用近震源强震动观测数据快速解算同震位移场并反演震源模型

论文摘要

地震的孕育、发生、发展规律一直以来都是地震学研究的重要目标和前沿课题之一而高精度近断层同震位移场的展布特征不仅揭示了地震的破坏范围、程度及其衰减特征、震源位错的机制、断层结构的复杂性等要素信息,还可以用其反演震源滑动模型,从而在空间上精细刻画地震的发生、发展过程,最终利用该滑动模型进一步计算后续库仑应力变化及影响范围,从而分析研判震后断裂本身或相邻断裂的发展趋势等。目前,同震位移场主要通过空间对地测量技术如GPS、InSAR等方法获取。主要是因为GPS、InSAR解算的地表静态永久位移精度较高,可达mm级。但两者均因解算方法和程序复杂、资料获取成本较高、解算周期相对较长等原因,其结果往往无法快速获取或共享。因此,上述资料大多用于震后的科学研究,难于应用于震后72小时的紧急救援和灾害快速评估等地震应急响应工作。而强震记录大多实现了实时或准实时传输,且观测仪器及其安装和运维成本较低,因而资料相对廉价且易于共享。更为重要的是强震资料解算方法已经实现了自动化,简单易行,方便快捷。但在使用强震资料解算同震位移场时,由于环境干扰、仪器自噪声,强震时近断层地表倾斜和旋转等原因,直接使用强震加速度时程两次积分得到的位移时程存在明显的基线漂移,因此需要对强震记录进行有效的基线校正。本文采用德国地球科学研究中心GFZ汪荣江博士提出的改进自动经验基线校正方法SMBLOC,对2016年4月116日日本熊本Mw7.0级地震和2016年8月24日意大利佩鲁贾Mw6.2级地震的近场强震记录进行快速自动基线校正给出了各自的同震位移场,并与可获取的GPS观测结果进行对比分析,分别单独和联合强震和GPS两种资料反演震源滑动模型,并根据震源模型进一步正演近场全空间预测位移场分布。主要得到以下结论:（1）日本熊本地震强震资料和GPS资料给出的水平同震位移场最大幅值均在1OOcm左右,均表明震源机制以右旋走滑为主,兼具部分正断分量。强震的最大水平位移和垂直位移分别出现在震中东北侧的KMMH16台和KMM005台,约为104.5cm和58.Ocm。（2）日本熊本地震的3种震源滑动模型均表明,此次地震呈双事件特征,以东北侧破裂为主,主要滑动没有发生在初始破裂点附近,而是集中在第二次事件周围；基于GPS和强震滑动模型所得的最大滑动量分别为5.87m和5.10m,反演的矩震级均在Mw7.1左右。（3）意大利佩鲁贾地震利用强震和GPS两种不同的资料、不同的解算方法给出的水平位移场幅值均为cm级,量级一致,均表明断层的错动以正断为主,兼少量走滑。强震的最大水平和垂直位移为3.9cm和5cm,出现在距离震中最近的AMT台。（4）意大利佩鲁贾地震2种震源模型静态滑动范围基本一致,最大滑动均发生在震中东北侧。强震模型表现出明显的双事件特征,较大滑动分布在震中东北侧和东南侧;GPS模型在震中东南侧的滑动相对较小,其双事件特征不明显。两种模型的最大滑动量分别为0.96m和0.86m,较为接近;反演的矩震级均在Mw6.3左右。佩鲁贾地震的研究表明:在一定的条件下,利用SMBLOC方法解算震级Mw6.0-6.5级地震的同震位移场,并反演震源滑动模型具有一定的可行性。（5）文章分析了两个不同震级区间、不同震源机制的内陆地震。基于反演所得的震源滑动模型正演模拟计算了网格化空间（预测）水平同震位移场,两个网格化预测位移场较大位移展布区域均与震后报告中受灾严重的地区基本一致。表明在台站分布足够密集且分布相对均匀的情况下,利用近场强震资料快速解算同震位移场并反演震源滑动模型,可为震后应急救援、震灾快速评估、灾后震情趋势研判等工作提供有一定价值的参考信息。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究意义及目的
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 同震位移场
•     1.2.2 强震观测资料
•     1.2.3 震源模型
• 第二章 基线校正方法
•   2.1 基线漂移
•   2.2 基线校正方法的发展
•   2.3 SMBLOC基线校正方法简要介绍
• 第三章 震源滑动模型反演
•   3.1 位错理论
•     3.1.1 均匀半空间位错理论
•     3.1.2 水平层状模型位错理论
•   3.2 SDM反演
• 第四章 2016年4月16日日本熊本Mw7.0级地震同震位移场估计和震源模型反演尝试
•   4.1 熊本地区区域构造背景
•   4.2 数据选取
•   4.3 同震位移场估计
•   4.4 震源滑动模型反演
•   4.5 本章小结
• 第五章 2016年8月24日意大利佩鲁贾Mw6.2级地震同震位移场估计和震源滑动模型反演
•   5.1 佩鲁贾区域构造
•   5.2 资料和方法
•   5.3 基线校正和同震位移场解算
•   5.4 震源滑动模型反演
•   5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黎朕灵

导师: 金明培

关键词: 近场强震记录,自动经验基线校正,同震位移场,震源滑动模型,地震应急响应

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 云南大学

分类号: P315

总页数: 77

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