长春市近断层地震动场预测

论文摘要

近断层地震动是地震发生时地面最复杂,也是最强烈的运动。它是地震时断层附近破坏最为强烈的根本原因。对城市近断层地震动场的预测不仅可以为城市规划、土地利用、重大工程选址等方面提供参考,而且可以为城市的防震减灾服务,有效地减轻城市的地震灾害。本文以区域地震构造背景分析、目标断层活动性鉴定、地震危险性评价为基础,采用显式有限元和并行计算技术计算目标区域场地的长周期地震动。利用有限断层随机合成的方法计算高频地震动。将低频和高频地震动合成为目标区域内的宽频带地震动时程。对局部特殊场地条件地区,利用等效线性化等方法,基于调查数据进行一维土层的非线性反应计算,给出这些特殊场地的宽频带地震动时程。最后,根据地震动时程获得设定地震发生时,目标区域(长春市)的峰值加速度分布预测图和相应的反应谱。并根据峰值加速度预测图提出了相应的应用建议。

论文目录

• 论文提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 研究范围
• 1.2.1 研究区域的确定
• 1.2.2 目标区域的确定
• 1.2.3 目标断层的确定
• 1.3 技术路线
• 1.3.1 区域地震构造环境和地震活动性分析
• 1.3.2 目标断层探测及活动性鉴定
• 1.3.3 目标断层的潜在地震危险性评价
• 1.3.4 近断层地震动场预测
• 1.4 预测方法简介
• 第二章 研究所涉及的若干问题的研究进展
• 2.1 断层探测方法
• 2.1.1 槽探和钻探方法
• 2.1.2 遥感
• 2.1.3 物探方法
• 2.1.4 其它方法
• 2.2 断层年龄的测定
• 2.3 断层地震危险性评价
• 2.3.1 复发模型
• 2.3.2 概率模型
• 2.3.3 平均复发间隔
• 2.3.4 断层相互作用
• 2.3.5 最大震级的估计
• 2.4 近断层地震动场预测
• 2.4.1 近断层地震动的含义
• 2.4.2 近断层地震动的基本特征
• 2.4.3 近断层地震动模拟和预测
• 2.5 长春市断层的研究进展
• 第三章 区域地震构造背景
• 3.1 地质构造背景
• 3.1.1 大地构造单元划分
• 3.1.2 区域深部构造背景
• 3.1.3 构造演化特征
• 3.2 区域新构造特征
• 3.2.1 地貌
• 3.2.2 新构造运动简史
• 3.2.3 新构造运动特征
• 3.2.4 新构造分区
• 3.3 研究区域主要断裂活动性评价
• 3.4 区域现代地壳运动特征
• 3.5 区域现代构造应力场
• 3.5.1 水平形变测量结果反映的构造应力场
• 3.5.2 小震综合断层面解反映的现代构造应力
• 3.5.3 地震的震源机制解反映的现代构造应力场
• 3.5.4 区域构造应力场
• 3.6 区域地球动力学背景
• 3.7 区域地震活动特征
• 3.7.1 长春在区域地震环境中的位置
• 3.7.2 地震的空间分布特征
• 3.7.3 区域地震震源深度分布特征
• 3.8 区域发震条件的总体评价
• 3.8.1 构造与地震的关系
• 3.8.2 现代地壳形变与地震的关系
• 3.8.3 区域构造应力场与地震的关系
• 3.8.4 地球物理场与地震的关系
• 3.8.5 区域地震地质环境分析
• 第四章 目标断层活动性研究
• 1）活动性鉴定'>4.1 开源堡—小城子断层（F₁）活动性鉴定
• 4.1.1 断层的空间展布及地貌特征
• 4.1.2 直流电法探测
• 4.1.3 探地雷达探测
• 4.1.4 浅层人工地震探测
• 4.1.5 钻孔联合剖面探测
• 4.1.6 综合地质解释剖面
• 4.1.7 断层活动性分析
• 2）活动性鉴定'>4.2 尖山子—卡伦断层（F₂）活动性鉴定
• 4.2.1 断层的空间展布及地貌特征
• 4.2.2 直流电法探测
• 4.2.3 探地雷达探测
• 4.2.4 浅层人工地震探测
• 4.2.5 钻孔联合剖面探测
• 4.2.6 综合地质解释剖面
• 4.2.7 断层活动性分析
• 4）活动性鉴定'>4.3 南湖—桑家窝堡断层（F₄）活动性鉴定
• 4.3.1 断层的空间展布及地貌特征
• 4.3.2 直流电法探测
• 4.3.3 探地雷达探测
• 4.3.4 浅层人工地震探测
• 4.3.5 钻孔联合剖面探测
• 4.3.6 综合地质解释剖面
• 4.3.7 断层活动性分析
• 6）活动性鉴定'>4.4 伊通河断层（F₆）活动性鉴定
• 4.4.1 断层的空间展布及地貌特征
• 4.4.2 直流电法探测
• 4.4.3 探地雷达探测
• 4.4.4 浅层人工地震探测
• 4.4.5 钻孔联合剖面探测
• 4.4.6 综合地质解释剖面
• 4.4.7 断层活动性分析
• 4.5 结论
• 第五章 目标断层地震危险性分析
• 5.1 目标区域最大潜在地震震级
• 5.2 目标断层潜在地震的最大震级判定
• 5.2.1 目标断层相对危险断层判定
• 5.2.2 目标断层潜在地震最大震级评估
• 5.3 年地震发生率分配权系数的确定
• 5.3.1 区域地震与活动构造关系研究结果得到的分配权系数
• 5.3.2 区域构造应力分析得到的分配权系数
• 5.4 目标区域5.5～6.0 级地震年发生率的确定
• 5.4.1 以东北地震区为统计区
• 5.4.2 地震区划的方法
• 5.4.3 目标区域5.5～6.0 级地震年平均发生率综合确定
• 5.5 目标断层年发生率综合确定
• 5.6 目标断层未来5.5～6 级地震发震概率
• 第六章 近断层地震动场预测
• 6.1 三维地下结构模型
• 6.1.1 三维地下结构各地层界面的确定
• 6.1.2 目标区域三维地下结构各地层参数的确定
• 6.2 断层震源模型的建立
• 6.2.1 地震动预测中的震源模型
• 6.2.2 设定地震震源参数的确定
• 6.2.3 全局震源参数的确定
• 6.2.4 局部震源参数的确定
• 6.3 预测方法介绍
• 6.3.1 长周期地震动的预测方法
• 6.3.2 有限断层地震动随机合成方法
• 6.3.3 根据地表地震动反演基岩输入地震动的方法
• 6.3.4 场地土一维非线性反应分析的等效线性化方法
• 6.4 近断层强地面运动场的预测
• 6.4.1 计算过程
• 6.4.2 计算结果分析
• 6.4.3 目标区域代表时程
• 6.5 预测结果及研究方法讨论
• 6.5.1 预测结果
• 6.5.2 研究方法讨论
• 第七章 结论与建议
• 7.1 主要结论
• 7.1.1 研究区域地震构造环境
• 7.1.2 目标断层活动性综合评价
• 7.1.3 目标断层地震危险性评价
• 7.1.4 目标断层近断层地震动场预测
• 7.2 建议
• 7.3 存在的问题和今后研究工作
• 7.3.1 存在的问题
• 7.3.2 今后的研究工作
• 参考文献
• 作者简介和攻读博士期间发表的论文
• 摘要
• Abstract
• 致谢