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2014年 45卷 第3期
2014, 45(3): 1-9.
摘要
PDF 1137KB
摘要:
提出了从基于报警到基于比率的地震预报模型的转换方法。差分概率增益g报警参考是评估基于报警模型相对于所选参考模型性能的Molchan轨道局部斜率的绝对值。我们认为该差分概率增益是恒定的,不会随时间而变化。其在检验区各点上的值仅取决于报警函数值。基于比率的模型是该点上参考模型的事件比率与相应差分概率增益的乘积。因此,我们根据基于报警模型所包含的附加信息量提高或降低参考模型的初始比率。本文中,我们将这一方法应用于早期余震统计(EAST)模型。该模型是一种基于报警的模型,通过利用早期余震来识别基于较高应力水平,即基于较高孕震潜势的时空区域。由此产生的基于比率的模型在回顾性与前瞻性检验中所有震级范围内均显示出与原始基于报警的模型有相似的性能。这种转换方法对基于报警模型在地震检验中心进行所有标准评估检验提供了机会。此外我们推测,该方法稍作修改亦可用于将独立的预测模型与短期和中期预测的地震危险性图结合起来。
提出了从基于报警到基于比率的地震预报模型的转换方法。差分概率增益g报警参考是评估基于报警模型相对于所选参考模型性能的Molchan轨道局部斜率的绝对值。我们认为该差分概率增益是恒定的,不会随时间而变化。其在检验区各点上的值仅取决于报警函数值。基于比率的模型是该点上参考模型的事件比率与相应差分概率增益的乘积。因此,我们根据基于报警模型所包含的附加信息量提高或降低参考模型的初始比率。本文中,我们将这一方法应用于早期余震统计(EAST)模型。该模型是一种基于报警的模型,通过利用早期余震来识别基于较高应力水平,即基于较高孕震潜势的时空区域。由此产生的基于比率的模型在回顾性与前瞻性检验中所有震级范围内均显示出与原始基于报警的模型有相似的性能。这种转换方法对基于报警模型在地震检验中心进行所有标准评估检验提供了机会。此外我们推测,该方法稍作修改亦可用于将独立的预测模型与短期和中期预测的地震危险性图结合起来。
2014, 45(3): 10-23.
摘要:
根据1923年以来的日本气象厅地震目录,参考以被低滑动区隔开形成两个高滑动(≥ 20m)片区为特征的滑动分布,研究了2011年MW9.0东北近海地震之前的地震活动。北高滑动片区的滑动峰值位于海沟附近,而南高滑动片区的滑动峰值位于主震震中东南约40km处,距海沟约70km。据估计,主震时首先使南高滑动片区发生破裂,然后扩展到更大的邻近地区,包括北高滑动片区。主震之前两天开始的前震活动的震中分布在北高滑动片区的西缘,此处过去90年曾发生过其他比较强烈的活动,例如1981年地震。根据这两个高滑动片区周围的地震活动时空分布图我们推断,2011年东北近海地震是由前震活动触发的,因为前震活动中持续增加的应力可以抵消南高滑动片区的强度,此处之前已经由于2003年以来的一系列周边大地震而变得足够脆弱了。其他主要活动,比如1981年地震,并没有触发如此巨大的地震,主要是之前类似的应力条件还没有具备。南高滑动片区峰值周围形成的环状地震活动图像表明存在极强的片区,这些片区在过去很长的时间并没有由于周围发生大地震而破裂。
根据1923年以来的日本气象厅地震目录,参考以被低滑动区隔开形成两个高滑动(≥ 20m)片区为特征的滑动分布,研究了2011年MW9.0东北近海地震之前的地震活动。北高滑动片区的滑动峰值位于海沟附近,而南高滑动片区的滑动峰值位于主震震中东南约40km处,距海沟约70km。据估计,主震时首先使南高滑动片区发生破裂,然后扩展到更大的邻近地区,包括北高滑动片区。主震之前两天开始的前震活动的震中分布在北高滑动片区的西缘,此处过去90年曾发生过其他比较强烈的活动,例如1981年地震。根据这两个高滑动片区周围的地震活动时空分布图我们推断,2011年东北近海地震是由前震活动触发的,因为前震活动中持续增加的应力可以抵消南高滑动片区的强度,此处之前已经由于2003年以来的一系列周边大地震而变得足够脆弱了。其他主要活动,比如1981年地震,并没有触发如此巨大的地震,主要是之前类似的应力条件还没有具备。南高滑动片区峰值周围形成的环状地震活动图像表明存在极强的片区,这些片区在过去很长的时间并没有由于周围发生大地震而破裂。
2014, 45(3): 24-32.
摘要:
测震仪器过去已经在泰国-老挝-缅甸交界地区记录到大量地震。然而大部分这些地震的震中位置与地表形态特征显示出孕震断层的位置不相吻合。因此本地震危险性研究集中在对地震记录的统计评估。根据完整的地震目录研究了频度-震级分布关系中a值和b值的空间分布。对从a值和b值推导可能最大震级地震的分析表明,缅甸孟板北部和老挝北宾-琅勃拉邦地区具有年发生mb为4.0~5.0地震和50年内发生mb为7.0地震的可能。此外,对于mb在4.0~7.0之间的地震,计算表明孟板北部地区的复发周期短(即1~500年),而在泰国清迈东部地区显示长达5 000年的较长复发周期。对于地震预测,三个测试子数据集表明低b值地区与该地区随后大地震的发生之间有良好的相关性。因此,基于这个有效条件和现有数据,未来地震可能发生在孟板北部和北宾-琅勃拉邦水坝地区。
测震仪器过去已经在泰国-老挝-缅甸交界地区记录到大量地震。然而大部分这些地震的震中位置与地表形态特征显示出孕震断层的位置不相吻合。因此本地震危险性研究集中在对地震记录的统计评估。根据完整的地震目录研究了频度-震级分布关系中a值和b值的空间分布。对从a值和b值推导可能最大震级地震的分析表明,缅甸孟板北部和老挝北宾-琅勃拉邦地区具有年发生mb为4.0~5.0地震和50年内发生mb为7.0地震的可能。此外,对于mb在4.0~7.0之间的地震,计算表明孟板北部地区的复发周期短(即1~500年),而在泰国清迈东部地区显示长达5 000年的较长复发周期。对于地震预测,三个测试子数据集表明低b值地区与该地区随后大地震的发生之间有良好的相关性。因此,基于这个有效条件和现有数据,未来地震可能发生在孟板北部和北宾-琅勃拉邦水坝地区。
2014, 45(3): 33-40.
摘要:
地震通常在时空上是丛集的。传统的地震危险性分析所考虑的只是每个地震丛集中最大震级的事件——主震,并用所考虑场地地震动强度量值的超越率来表示(Cornell,1968)。这种地震危险性概率分析(PSHA)用于长期的结构设计或评估。近来,出于对短期风险的管理,已采用一种类似的方法来进行余震地震危险性概率分析(APSHA),其与主震的发生相关(Yeo and Cornell,2009)。地震危险性概率分析通常用一种均匀泊松过程来描述事件的发生,而余震地震危险性概率分析则通过有条件的非均匀泊松过程来模拟余震的发生,其概率值取决于触发余震序列的主震震级。另外,由主震和后续余震组成的每个地震丛集,可以看成以相同主震概率发生的单一事件。这就可以用相对简单的方式在危险性分析中考虑余震,这个方法首先由Toro和Silva(2001)论证,并由Boyd(2012)进一步研究。实际上,这篇短文中心探讨概率方面,说明地震危险性概率分析和余震地震危险性概率分析的联合结果以得到一种考虑主震-余震序列的地震危险性整体解析解的可行性,而前面提到的研究中这些仍然缺乏。这种方法应用的结果,说明有助于依据导致超越某一加速度阈值同时也考虑余震的地震事件发生率(如对于结构设计),初步评估地震危险性的增加。因而这从地震工程长远来看是切合实际的方向。
地震通常在时空上是丛集的。传统的地震危险性分析所考虑的只是每个地震丛集中最大震级的事件——主震,并用所考虑场地地震动强度量值的超越率来表示(Cornell,1968)。这种地震危险性概率分析(PSHA)用于长期的结构设计或评估。近来,出于对短期风险的管理,已采用一种类似的方法来进行余震地震危险性概率分析(APSHA),其与主震的发生相关(Yeo and Cornell,2009)。地震危险性概率分析通常用一种均匀泊松过程来描述事件的发生,而余震地震危险性概率分析则通过有条件的非均匀泊松过程来模拟余震的发生,其概率值取决于触发余震序列的主震震级。另外,由主震和后续余震组成的每个地震丛集,可以看成以相同主震概率发生的单一事件。这就可以用相对简单的方式在危险性分析中考虑余震,这个方法首先由Toro和Silva(2001)论证,并由Boyd(2012)进一步研究。实际上,这篇短文中心探讨概率方面,说明地震危险性概率分析和余震地震危险性概率分析的联合结果以得到一种考虑主震-余震序列的地震危险性整体解析解的可行性,而前面提到的研究中这些仍然缺乏。这种方法应用的结果,说明有助于依据导致超越某一加速度阈值同时也考虑余震的地震事件发生率(如对于结构设计),初步评估地震危险性的增加。因而这从地震工程长远来看是切合实际的方向。
2014, 45(3): 41-62.
摘要:
最近的许多地震动预测方程(GMPE)都使用上30m土层的平均剪切波速度VS30表示场地效应。然而,在一些研究发现VS30是表征场地效应合理参数的同时,另一些研究则给出了相反的证据。本研究使用日本的大地震动数据集对这两个场地效应参数的预测能力进行系统的比较。采用该方法的基础是使用场地周期(TS,4倍剪切波从基岩到地表的走时)或VS30对经验模拟场地效应的标准偏差和放大比振幅进行比较。模拟的场地效应除了包括地震动预测方程的场地效应项,还特别包括KiK-net台网的地表与井下记录之间的场地放大比。就KiK-net台网数据而言,对TS>0.6s的土层场地,TS被确定是比VS30好的预测参数;而对TS<0.6s的场地,这两个参数对放大比产生了相似的变异性。在所有场地类别的多数周期上,由地震动预测方程获得的场地效应,VS30和TS在统计上相等;而在一些谱周期上,VS30产生了比TS小的变异性。KiK-net台网地表-井下记录与地震动预测方程结果的矛盾可能由地震动预测方程中包括震源变异性、路径变异性和场地变异性的大变异性所致。相比之下,KiK-net台网地表-井下数据对的变异性小多了。虽然VS30和TS对地震动预测方程的数据产生了统计上相似的标准偏差,但TS仍然获得了比VS30更好的中值放大比。
最近的许多地震动预测方程(GMPE)都使用上30m土层的平均剪切波速度VS30表示场地效应。然而,在一些研究发现VS30是表征场地效应合理参数的同时,另一些研究则给出了相反的证据。本研究使用日本的大地震动数据集对这两个场地效应参数的预测能力进行系统的比较。采用该方法的基础是使用场地周期(TS,4倍剪切波从基岩到地表的走时)或VS30对经验模拟场地效应的标准偏差和放大比振幅进行比较。模拟的场地效应除了包括地震动预测方程的场地效应项,还特别包括KiK-net台网的地表与井下记录之间的场地放大比。就KiK-net台网数据而言,对TS>0.6s的土层场地,TS被确定是比VS30好的预测参数;而对TS<0.6s的场地,这两个参数对放大比产生了相似的变异性。在所有场地类别的多数周期上,由地震动预测方程获得的场地效应,VS30和TS在统计上相等;而在一些谱周期上,VS30产生了比TS小的变异性。KiK-net台网地表-井下记录与地震动预测方程结果的矛盾可能由地震动预测方程中包括震源变异性、路径变异性和场地变异性的大变异性所致。相比之下,KiK-net台网地表-井下数据对的变异性小多了。虽然VS30和TS对地震动预测方程的数据产生了统计上相似的标准偏差,但TS仍然获得了比VS30更好的中值放大比。
2014, 45(3): 63-76.
摘要:
2010年1月12日的MW7.0海地地震发生在北美板块与加勒比板块交界的复杂形变区域。综合大地测量、地质和地震数据断定,地表变形是由莱奥甘逆冲盲断层破裂驱动的,而部分破裂为发生在恩里基约-普兰廷加登断层(EPGF)上的深侧向滑移。这次地震触发了至少4 490处滑坡,主要为浅层的扰动碎屑流、泥石-土质崩塌与滑落,以及一些侧向滑移,分布面积约为2 150km2。这些滑坡的区域分布特征与大部分类似的以前地震触发滑坡事件报告不同。大部分同震滑坡并没有发生在主破裂的上盘,而是聚集在莱奥甘盲破裂与恩里基约-普兰廷加登断层盲破裂的交汇处,这里的地形起伏和斜坡陡度均高于平均值。此外,遭受到高同震上升的低地形起伏区域倾向于比以往研究中认为的上盘更容易发生滑坡。我们认为复杂的破裂动力学与地形的综合影响主要控制了这种以前研究中很少记录的地震滑坡样式。对比近期其他地区相似震级的逆断型地震事件我们得出结论,2010年海地地震的较低静态应力降、平均断层位移和盲破裂导致了比以往研究表现出更少、更小和更对称的滑坡分布。我们的结果提醒不要过分依靠全面的边坡稳定性地震动响应模型。
2010年1月12日的MW7.0海地地震发生在北美板块与加勒比板块交界的复杂形变区域。综合大地测量、地质和地震数据断定,地表变形是由莱奥甘逆冲盲断层破裂驱动的,而部分破裂为发生在恩里基约-普兰廷加登断层(EPGF)上的深侧向滑移。这次地震触发了至少4 490处滑坡,主要为浅层的扰动碎屑流、泥石-土质崩塌与滑落,以及一些侧向滑移,分布面积约为2 150km2。这些滑坡的区域分布特征与大部分类似的以前地震触发滑坡事件报告不同。大部分同震滑坡并没有发生在主破裂的上盘,而是聚集在莱奥甘盲破裂与恩里基约-普兰廷加登断层盲破裂的交汇处,这里的地形起伏和斜坡陡度均高于平均值。此外,遭受到高同震上升的低地形起伏区域倾向于比以往研究中认为的上盘更容易发生滑坡。我们认为复杂的破裂动力学与地形的综合影响主要控制了这种以前研究中很少记录的地震滑坡样式。对比近期其他地区相似震级的逆断型地震事件我们得出结论,2010年海地地震的较低静态应力降、平均断层位移和盲破裂导致了比以往研究表现出更少、更小和更对称的滑坡分布。我们的结果提醒不要过分依靠全面的边坡稳定性地震动响应模型。
