degree. The ground motion at the northwestern side of the fault is slightly larger than that at the southeastern side. The simulation also suggests that ground motion has large amplitudes at the mountain peaks. Due to the fact that the main energy released area of this earthquake locates at the middle part of crust and the main rupture doesn't reaches the Earth's surface, the corresponding damages on ground surface is not severe, which coincides with the fact that there is no reported casualties up to present.

2014年2月12日新疆自治区于田县发生了 M S 7.3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.

... 张振国等, 2014a, b) ...

2006

0.0

赵志新, 赵昭, 徐纪人, 等. 2006. 用数值模拟格林函数方法合成近源地面运动地震图[J]. 科学通报, 51(18): 2181—2188.

ZHAO

Zhi-xin

, ZHAO

Zhao

, XU

Ji-ren

, et al. 2006. Synthetic seismograms of near source ground motion by numerical simulation of Green’s function[J]. Chinese Science Bulletin, 51(18): 2181—2188(in Chinese).

用数值模拟计算所得小地震波形代替经验格林函数法中的观测小地震波形, 合成1995神户地震震源附近强地面运动理论地震图. 数值模拟计算的小地震波形, 称为计算格林函数地震波形或计算小地震波形. 数值模拟小地震波形计算是在两维适当高精度速度结构条件下用拟傅里叶变换微分求解波动方程进行的. 拟傅里叶数值模拟中使用了快速, 高精度, 高稳定性的错格实数傅里叶变换微分算子. 在合成神户大地震的综合理论地震图的计算中, 首先根据震源谱的拐角频率与地震断层长度的关系确定出的数值模拟所得格林函数地震波形的地震矩和相当震级. 再将这些计算的小地震波形用经验格林函数的方法合成神户地区地震断层附近部分台站的理论地震图. 合成近源地面运动地震图时使用了多重震源破裂过程模式. 结果表明综合理论地震图与作为目标地震的1995年神户M7.2地震的观测波形吻合得很好. 它意味着该方法对于在缺少地震观测的地区进行地震学研究和强地面运动预测是十分有效的.

2009

0.0

... Allen et al ...

1983

0.0

... 2)随机性方法, 利用随机震源理论模拟地震的高频地面运动, 或者采用改进的随机有限断层方法, 亦或使用动力学拐角频率的地震动随机模拟方法(Boore, 1983 ...

1999

0.0

1978

0.0

... 此方法考虑到震源的破裂过程、传播路径, 因此被广泛应用(Hartzell, 1978 ...

2005

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... Motazedian et al ...

2007

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... 根据倾斜率计算选择构造活跃区或者稳定大陆区(Wald et al ...

1999

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... 本文利用Wang(1999)提出的理论地震图合成方法计算不同震源类型的理论格林函数库, 获得阿克陶地区及其周边区域的格林函数库, 并根据此次地震的震源机制解和发震构造, 设置相应的断层几何模型, 模拟加速度波形记录并进行场地校正, 最后获得模拟峰值加速度分布, 从而获取此次地震的强地面运动的信息, 以补充区域强震动观测数据的空缺 ...

... 根据自由地表和无穷远处的边界条件设定位置参数,将边界条件参数逐层传播至震源处,然后根据震源条件求解位移矢量(Wang, 1999 ...

2003

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... Wang et al ...

2016

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... Zhang et al ...

2010

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... 根据数据与理论方法, 预测或模拟强地面运动的方法主要包括以下3种: 1)数值计算, 该方法主要实现地震波的动力学和运动学模拟, 通过数值计算模拟地震波场的传播过程, 提取地面运动的三分向地表峰值速度(Peak Ground Velocity, PGV)与地表峰值加速度(Peak Ground Acceleration, PGA)(Zhang et al ...

2002

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