联合高频GPS和强震动数据反演2016年美浓地震震源破裂过程
发布时间：2020-12-25 21:46
2016年2月6日,台湾高雄市美浓区发生了Mw 6.4地震,造成了台南市多处房屋倒塌、龟裂、土壤液化等灾害,并导致117人遇难。震源破裂过程是指初始的破裂点发生破裂后,破裂行为在震源区域的传播过程,主要解释地震开始至地震结束这段时间内地震位错、能量或地震矩在断层面上随时间的演化问题。震源破裂过程对于震源动力学研究具有重要的理论意义,对震后抢险救灾具有一定的现实意义。高频GPS观测量为卫星与接收机之间的距离,既可以观测静态位移又可以捕获地震造成的动态地表位移,且其振幅不会出现饱和,因此其在断层滑动反演、海啸和火山监测中被广泛运用。数字强震仪记录地面运动的加速度,具有频带宽、采样率高、动态范围大等优点,但是由于仪器本身缺陷,在大震中会出现振幅饱和、基线漂移等问题。两种数据优势互补,在地震研究中运用广泛。本文采用非负最小二乘逐点式反演方法,利用1-Hz GPS和强震动数据反演美浓地震震源破裂过程。为准确获得美浓地震发震断层的几何模型,本文利用ALOS-2卫星升降轨InSAR同震形变数据,基于Okada位错模型,以假设断层均匀滑动为前提,通过模拟退火算法估计,反演确定了美浓地震发震断层的几何模...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文研究技术路线图
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 9 页频 GPS 也无法探测到较小的震相（如 P 震相），且其垂向精度较水平方向要低，因此，结合使用 GPS 和强震仪的观测数据，可以保留这两种观测方法的优点[11]。2.2 误差分析及处理2.2.1 去均值通常而言，波形数据总是会存在一个非零的均值，这会影响我们对地震信号的分析，因此在利用波形数据反演震源破裂过程之前，必须去除数据均值的影响，一般是将整个数据记录中减去事前记录部分的均值。图 2-1 为美浓地震台站 ZEND 记录的 1-HzGPS 位移时间序列，蓝色为原始的波形记录，红色为去均值后的波形记录。其中 0 时刻为发震时间，可以看出原始波形存在一个负的均值，使波形整体往下偏移了零线，进行去均值处理后，波形恢复了在 0 值上下波动的正常状态。对于强震动数据而言，在基线校正之前同样需要经过去事前均值处理。
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 11 页obsD 为未经基线校正的位移，ft 为记录终点的时间，经过基线校正后的最终位移corrD 定义如下：22 1 2 2 2(0.5 ( ) ( )( )) 0.5 ( ) )corr obs f f f f fD D v t t v t t t a t t（2-7）式中，fv 即式（2-4）的定义。Iwan 基线校正的两种方法区别如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近地表地震层析成像方法综述[J]. 张明辉,刘有山,侯爵,徐涛,白志明. 地球物理学进展. 2019(01)
[2]基于频率波数域格林函数的宽频带地震动合成方法综述[J]. 曹泽林,陶夏新. 地震工程与工程振动. 2018(05)
[3]利用近场高频GPS、强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程[J]. 孟国杰,苏小宁,王振,廖华. 地震. 2018(02)
[4]台湾美浓6.7级地震框架结构震害调查与分析[J]. 潘毅,张弛,高宪,常志旺,卓建全. 土木工程学报. 2016(S1)
[5]台湾高雄6.7级地震[J]. 岩冰. 城市与减灾. 2016(02)
[6]中国大陆地壳速度模型发展综述[J]. 宋秀青,朱元清. 地震地磁观测与研究. 2015(05)
[7]一种基于遗传算法的地震震源破裂过程反演方法[J]. 张鑫,谭凯. 科技视界. 2015(23)
[8]2015年尼泊尔M_w7.9地震破裂过程:快速反演与初步联合反演[J]. 张勇,许力生,陈运泰. 地球物理学报. 2015(05)
[9]2014年8月3日云南鲁甸M_w6.1(M_s6.5)地震破裂过程[J]. 张勇,许力生,陈运泰,刘瑞丰. 地球物理学报. 2014(09)
[10]2014年2月12日于田M_W6.9地震破裂过程初步反演:兼论震源机制对地震破裂过程反演的影响[J]. 张勇,许力生,陈运泰,汪荣江. 地震学报. 2014(02)
博士论文
[1]基于InSAR观测同震地表形变场反演汶川地震断层滑移[D]. 杨莹辉.西南交通大学 2015
[2]震源破裂过程反演方法研究[D]. 张勇.北京大学 2008
[3]用远场体波反演震源破裂过程研究[D]. 周云好.中国地震局地球物理研究所 2002
硕士论文
[1]InSAR和GPS大地测量形变数据反演地震断层滑动的影响特征研究[D]. 雍琦.西南交通大学 2017
[2]利用1-Hz GPS数据反演日本东北大地震和汶川地震的震源破裂过程[D]. 王振.中国地震局地震预测研究所 2013
本文编号：2938444
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文研究技术路线图
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 9 页频 GPS 也无法探测到较小的震相（如 P 震相），且其垂向精度较水平方向要低，因此，结合使用 GPS 和强震仪的观测数据，可以保留这两种观测方法的优点[11]。2.2 误差分析及处理2.2.1 去均值通常而言，波形数据总是会存在一个非零的均值，这会影响我们对地震信号的分析，因此在利用波形数据反演震源破裂过程之前，必须去除数据均值的影响，一般是将整个数据记录中减去事前记录部分的均值。图 2-1 为美浓地震台站 ZEND 记录的 1-HzGPS 位移时间序列，蓝色为原始的波形记录，红色为去均值后的波形记录。其中 0 时刻为发震时间，可以看出原始波形存在一个负的均值，使波形整体往下偏移了零线，进行去均值处理后，波形恢复了在 0 值上下波动的正常状态。对于强震动数据而言，在基线校正之前同样需要经过去事前均值处理。
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 11 页obsD 为未经基线校正的位移，ft 为记录终点的时间，经过基线校正后的最终位移corrD 定义如下：22 1 2 2 2(0.5 ( ) ( )( )) 0.5 ( ) )corr obs f f f f fD D v t t v t t t a t t（2-7）式中，fv 即式（2-4）的定义。Iwan 基线校正的两种方法区别如图 2-2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近地表地震层析成像方法综述[J]. 张明辉,刘有山,侯爵,徐涛,白志明. 地球物理学进展. 2019(01)
[2]基于频率波数域格林函数的宽频带地震动合成方法综述[J]. 曹泽林,陶夏新. 地震工程与工程振动. 2018(05)
[3]利用近场高频GPS、强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程[J]. 孟国杰,苏小宁,王振,廖华. 地震. 2018(02)
[4]台湾美浓6.7级地震框架结构震害调查与分析[J]. 潘毅,张弛,高宪,常志旺,卓建全. 土木工程学报. 2016(S1)
[5]台湾高雄6.7级地震[J]. 岩冰. 城市与减灾. 2016(02)
[6]中国大陆地壳速度模型发展综述[J]. 宋秀青,朱元清. 地震地磁观测与研究. 2015(05)
[7]一种基于遗传算法的地震震源破裂过程反演方法[J]. 张鑫,谭凯. 科技视界. 2015(23)
[8]2015年尼泊尔M_w7.9地震破裂过程:快速反演与初步联合反演[J]. 张勇,许力生,陈运泰. 地球物理学报. 2015(05)
[9]2014年8月3日云南鲁甸M_w6.1(M_s6.5)地震破裂过程[J]. 张勇,许力生,陈运泰,刘瑞丰. 地球物理学报. 2014(09)
[10]2014年2月12日于田M_W6.9地震破裂过程初步反演:兼论震源机制对地震破裂过程反演的影响[J]. 张勇,许力生,陈运泰,汪荣江. 地震学报. 2014(02)
博士论文
[1]基于InSAR观测同震地表形变场反演汶川地震断层滑移[D]. 杨莹辉.西南交通大学 2015
[2]震源破裂过程反演方法研究[D]. 张勇.北京大学 2008
[3]用远场体波反演震源破裂过程研究[D]. 周云好.中国地震局地球物理研究所 2002
硕士论文
[1]InSAR和GPS大地测量形变数据反演地震断层滑动的影响特征研究[D]. 雍琦.西南交通大学 2017
[2]利用1-Hz GPS数据反演日本东北大地震和汶川地震的震源破裂过程[D]. 王振.中国地震局地震预测研究所 2013
本文编号：2938444
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