【摘要】：為控制和減輕我國(guó)西南地區(qū)的潛在地震威脅,建立一套適用并服務(wù)于該地區(qū)地震預(yù)警系統(tǒng)的震級(jí)估計(jì)模型就顯得尤為重要。針對(duì)該問(wèn)題,本文論述了短時(shí)地震動(dòng)信號(hào)與震級(jí)估計(jì)參數(shù)的理論關(guān)系,分析并驗(yàn)證了快速震級(jí)估算的常用方法,研究了不同地區(qū)中震級(jí)估計(jì)模型的差異特征,介紹了地震預(yù)警震級(jí)估算的新參數(shù)和新方法。本研究為我國(guó)西南地區(qū)地震預(yù)警系統(tǒng)的建立提供了參考。本文的主要內(nèi)容包括:(1)利用2008年汶川地震(M_W 7.9)主、余震和2013年蘆山地震(M_W 6.6)主、余震短時(shí)地震動(dòng)信息,研究了最大卓越周期(τ_p~(max))、特征周期(τ_c)和最大位移幅值(P_d)三個(gè)預(yù)警參數(shù)與地震震級(jí)的相關(guān)性,并建立了對(duì)應(yīng)的震級(jí)估計(jì)模型。結(jié)果表明,τ_p~(max)參數(shù)與所選數(shù)據(jù)庫(kù)地震震級(jí)呈現(xiàn)分段相關(guān),分別為4.0~6.0級(jí)和6.0~8.0級(jí);而τ_c參數(shù)在所選數(shù)據(jù)庫(kù)整段震級(jí)范圍內(nèi)呈現(xiàn)明顯的相關(guān),且沒(méi)有出現(xiàn)震級(jí)飽和現(xiàn)象,但是該參數(shù)的擬合回歸線斜率略低于其它地區(qū);而P_d參數(shù)與震級(jí)在4.0~6.0級(jí)的相關(guān)性最好,對(duì)于大震級(jí)卻出現(xiàn)了較為明顯的震級(jí)飽和現(xiàn)象。值得注意的是,通過(guò)增長(zhǎng)時(shí)間窗口或縮窄濾波頻帶可以在一定程度上改善震級(jí)飽和現(xiàn)象,但是擬合回歸線斜率會(huì)有所減小。(2)利用2014年云南地區(qū)三次大地震主震及余震短時(shí)地震動(dòng)信息,驗(yàn)證與研究了上一章節(jié)所建立的震級(jí)估計(jì)模型在云南地區(qū)的適用性,結(jié)果表明三種參數(shù)模型均能在短時(shí)間內(nèi)有效地進(jìn)行震級(jí)估算,三個(gè)參數(shù)模型求得的估計(jì)震級(jí)在大震下均沒(méi)有出現(xiàn)明顯的震級(jí)飽和現(xiàn)象。但由于目前難以在短時(shí)窗下得到準(zhǔn)確的震源距或震中距,因此推薦在西南地區(qū)的地震預(yù)警系統(tǒng)中使用τ_p~(max)和τ_c模型來(lái)估計(jì)震級(jí)。為了說(shuō)明本研究所建立的模型與前人基于其它地區(qū)數(shù)據(jù)所建立模型的異同,還對(duì)它們進(jìn)行了比較、分析和評(píng)價(jià),結(jié)果表明不同參數(shù)所表現(xiàn)出來(lái)的差異性以及與其它區(qū)域模型的差異應(yīng)與西南地區(qū)的地區(qū)區(qū)域特性有關(guān)。(3)介紹了一種新型的震級(jí)估計(jì)參數(shù),即對(duì)數(shù)周期(τ_(log)),利用2008年汶川主震及其余震短時(shí)地震動(dòng)信息,研究了該參數(shù)與震級(jí)的相關(guān)性,并與前人研究同為周期/頻率相關(guān)算法的τ_p~(max)和τ_c參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明該方法能夠有效地降低對(duì)于小震事件的誤(漏)報(bào)率。隨后,為克服震級(jí)飽和現(xiàn)象,本研究借鑒位移源譜方法探討了基于單臺(tái)站P波位移源譜開(kāi)展地震震級(jí)估算的適用性,進(jìn)一步研究了震源距、場(chǎng)地條件對(duì)該方法估算地震震級(jí)可靠性的影響,結(jié)果表明位移源譜法能較好的估算大地震震級(jí),可以有效地解決震級(jí)估算時(shí)震級(jí)飽和問(wèn)題,此外,在不同震源距和場(chǎng)地條件下,該方法均能提供穩(wěn)定的震級(jí)估算。
【圖文】：

逆沖型的、自東北向西南沿著四川盆地邊緣分布的斷裂帶，長(zhǎng)約 500 km，，寬達(dá) 30～70 km。近十余年來(lái)，龍門(mén)山地震帶十分活躍，控制著四川地區(qū)主要的大地震。值得注意的是，從圖 1-1a 中余震分布可以看出，2013 年蘆山地震的破裂與 2008 年汶川地震的破裂在龍門(mén)山斷裂帶上并沒(méi)有貫通，即在地震帶的南部中段存在一個(gè)“破裂空段”，因此龍門(mén)山斷裂帶仍存在發(fā)生大震級(jí)地震的危險(xiǎn)性。2014 年，同樣位于我國(guó)西南地區(qū)的云南省在４個(gè)多月的時(shí)間內(nèi)接連發(fā)生了 3 次 6級(jí)以上地震，讓廣大人民的生命財(cái)產(chǎn)遭受了巨大的損失。2014 年 5 月 30 日，在云南省德宏傣族景頗族自治州盈江縣發(fā)生了 MS6.1 強(qiáng)烈地震，震中位置為 25.0°N，97.8°E，震源深度為 12 km，反演結(jié)果表明，發(fā)震斷裂位于近南北向的蘇典斷裂，為右旋走滑型斷裂[4]。同年 8 月 3 日，云南省昭通市魯?shù)榭h發(fā)生 MS6.5 強(qiáng)烈地震，震中位于 27.1°N，103.3°E，震源深度 12 km，發(fā)震斷裂位于包谷垴-小河斷裂，屬于左旋走滑型斷裂[5]，魯?shù)榈卣鹫T發(fā)了多處災(zāi)難性滑坡災(zāi)害，造成了大量人員傷亡財(cái)產(chǎn)損失。兩個(gè)月后，10月 7 日云南省普洱市景谷傣族彝族自治縣發(fā)生 MS6.6 強(qiáng)烈地震（震中 23.4°N，100.5°E），震源深度 5 km，發(fā)震斷裂位于北西向的普文斷裂，屬于走滑型斷裂[6]。三次地震的主余震序列以及附近固定臺(tái)站分布位置如下圖 1-1b 所示。

圖 2-1 本章節(jié)所采用的四川地區(qū)地震記錄震級(jí)與震源距分布2.1.3 濾波本文將對(duì)加速度、速度和位移記錄采用 2 階巴特沃斯（Butterworth）濾波器進(jìn)行處理，使用的濾波頻帶范圍為：對(duì)于 τp、τc和 τlog參數(shù)，均采用 0.075 Hz 高通濾波處理，而對(duì)于 Pd參數(shù)，研究了不同濾波頻帶（0.075 Hz 高通、0.075-3 Hz 帶通和 0.25-3 Hz 帶通）對(duì)參數(shù)的影響。2.1.4 P 波和 S 波到時(shí)的撿拾目前國(guó)內(nèi)外常用的 P 波自動(dòng)撿拾方法主要有：長(zhǎng)短時(shí)平均法（STA/LTA），赤池準(zhǔn)則法（AIC），長(zhǎng)短時(shí)平均法與 AIC 準(zhǔn)則結(jié)合的方法（STA/LTA+AIC）以及基于小波系數(shù)與 AIC 準(zhǔn)則結(jié)合的方法（W-AIC）。上述自動(dòng)撿拾方法雖然操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，方便批量處理數(shù)據(jù)，但是自動(dòng)撿拾到時(shí)與實(shí)際到時(shí)相比仍存在一定的誤差，因此與前
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P315.75

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李鴻杰;張建經(jīng);;基于汶川主震及余震的一種新型地震預(yù)警震級(jí)估計(jì)參數(shù)τ_(log)研究[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2018年01期

2 張建經(jīng);李鴻杰;唐雅蕾;王皓正;;基于蘆山主震及余震的地震預(yù)警參數(shù)與快速震級(jí)估算研究[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2017年06期

3 李鴻杰;曾鵬毅;黃道興;翟光浩;張建經(jīng);;一種基于位移源譜的地震預(yù)警快速震級(jí)估算方法及影響因素研究[J];世界地震工程;2017年04期

4 徐甫坤;張彥琪;蘇有錦;;2014年云南盈江M_S6.1地震前后序列分布差異研究[J];地震研究;2015年04期

5 徐甫坤;劉自鳳;張竹琪;李靜;劉麗芳;蘇有錦;;2014年云南景谷M_s6.6地震序列重定位與震源機(jī)制解特征[J];地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào));2015年10期

6 張勇;許力生;陳運(yùn)泰;劉瑞豐;;2014年8月3日云南魯?shù)镸_w6.1(M_s6.5)地震破裂過(guò)程[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年09期

7 彭朝勇;楊建思;薛兵;陳陽(yáng);朱小毅;;基于汶川主震及余震的預(yù)警參數(shù)與震級(jí)相關(guān)性研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年10期

8 張勇;許力生;陳運(yùn)泰;;蘆山4.20地震破裂過(guò)程及其致災(zāi)特征初步分析[J];地球物理學(xué)報(bào);2013年04期

9 宋晉東;李山有;;地震預(yù)警中兩種利用卓越周期估算震級(jí)方法的比較[J];地震工程與工程振動(dòng);2012年06期

10 張紅才;金星;李軍;韋永祥;馬強(qiáng);;地震預(yù)警震級(jí)計(jì)算方法研究綜述[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2012年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉必?zé)?斷陷盆地及斷層破碎帶場(chǎng)地地震動(dòng)效應(yīng)[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2011年

本文編號(hào)：2631248