强震构造区地震危险性分析中的潜在震源模型研究

发布时间：2020-05-09 16:20

【摘要】：本文以鲜水河断裂带及周边为研究示范区,开展强震构造区的地震危险性分析方法研究。该断裂带为我国南北地震带的西北分支,地震构造复杂,历史上大震频发,是人口稠密的峡谷型人口聚集带。未来仍将面临强震破坏及诱发型地质灾害的巨大风险,一直是我国防震减灾工作的重点关注地区,因此在该地区开展针对性的地震危险性分析方法研究尤为必要。由于整个地区贯穿一条由多个分段组成全新世走滑断裂,其地震活动具有典型的特征地震特征,同时受到较活跃的本底地震和中强地震的影响。故在本文中,根据研究区的地震构造环境与地震活动特征进行多种地震潜源建模,并采用时间相依的地震复发模型进行未来不同时间窗的地震危险性分析。为实现该目的我们主要开展了以下四个方面的研究:(1)对于活动断裂分段上可能发生的大地震,尤其是鲜水河断裂带具有典型的特征地震活动特征,故根据特征断层的三维构造参数建立三维断面源,震级频度关系采用特征地震模型;大震复发性描述除了采用常规的泊松分布模型,并采用以离逝时间为条件的布朗过程时间模型;用多种震级-破裂经验关系综合评价特征震级大小与平均复发周期及方差,得到不同时间窗内大地震的发震概率;采用断层距的衰减关系得到近断层区域的地震动分布。采用断层距衰减关系可体现逆冲构造发震时的地震动上下盘效应,并有望解决经典水平面源容易低估近断层地震的问题。在布朗过程时间模型中特征震级大小、复发周期和非周期因子是影响时间相依地震危险性的重要因子,在地震构造和地震活动信息不很完备的情况下,需慎重使用,地震复发模型应采用泊松模型以降低系统不确定性。(2)对于强震构造区的本底地震活动在空间上具有明显的成丛性和条带性,为了体现这种空间不均匀性,采用网格化的点源模型,地震发生率估计采用考虑构造对其影响的椭圆平滑算法;震级频度关系为截断的G-R分布,地震复发采用泊松分布模型表达。最终得到的地震危险性与本底地震的分布具有很好的空间相关性,有效解决了经典水平面源模型无法体现本底地震分布不均匀性的问题。(3)对于强震构造区本底地震和特征地震之间的中强地震活动,其发震位置和时间依然与活断层活动性仍具有一定的相关性,只是相关性要比特征地震的弱很多,在空间与时间上呈现更多的随机性。所以,采用活动性类似的几条断层的包络区作为其潜在震源区,即经典的水平面源模型,采用等效的平均地震深度。考虑的震级范围为本底地震上限到特征断层的次大震级,地震活动为遵循G-R分布的泊松过程,并借鉴空间分布函数以体现地震在各潜源区之间的分布不均匀性。通过对以上三种潜源模型的全概率综合得到三类潜源共同作用下的地震危险性,最终给出多概率(重现期475年、2475年)多频段(峰值、0.2s和1s)的地震动谱参数评估结果。(4)以概率性地震危险性分析中三维断层面源中特征断层的震源参数,进行基于设定地震的确定性地震危险性评估,得到近断层的地震动场模拟结果。该方法具有明确的物理机制,由于放弃了地震要素中最难把握的时间因素,得到确定性的结果可视为鲜水河断裂带最大可信地震动,可作为概率地震危险分析中对小概率水准地震动上限的约束值。根据比较分析,在断层30km缓冲区内50年超越概率2%的结果与该确定性结果基本一致。
【图文】：

图 1-1 不同潜在震源上的地震活动性参数评价路线图除了进行概率性地震危险性分析，针对鲜水河断裂带的典型的特征地震活动特征，进行基于特征地震的确定性的地震动危险性评价，利用概率性地震危险方法中的三维发震构造面的几何与地震动力学参数，，建立活断层分段上的设定震源，利用随机有限断层的方法，在近断层附近进行基于特征地震的地震动合成。对整

研究内容框架图
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P315.9

【参考文献】

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1 李昌珑;徐伟进;吴健;高孟潭;;基于特征地震模型含时间的概率地震危险性分析方法及其应用研究[J];地震学报;2015年06期

2 李正芳;周本刚;;地震断层面上凹凸体和障碍体含义的解析[J];国际地震动态;2015年05期

3 郭星;潘华;;海原断裂带强震发生概率的评估方法[J];地震学报;2014年06期

4 李正芳;;强震破裂面上的不均匀体及其在地震危险性分析中的应用研究[J];国际地震动态;2014年09期

5 汤保新;叶列平;陆新征;;丙类与乙类设防RC框架结构抗地震倒塌能力对比[J];建筑结构学报;2011年10期

6 薛霆哠;邵志刚;傅容珊;;特征地震现象和机制分析[J];地球物理学进展;2010年06期

7 冉洪流;;潜在震源区震级上限不确定性研究[J];地震学报;2009年04期

8 潘华;高孟潭;李金臣;;新版美国地震区划图源及其参数模型的分析与评述[J];震灾防御技术;2009年02期

9 张力方;吕悦军;彭艳菊;谢卓娟;;基于中小地震应变能密度的地震活动性图像分析[J];中国地震;2008年04期

10 王海云;谢礼立;陶夏新;;近断层强地震动预测中的有限断层震源模型[J];地球科学(中国地质大学学报);2008年06期

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1 冀昆;我国不同抗震设防需求下的强震动记录选取研究[D];中国地震局工程力学研究所;2018年

2 郭星;强震复发的随机特征滑动模型及其应用方法研究[D];中国地震局地球物理研究所;2014年

本文编号：2656402