地震事件判別

2023/2/2地震事件判別

2023/2/2主要內(nèi)容通常爆炸地震核爆炸地震誘發(fā)地震滑坡與垮塌各類干擾事件1、爆炸地震（人工地震）1.1爆炸地震機(jī)制1.2爆炸震波特征1.3爆炸地震震級(jí)與爆炸當(dāng)量1.4核爆炸震波特征與監(jiān)測(cè)2023/2/21.1爆炸地震機(jī)制1.1.1、爆炸與爆破爆炸：極高速（瞬間）的能量轉(zhuǎn)換或釋放（化爆：放熱反應(yīng)）過(guò)程——爆炸。

爆破：爆炸產(chǎn)生的工程功效（效應(yīng)）——爆破炸藥爆破:極高速進(jìn)行并自動(dòng)傳播的化學(xué)反應(yīng)瞬間實(shí)現(xiàn)勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（工程效應(yīng)）的過(guò)程。

爆炸與爆破同異：不同：①爆炸：瞬態(tài)放熱反應(yīng)，爆破：“工質(zhì)”產(chǎn)生物理效應(yīng)過(guò)程；②爆炸：通常只產(chǎn)生勢(shì)能，爆破：勢(shì)能轉(zhuǎn)為機(jī)械能過(guò)程；③爆炸；不一定有功效，爆破；發(fā)生功效過(guò)程必有工程效應(yīng)；

爆炸是源，爆破效應(yīng)；而能量轉(zhuǎn)換和效應(yīng)的產(chǎn)生是通過(guò)工質(zhì)實(shí)現(xiàn)的。

工質(zhì)：指實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能或其他能量的轉(zhuǎn)換或傳遞過(guò)程中所用的工作介質(zhì)。工質(zhì)一般是流體，尤其是氣體。相同：都是在極短時(shí)間內(nèi)完成，但爆炸用時(shí)更短。2023/2/21.1.2爆炸形成地震波的過(guò)程2023/2/2爆炸與地震能量輻射比較2023/2/21.1.3爆炸區(qū)的物理變化過(guò)程炸藥爆破形成地震的過(guò)程：炸藥爆炸，激發(fā)點(diǎn)附近產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力超過(guò)巖石的極限強(qiáng)度，形成一個(gè)破碎區(qū)，離開震源（起爆點(diǎn)）距離增大，壓力減小，但仍超過(guò)常規(guī)介質(zhì)的彈性限度形成輻射和區(qū)域輻射狀裂隙和裂隙塑性帶，但向外壓力降到彈性限度內(nèi)時(shí)，炸藥產(chǎn)生了延續(xù)時(shí)間短的作用力小，這個(gè)區(qū)域成為彈性區(qū)

2023/2/2爆破地震波是經(jīng)過(guò)破碎區(qū)、徑向裂隙區(qū)濾波后傳播，在三個(gè)區(qū)各自激發(fā)了不同的脈沖和彈性波。破碎區(qū)和裂隙區(qū)破壞的巖體狀態(tài)對(duì)后續(xù)地震波產(chǎn)生較大影響，使得爆破地震波具即有明顯的脈沖特征，又有彈性波的特征。這樣，在不同震中距，記錄的爆破地震波是不同的，在爆破在爆破中心區(qū)，只能記錄到脈沖P波。相對(duì)于地層的空間尺度可以把震源作為一個(gè)點(diǎn)源。爆炸對(duì)巖石影響有三個(gè)區(qū)：破壞圈、塑性帶和彈性形變區(qū)。2023/2/2P：藥室空腔壓力，D斷層位移，t：時(shí)間，t0：發(fā)震時(shí)間，tr：P上升時(shí)間或D達(dá)到最大值時(shí)間，trf：快速破裂的上升時(shí)間，trs:慢速破裂的上升時(shí)間。左圖的階躍函數(shù)對(duì)應(yīng)巖石破裂擴(kuò)展速度Vcr無(wú)窮大。在通常的破裂模型中假定Vcr為橫波（S波）的波速VS的0.6到0.9倍。2023/2/21.1.4爆炸應(yīng)力波沖擊波垂直反射面反射回來(lái)形成縱波并以縱波形式傳播，沖擊波沿反射面?zhèn)鞑バ纬蓹M波，并以以橫波形式傳播，當(dāng)沖擊波傳至爆源10～15R（R:爆炸物半徑）時(shí)，其傳播速度接近聲速，波頭壓力降低，沖擊波轉(zhuǎn)變?yōu)榻橘|(zhì)中的應(yīng)力波，隨著傳播距離的增加，在離開爆炸源更遠(yuǎn)的地方，波的傳播速度等于聲速，幅值很低，隨著作用時(shí)間增加，此時(shí)應(yīng)力波轉(zhuǎn)變成介質(zhì)中的地震波。炸藥爆炸在巖土介質(zhì)中產(chǎn)生的地震波是一種復(fù)雜的瞬態(tài)波，且介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)不是穩(wěn)定的正弦振動(dòng)。2023/2/21.2爆破記錄特征1.2.1、近場(chǎng)小噸位爆破特征垂直（Z）（地震儀記錄為：N-S,E-W,U-D三個(gè)分量）分向的初動(dòng)向上，強(qiáng)而尖銳，呈脈沖型，周期較小，振動(dòng)衰減很快，振幅很快就從最大突減到最小。2023/2/22023/2/2

實(shí)例1

震中距幾km的小型采石場(chǎng)石灰?guī)r爆破桂林臺(tái)記錄2023/2/2實(shí)例2河南林州爆破2012080710:30震級(jí)標(biāo)注點(diǎn)不對(duì)，標(biāo)在Rg波上了。2023/2/2實(shí)例3四川阿壩州汶川縣爆破震中距增大頻率降低2023/2/2礦井塌陷（四川汶川縣31.0N103.4E）不同于爆破（與上圖比較）沒(méi)有明確的S波，缺少高頻成分。2023/2/21.2.2.1波列特征縱波在垂直分向的初動(dòng)向上垂直分向振幅呈較大的脈沖型有明顯的低頻成分——Lg,Rg型面波1.2.2、震中距在數(shù)十公里的小噸位爆破記錄特征2023/2/2不同震中距的石灰?guī)r爆破記錄圖2023/2/2Δ（km）81012152123294461AP/AS1.01.11.01.00.900.870.930.930.80Δ（km）6599106107115124128130150AP/AS0.850.710.810.851.101.001.001.101.00不同震中距爆炸AP/AS的比值（首都圈）1.2.3近距離小噸位爆炸震波特征小結(jié)（1）振幅比P，S垂直分項(xiàng)最大振幅比近似等于12023/2/2Ap/As（△）曲線2023/2/22023/2/2（2）P,S周期特征Δ＜5km時(shí)，爆炸Tp略小于天然地震波Tp，Ts近似相等約為0.2秒左右，5km＜Δ≤10km爆炸與天然地震的Tp與Ts接近。Tp≈0.3秒，Ts≈0.4秒，;當(dāng)200km＞Δ＞10km時(shí),天然地震Tp＜1.0秒，而爆炸Tp=1.0～1.5秒(視介質(zhì)而定)而且爆炸的R（Rg)波清楚。2023/2/21.2.3、震中距在數(shù)十公里的較大噸位

（近噸級(jí)）爆炸實(shí)例1時(shí)間：2010年5月4日17：16EPC:114.6°E23.5°N地點(diǎn)：廣東省惠州市博羅縣公莊鎮(zhèn)鵲樓村爆炸物：乳化炸藥（主要成份為硝酸銨）當(dāng)量：800公斤起爆方式：爆孔30余個(gè)（是否同時(shí)起爆不清）2023/2/2波形記錄特征圖2023/2/2各臺(tái)站震相參數(shù)表2023/2/2參數(shù)測(cè)定臺(tái)站分布圖2023/2/2實(shí)例2遼寧省阜新市爆破2009年07月28日2023/2/2各臺(tái)站震相參數(shù)表2023/2/2參數(shù)測(cè)定臺(tái)站分布圖2023/2/21.2.4、特大噸位（千噸以上）

爆炸地震波特征更明顯大周期Rg,Lg波P波脈沖特征明顯；近臺(tái)可以觀測(cè)到“空氣震蕩波”；遠(yuǎn)臺(tái)記錄整體更像地震波。2023/2/2實(shí)例1

寧夏神華特大型爆破時(shí)間：2007年12月20日11：30：58地點(diǎn)：寧夏神華寧噸位：5400T硐室:總長(zhǎng)8878.6米，爆破體積:632.9萬(wàn)m3,相對(duì)地面高度230m。起爆方式：從兩邊向中間，750毫秒內(nèi)各分25次爆破，每次單響藥量不大于120T，硐室地震波長(zhǎng)≤2.0cm/s，

2023/2/2記錄特征由于爆破具有極淺源性，大噸位的爆破生成的沖擊波不僅壓碎了爆炸物周圍的物質(zhì)，同時(shí)又沖擊爆炸點(diǎn)上方的空氣，生成空氣震蕩波。這種波又反過(guò)來(lái)沖擊地面形成較大周期的震蕩波并與瑞利型面波疊加形成更大周期的面波，這就是我們?cè)诒ǖ卣鸩ê竺娉３？吹降妮^大周期的波列，這種波在爆破點(diǎn)較近的地區(qū)更容易觀測(cè)到。2023/2/2

爆破激發(fā)的空氣震蕩波和地表面波2023/2/2實(shí)例2

2002年12月29日中美合作寬頻帶地震計(jì)記錄的河北省遷安鐵礦當(dāng)量1300T爆破，ML3,62023/2/2

特殊實(shí)例庫(kù)爾斯克號(hào)上爆炸事件

地點(diǎn)：巴倫支海時(shí)間：2000年8月12日11點(diǎn)30分15秒2023/2/2安泰949A方案K141（庫(kù)爾斯克號(hào)）多用途核潛艇戰(zhàn)術(shù)一技術(shù)性能1992年在北德文斯克造船廠建造，1994年5月下水。1994年12月30日投入使用。1995年進(jìn)入北方艦隊(duì)服役。排水量：水上為14700噸，水下為238cd噸。艇長(zhǎng)154米，艇寬18.2米，吃水量9.2米。水面航行速度為30節(jié)。水下潛航速度為28節(jié)。潛水深度達(dá)600米。主要?jiǎng)恿ρb置：兩座核反應(yīng)堆，兩臺(tái)90馬力的汽輪機(jī)（每臺(tái)分別有兩部7個(gè)葉片的螺旋槳）。武器配置：24枚II——700（“花崗巖”）巡航導(dǎo)彈，每側(cè)12枚。4具口徑為533毫米的魚雷發(fā)射器，2具650毫米的魚雷發(fā)射器。1號(hào)艙彈藥最大儲(chǔ)存量為28枚魚雷和導(dǎo)彈魚雷。自持力不低于120晝夜。航行區(qū)域不限。編制為107人，其中52名軍官。研制：列寧格勒市“紅寶石”中央設(shè)計(jì)局總設(shè)計(jì)師伊戈?duì)?。巴拉諾夫研制。他早在1977年就開始了這項(xiàng)工作。他曾經(jīng)對(duì)研制低噪音潛艇提出過(guò)一系列獨(dú)具匠心的技術(shù)措施，正是由于他的技術(shù)設(shè)計(jì)和決定，保障了核潛艇949方案到949A方案在作戰(zhàn)效率上有了明顯的增強(qiáng)。庫(kù)爾斯克號(hào)2023/2/2利用記錄到的地震波的特點(diǎn)，可以區(qū)分爆炸和天然地震。

波羅的海地震臺(tái)記錄到了庫(kù)爾斯克號(hào)上爆炸震波，這或許能說(shuō)明問(wèn)題。

2023/2/2①震波輻射：沒(méi)有構(gòu)造地震的±間隔呈四象限分布現(xiàn)象，而是各方初動(dòng)幾乎大小相同且向上；②震源過(guò)程：震源過(guò)程的持續(xù)時(shí)間和位移達(dá)到最大值的上升時(shí)都?jí)蚍浅６蹋}沖）（幾微米、幾秒到幾分鐘），但沖擊性更大。因此，相同體波震級(jí)的爆炸能激發(fā)更高頻的震蕩；③波列持續(xù)時(shí)間：爆破地震的整體地震波形持續(xù)時(shí)間短，近場(chǎng)成冪指數(shù)衰減而且較快，波及面小。通常爆炸地震信號(hào)具有持續(xù)時(shí)短、突變快的特點(diǎn)，頻率一般在200Hz以下，是一種典型的非平穩(wěn)信號(hào)。1.3爆炸地震記錄特征小結(jié)2023/2/2⑥頻譜：爆破的頻譜單調(diào)，而天然地震的頻譜較復(fù)雜。爆破波的周期在近場(chǎng)較天然地震波的周期小，隨著震中距加大其高頻成分被地表吸收周期不僅單調(diào)，而且變大，TP約為1.0～1.5ｓ；⑦頻副：地震波的最大振幅主要在1-6Hz頻段，而爆破波震波的最大振幅主要分布在1～10Hz頻段。爆破地震波優(yōu)勢(shì)頻率比天然地震波優(yōu)勢(shì)頻率稍高。爆破地震波在30Hz后幅值陡降，而地震波的振幅則是平緩下降；④面波：在近場(chǎng)，爆破地震波有發(fā)育較好的短周期面波。面波發(fā)育的是爆破地震波，不發(fā)育的是天然地震波；⑤P、S波振幅對(duì)比：P波與S波的最大振幅比，天然地震是AP/AS＝0.25～0.1，爆炸是AP/AS≈1.0；2023/2/2⑧發(fā)震時(shí)間：爆破發(fā)生的時(shí)間有較強(qiáng)的規(guī)律性，如12:00、18:00、24:00等下班時(shí)間或午夜人靜或整點(diǎn)時(shí)分，與地震在發(fā)生時(shí)間分布上的隨機(jī)性不同；⑨爆破所產(chǎn)生的波不能協(xié)調(diào)地傳播，容易受到各種各樣因素的影響，甚至氣象條件都有可能造成影響；⑩體波震級(jí)：近場(chǎng)體波震級(jí)更加發(fā)育，而面波震級(jí)測(cè)定易受干擾。2023/2/21.4、場(chǎng)地對(duì)爆炸效應(yīng)（爆破）的影響爆破振動(dòng)產(chǎn)生的根源是炸藥在巖土介質(zhì)中爆炸并將臨近破碎圈的巖土結(jié)構(gòu)體在爆炸沖擊作用后巖土結(jié)構(gòu)體動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)一步衰減演化的結(jié)果。因此，爆炸場(chǎng)地基頻范圍對(duì)爆炸效應(yīng)和爆炸震波具有決定性影響。在場(chǎng)地基頻范圍內(nèi)的爆破振動(dòng)主頻率隨距離的衰減作用不明顯，2023/2/21.4.1爆炸地震場(chǎng)地效應(yīng)參數(shù)2023/2/2試驗(yàn)場(chǎng)地基頻范圍為48Hz～74Hz，各測(cè)點(diǎn)的震波主振頻率較為集中，第1測(cè)點(diǎn)功率譜曲線峰值對(duì)應(yīng)的頻率范圍為88Hz～108Hz，第2、3、4測(cè)點(diǎn)的主振頻率則集中在48Hz～74Hz的范圍內(nèi)。在場(chǎng)地基頻范圍（48Hz～74Hz）內(nèi)的爆破振動(dòng)主頻率隨距離的衰減作用不明顯，爆破地震波由測(cè)點(diǎn)1傳播至測(cè)點(diǎn)2，其頻率衰減幅度較大，達(dá)到40Hz左右。2023/2/21.4.2、爆炸地震波在各測(cè)點(diǎn)的主振頻率雖然比較集中，但不表現(xiàn)為一個(gè)主振頻帶，如圖

2023/2/21.4.3爆炸的優(yōu)勢(shì)頻帶范圍較寬如下圖（功率譜圖)，優(yōu)勢(shì)頻帶不是分布在一個(gè)狹窄的頻帶內(nèi)，整個(gè)信號(hào)的主振頻率在信號(hào)能量中絕對(duì)占優(yōu)。爆炸地震波振動(dòng)強(qiáng)度隨場(chǎng)地特征的衰減，高頻衰減迅速，在達(dá)到一定頻率范圍內(nèi)(具有場(chǎng)地特征的主振頻率)后，頻率衰減緩慢場(chǎng)地對(duì)爆炸地震波不同頻率范圍地震波分量的衰減作用是不一樣的，即爆炸震波這種隨距離而發(fā)生的振動(dòng)強(qiáng)度和頻率變化規(guī)律在一定程度上體現(xiàn)了場(chǎng)地特征。2023/2/2功率譜密度圖2023/2/21.4.4爆炸震波會(huì)有2個(gè)以上主頻爆破作用地面響應(yīng)單段波形具有一個(gè)或兩個(gè)乃至多個(gè)主振頻帶由地面巖土介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性決定。地面巖石結(jié)構(gòu)主要由它的節(jié)理裂隙或裂縫決定從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看，在爆炸作用下屬于多自由度有阻尼振動(dòng)系統(tǒng)，其響應(yīng)包括了爆破作用瞬時(shí)的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)以及在爆破作用結(jié)束后振動(dòng)系統(tǒng)按固有頻率(自振頻率)進(jìn)行的自由振動(dòng)，而多自由度有阻尼系統(tǒng)存在多階固有頻率，從而使得地面爆破作用響應(yīng)具有多個(gè)振型，即爆炸振動(dòng)單段波形呈現(xiàn)多頻帶特征，見下圖。例如，微風(fēng)化花崗巖石場(chǎng)地爆破地震波加速度衰減系數(shù)：k=3698，а=2．046，場(chǎng)地基頻范圍為48Hz～74Hz。2023/2/2多個(gè)主頻的爆炸震波圖2023/2/21.5、爆炸地震波物理參數(shù)特征

在體波震級(jí)相同的天然地震與人工爆炸同類波相比，地震比爆炸拐角頻率略高，(許健生，1999)。地震與爆炸拐角頻率相差約1.5Hz；地震與礦震相差約2.2Hz（張萍，2005）。但隨著爆炸當(dāng)量的增大和深度的增加，其拐角頻率相差變小。1.5.1拐角頻率2023/2/2例1張萍2005

爆破與地震事件拐角頻率的比較2023/2/2例2遼寧地震局潘科：

地區(qū)類型個(gè)數(shù)fc(P)fc(s)fc(P)/fc(s)

朝鮮爆破118.2918.1091.030

地震209.6308.6501.115

爆破和地震的拐角頻率具有一定的差異，其中地震的P波拐角頻率最大，由P波和S波的拐角頻率可以得到：fc(P)地震＞fc(P)爆破2023/2/2從圖可見，爆破P波拐角頻率絕大多數(shù)低于地震的拐角頻率，11個(gè)爆破事件P波拐角頻率平均為8.291Hz。除少數(shù)地震事件P波拐角頻率在9.0Hz以下，多數(shù)在9.5Hz以上，20個(gè)地震事件平均拐角頻率9.63HzP波拐角頻率比較（潘科2009）2023/2/21.5.2頻譜對(duì)比

例1廣東局震中距較小時(shí)人工爆破頻譜比天然地震單調(diào),天然地震s波規(guī)則衰減。人工爆破衰減不規(guī)則，或衰減快。

S-P:6.7S-P:6.32023/2/2例2張萍2005

爆破、礦震、地震頻譜比較fo頂峰（卓越）頻率，fc拐角頻率，fm最大頻率，

Ωm最大譜值，Ωo拐角譜值，k最高頻衰系數(shù)（斜率）2023/2/22023/2/2例3遼寧局地震波普分析對(duì)比（下面地震圖）

爆破

地震2023/2/22023/2/22023/2/2爆炸地震地震波的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)基本是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度v基本是一個(gè)穩(wěn)態(tài)量：V=2ΠA/TA是介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)位移幅值（mm），T是振動(dòng)周期（s）當(dāng)介質(zhì)改變時(shí)，A和T同時(shí)變大或變小，比值A(chǔ)/T變化極小，從而v的變化穩(wěn)定。

1.6爆炸波介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)2023/2/21.7爆炸破壞力

爆破產(chǎn)生的地震效應(yīng)雖然也以應(yīng)力波形式作用于建筑物或構(gòu)筑物上，但其破壞較天然地震小得多，這是因?yàn)橄鄬?duì)于天然地震，爆破的能量小，震源淺，頻率高，衰減快，持續(xù)時(shí)間短。2023/2/21.8爆炸地震震級(jí)與爆炸當(dāng)量1.8.1、震級(jí)概念震級(jí)標(biāo)度基于兩個(gè)基本假設(shè)（Richter,1958；傅承義等，1985）(1)從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，從震源至觀測(cè)點(diǎn)的地震波的幾何擴(kuò)散和衰減是已知的，因此可以據(jù)此預(yù)知在觀測(cè)點(diǎn)的地面震動(dòng)的振幅（量規(guī)函數(shù)）。(2)已知震源與觀測(cè)點(diǎn)，兩個(gè)大小不同的地震，平均而言，較大的地震引起的地面震動(dòng)的振幅也較大。2023/2/2

1.8.1.1里氏震級(jí):系列震級(jí)

MS面波震級(jí)MS=

lg(A/T)max+1.66lg(△)+3.3(b,c,d)ML近震震級(jí)ML=logA+R(△）+S(△）mB

體波震級(jí)mB=lg(A/T)max+Q(,h)+Cmb體波震級(jí)mb=lg(A/T)max+Q(,h)+C

2023/2/21.8.1.2里氏震級(jí)的不確定性里氏震級(jí)既不是一個(gè)直接的物理量也不是一個(gè)確定的物理量，震級(jí)缺乏物理量綱

。里氏震級(jí)都是一個(gè)相對(duì)的物理量而不是一個(gè)絕對(duì)的物理量。里氏震級(jí)即是一個(gè)表征地震強(qiáng)度的重要參數(shù)，卻又只是地震規(guī)模的粗線條的描述，是理論與觀測(cè)相調(diào)和的過(guò)程。2023/2/21.8.1.3里氏震級(jí)概念的模糊性里氏震級(jí)缺乏物理量綱，與震源的關(guān)系模糊里氏對(duì)于大地震有震級(jí)飽和現(xiàn)象任何標(biāo)度的里氏震級(jí)都只涉及一個(gè)單一的周期—單色性系統(tǒng)偏差：不同觀測(cè)系統(tǒng)易產(chǎn)生系統(tǒng)偏差。2023/2/21.8.3震級(jí)與爆炸當(dāng)量換算關(guān)系1.8.3.1影響爆炸地震波震級(jí)測(cè)定因素爆炸體性質(zhì)（巖性）：不同礦體巖體炸藥堆積方式：長(zhǎng)鏈球體爆炸方式：硐室表面地下水下起爆方式：一次（核爆）多次由外向中間不同點(diǎn)分次2023/2/21.8.3.2爆炸震波震級(jí)測(cè)定振幅的量取爆炸地震波具有漸進(jìn)性特別注意避免波疊加的影響注意所選震相一定是Sg震相且其周期小于3s（T≤3.0s)特別注意避免“面波”計(jì)算ML2023/2/2圖例2023/2/22023/2/22023/2/21.8.3.3震級(jí)換算爆炸當(dāng)量需全面考慮即使如此其誤差仍舊很大震級(jí)的不確定性爆炸震波形成的多重性換算公式的局限性（適用范圍）公式多類例1：ML=1.84+0.71lg(T）例2：ML=log(T）+12023/2/22023/2/22023/2/22023/2/22核爆炸與核爆監(jiān)測(cè)2.1爆炸源特征炸源體積??；爆炸瞬間完成；爆炸區(qū)形成強(qiáng)大的匯聚力做功。朝鮮核爆,國(guó)際計(jì)算的結(jié)果是大約500～1500TTNT當(dāng)量,是小型核爆,是目前只有少數(shù)幾個(gè)大國(guó)才能做到。這么小的當(dāng)量有人懷疑不是核爆,是炸彈。而韓國(guó)監(jiān)測(cè)到了核塵。朝鮮先被日本占領(lǐng)，后有朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)，國(guó)際制裁到現(xiàn)在。朝鮮一小國(guó)哪來(lái)的核武…2023/2/22.2、核爆炸地震波形記錄特征初始波形和中間段波形體波為瞬時(shí)脈沖，縱波橫波都具有深震特征，振幅尖銳且衰減快，每個(gè)波只有一到二個(gè)周期，比同等距離的地震波周期短。P，S顯示體波瞬時(shí)脈沖態(tài)，P波周期僅為2秒，S波周期為5秒，P，S振幅尖銳且衰減快，都只有一到二個(gè)周期P，S振幅幅度接近2023/2/2瑞利波（R)與勒夫波(L)周期都較小瑞利波往往比勒夫波更發(fā)育核爆炸波與一次威力巨大的常規(guī)炸藥爆炸所產(chǎn)生的地震波有所不同，常規(guī)爆炸產(chǎn)生的初始波形平緩、漸進(jìn)，這是因?yàn)榇笠?guī)模的爆破多是采用分次引爆，核爆尖銳，呈瞬時(shí)脈沖狀。2023/2/2實(shí)例1、1971年9月27日前蘇聯(lián)新地島地下核試驗(yàn)（蘭州臺(tái)基式地震儀記錄，△45°M6.7）2023/2/2實(shí)例2、1971年11月7日美國(guó)在安廳特卡島的地下核爆炸（蘭州基式地震記錄儀△53.9°M7.2）

2023/2/2朝鮮核爆炸1時(shí)間：2006年10月09日09:35地點(diǎn)：49.3N,129.1E,朝鮮咸鏡北道吉州郡豐溪里以東30公里當(dāng)量：M3.5～4.2約550～1000噸ＴＮＴ核試驗(yàn)爆炸當(dāng)量一般在1～6萬(wàn)噸ＴＮＴ試驗(yàn)場(chǎng)：一座360米高的山底地下坑道內(nèi)。

2023/2/2記錄波形比較朝鮮核爆2006-10-09(49.3N,129.1,M4.0)與文安地震比較

2023/2/2記錄波形比較巴基斯坦地下核試驗(yàn)1998-05-2810:16:18(28.90N,89.33E,mb4.9)

2023/2/2朝鮮核爆特征分析1、爆炸源體積?。ó?dāng)量?。⒆饔脮r(shí)間短、體波為瞬時(shí)脈沖、有較強(qiáng)的PN和PG縱波，振幅尖銳但衰減快，每個(gè)波只有約8到10個(gè)周期，比同等距離的地震波周期短。2、P波周期僅為0.32秒，S波極度不發(fā)育且振幅小于P波。但面波相對(duì)顯著，波形差異明顯。3、這次核爆炸的周期僅為同等地震波周期的1/8~1/3。由此得出，核爆炸P波的頻譜寬度約0.2~3秒，核爆炸面波頻譜寬約5~8秒，而地震面波頻譜寬約15~45秒。2023/2/2朝鮮核爆特征分析4、有微弱的空氣沖擊波，有激發(fā)地面產(chǎn)生的瑞利型面波，但勒夫波不明顯。5、具有一定硐室爆炸特征，爆炸后有塌落現(xiàn)象，但持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，原因可能是爆炸當(dāng)量小，或我臺(tái)站震中距大記錄不到。6、更多反映硐穴爆炸特征，而少反映填埋式（井下）爆炸特征，2023/2/2朝鮮核爆炸2(20090525)2023/2/220090525朝鮮核爆震波圖2023/2/2朝鮮2次核爆震波分析2023/2/2朝鮮2次核爆震波分析結(jié)論根據(jù)CBS臺(tái)站記錄的各反射波和YNB和THT臺(tái)站記錄的sPn波，初步計(jì)算本次試驗(yàn)是一次深度為1.0—2.0km較完整的地下核試驗(yàn)根據(jù)臺(tái)站方位的垂直向幅度分布和震源輻射分布是一次橫井實(shí)驗(yàn)（圖）2023/2/2朝鮮核爆炸3(20130212)2023/2/22023/2/2朝鮮3次核爆震波分析結(jié)論與第二次實(shí)驗(yàn)沒(méi)有質(zhì)的變化根據(jù)臺(tái)站方位的垂直向幅度分布和震源輻射分布是一次橫井實(shí)驗(yàn)（圖）2023/2/2爆炸地震波與地震波比較

紅色為人工地下核試驗(yàn)所造成的地震波，由于是瞬間爆炸所致，震波激烈而短促；藍(lán)色為天然地震波，由于是地層震蕩所致，震波持續(xù)很久。印度核爆炸震波1998年5月11日印度地震波1995年4月4日2023/2/2

中國(guó)地下核爆震波與中國(guó)地震波2023/2/24、爆炸地震波記錄特征小結(jié)①礦山地震水平分向持續(xù)時(shí)間與垂直分向持續(xù)時(shí)間的比值小于天然地震的比值；②礦山地震的周期要比天然地震大約0.8～0.2秒；③井下礦震，由于井下水的滲透和氣體的透入在地震圖中往往能反映斷層的蠕動(dòng)性質(zhì)；④S波與P波的振幅比通常小于天然地震的振幅比值，面波的振幅也相對(duì)要小，但基本上是瑞利波型的面波；⑤大當(dāng)量的爆破近臺(tái)記錄有較明顯的空氣震蕩波，這也是大氣層核試驗(yàn)的重要震蕩效應(yīng)；2023/2/2⑥天然地震波持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),波及面大,爆炸地震波持續(xù)時(shí)間短，波及面小；⑦地下核爆炸體波具有多次尖脈沖特征類似深震；⑧一般爆炸S波具有多源性；⑨它們的物理參數(shù)也有較大差異尤其是爆炸的mb/Ms＞地震的mb/Ms，其次是拐角頻率差異較大；⑩雙力偶機(jī)制的礦震與天然地震十分接近，是最難分辨的一種2023/2/25、核爆炸地震波判定核爆炸究其本質(zhì)之而言與一般的爆炸沒(méi)有區(qū)別，因此，判定爆破的任何方法適用于判定核爆炸。但是，核爆炸瞬態(tài)性更強(qiáng)，能量更大，激發(fā)的震波與地震波更為相近，尤其與深震更相近。因此還要注意以下方面：第一主頻特征：對(duì)于原子彈其引爆為TNT，所以源自核爆炸具有雙主頻特征；而氫彈是聚合反應(yīng)需要裂變的原子彈引爆，所以具有三主頻特征；初始波形和中間段波形體波為瞬時(shí)脈沖；縱波橫波都具有深震特征，振幅尖銳且衰減快，每個(gè)波只有一到二個(gè)周期，比同等距離的地震波周期短；P，S顯示體波瞬時(shí)脈沖態(tài)，通常P波周期僅為2秒，S波周期為5秒；第五、振幅比特征：P波組的初動(dòng)振幅與同組最大振幅之比,核爆記錄約為1:1；天然地震一般小于1:2；設(shè)Pm和Sm分別為P組和S組的最大振幅,核爆炸Pm:Sm大于等于3,而天然地震小于3；第六、瑞利波（R)與勒夫波(L)周期都較小，且瑞利波往往比勒夫波更發(fā)育2023/2/2第七、核爆炸波與一次威力巨大的常規(guī)炸藥爆炸所產(chǎn)生的地震波有所不同，常規(guī)爆炸產(chǎn)生的初始波形平緩、漸進(jìn)，這是因?yàn)榇笠?guī)模的爆破多是采用分次引爆，核爆尖銳，呈瞬時(shí)脈沖狀。第八、體波震級(jí)和面波震級(jí)比：以體波震級(jí)mb為縱軸，面波震級(jí)MS為橫軸做圖，見圖6.57，對(duì)同一事件的同一記錄，同時(shí)測(cè)定的體波震級(jí)和面波震級(jí)，由此兩震級(jí)可在mb—MS的坐標(biāo)系中確定一點(diǎn)。如果該點(diǎn)落在有方程mb=0.65MS+2.50描述的直線下面，則為天然地震，在直線上面的一般為核爆；圖6.57mb和Ms對(duì)比法2023/2/2第九、頻譜分布判別(圖6.58)：利用計(jì)算機(jī)對(duì)P波組采樣,得出P波群振幅譜。核爆譜峰值對(duì)應(yīng)2-3HZ,而震級(jí)相同的天然地震其譜峰在0.7-1.5HZ；圖6.58短周期P波平均振幅譜第十、地震記錄和核爆記錄區(qū)別：核爆炸和較深地震的P波初動(dòng)前半個(gè)周期的振幅均成尖銳脈沖型。不同的是，地下核爆炸源的深度為數(shù)百米,而天然地震震源深度通常為數(shù)公里以下,因此核爆炸S波很弱,有可辨認(rèn)的瑞利面波;而較深地震S波初動(dòng)前半個(gè)周期的振幅尖銳(或較清晰),面波相對(duì)較弱。2023/2/23誘發(fā)地震(1)注液（氣）地震：即油田開采注水或工業(yè)生產(chǎn)將廢液注入地層深處而誘發(fā)的地震；(2)抽液（氣）地震：即城市大量抽取地下水或油氣田開采引起的地震；(3)礦震：即采礦引起的地應(yīng)力調(diào)整而誘發(fā)地震：(4)爆破誘發(fā)地震：包括地下核爆破等大爆破引起的地震；(5)水庫(kù)誘發(fā)地震：水庫(kù)修建后蓄水和放水誘發(fā)的地震。(6)洪澇在適宜的水文地質(zhì)條件和相應(yīng)的巖體應(yīng)力狀態(tài)誘發(fā)的地震，如喀斯特地質(zhì)因素。(7)地震誘發(fā)礦震、塌方、滑坡等※工程活動(dòng)是否會(huì)誘發(fā)地震取決于場(chǎng)地的地質(zhì)背景。2023/2/23.1、誘發(fā)地震基本特征⑴震中局限于工程活動(dòng)的影響范圍內(nèi)。⑵震源深度極淺。⑶震級(jí)較低：據(jù)統(tǒng)計(jì)，已知的誘發(fā)地震最高震級(jí)：水庫(kù)誘發(fā)地震為6.5級(jí)，抽、注液誘發(fā)地震為5.5級(jí)，采礦和地下核爆炸誘發(fā)的地震為5級(jí)左右。⑷地震的地面效應(yīng)比較強(qiáng)烈。極小地震即可有感，并伴有地聲。3級(jí)左右地震即可造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。4～5級(jí)地震的地表最高烈度可達(dá)Ⅶ度,6級(jí)地震可達(dá)Ⅷ度強(qiáng)。⑸地面運(yùn)動(dòng)振動(dòng)周期短、振動(dòng)垂直分量大而持續(xù)時(shí)間短。2023/2/2⑹特殊的巖性組合，有利于發(fā)震的斷層與不連續(xù)結(jié)構(gòu)面的存在，適宜的水文地質(zhì)條件，以及巖體應(yīng)力狀態(tài)等，是誘發(fā)地震的必要條件。如喀斯特的存在，是極有利于水誘發(fā)地震的一種因素。（7）誘發(fā)地震多數(shù)斷層比較脆弱，而今地表，往往處于流體（水、油、氣）侵蝕中，斷層面活動(dòng)有蠕動(dòng)、滑動(dòng)過(guò)程，所以地震波期較大而又初動(dòng)不清，（圖6.59、圖6.60）（8）由于震源很淺，所以短周期表面波發(fā)育；（9）記錄持續(xù)時(shí)間短2023/2/2實(shí)例1、氣田地震（四川遂寧）O:2010年1月31日05:36:56四川遂寧EPC:30.3°N105.7°EH：H＜5km～2kmM:M5.0（M4.8）地震，地點(diǎn)：四川、重慶臺(tái)交接四川省遂寧市有感范圍：30～50km范圍內(nèi)，災(zāi)害：受損房屋達(dá)7000余間2023/2/2震中區(qū)行政圖2023/2/2震中區(qū)概況：震中區(qū)屬盆地丘陵地貌區(qū)，見下圖。該區(qū)地貌條件差異較大,華鎣山主峰海拔1704米,是盆地內(nèi)最高峰，而山谷海拔高度只有幾百米，該區(qū)有較大的油氣儲(chǔ)存，是我國(guó)第三大氣田。2023/2/2四川臺(tái)網(wǎng)記錄波形圖

2023/2/2重慶臺(tái)記錄網(wǎng)波形圖

2023/2/2地震波特征⑴地震波體波成分以1—2秒周期的波為主要波譜；⑵近臺(tái)既震中距在100km左右的臺(tái)站記錄的P波周期在1.0s左右，而通常為0.1～0.5s；⑶P波起緩，周期較大，沒(méi)有散射，S波不發(fā)育⑷3個(gè)“以上”“象限”初動(dòng)為正⑸△小于100km的臺(tái)站記錄有Rg波（花崗巖層中的瑞雷波導(dǎo)波）,而通常Rg波在震中距大于200km以后出現(xiàn)；⑹波的相干和疊加比較明顯，表現(xiàn)為遠(yuǎn)臺(tái)振幅更加發(fā)育。2023/2/2震中位置圖和臺(tái)站震相參數(shù)表（四川）

2023/2/22023/2/2震中位置圖和臺(tái)站震相參數(shù)表（重慶）2023/2/22023/2/2結(jié)論⑴這一地震震源極其淺，震源深度約在2～5km；⑵斷層活動(dòng)不是一次性高速破裂過(guò)程，斷層面活動(dòng)表現(xiàn)出有潤(rùn)滑并發(fā)生有蠕變過(guò)程（P波起緩，周期較大，沒(méi)有散射，S波不發(fā)育）；⑶斷層活動(dòng)的物理過(guò)程中有流體（氣體和液體）參與，⑷震源物理表現(xiàn)張力矩為主和單力偶特征。（P波初動(dòng)和Rg波分析），2023/2/2實(shí)例2、洪澇觸發(fā)卡斯特地質(zhì)結(jié)構(gòu)誘發(fā)地震時(shí)間2010年5月～7月地點(diǎn)：廣西壯族自治區(qū)河池市約2000余個(gè)小震活動(dòng)的震群最大地震ML3.7有感范圍：約

××

范圍內(nèi)，災(zāi)害：受損房屋達(dá)××余間2023/2/22023/2/2震例：2010年06月28日12:412023/2/2部分臺(tái)站的記錄圖2023/2/22023/2/2第117頁(yè)2023/2/22023/2/2中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）第118頁(yè)

與之對(duì)比的地震波記錄圖2023/2/22023/2/2中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）第119頁(yè)

與之對(duì)比的爆炸地震波記錄圖2023/2/22023/2/2中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）第120頁(yè)與之對(duì)比的爆炸地震波記錄圖2023/2/2單臺(tái)震相數(shù)據(jù)格式2023/2/2中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）第121頁(yè)

與之對(duì)比的油氣田誘發(fā)地震波記錄圖2023/2/22023/2/2中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）第122頁(yè)

地震波記錄特征分析2023/2/22023/2/2中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）第123頁(yè)由于水的參與，改變了應(yīng)力條件和降低了巖體結(jié)構(gòu)面的摩擦強(qiáng)度而誘發(fā)震

2023/2/2由于水的參與，改變了應(yīng)力條件和降低了巖體結(jié)構(gòu)面的摩擦強(qiáng)度而誘發(fā)震

⑴以構(gòu)造活動(dòng)為主，⑵受流體影響較大⑶受溶巖（喀斯特地質(zhì)）活動(dòng)深度影響⑷震源極淺

結(jié)論2023/2/2實(shí)例3、井下采礦誘發(fā)礦井地震時(shí)間2010年7月26日地點(diǎn)：重慶市巫山縣有感范圍：礦區(qū)及周邊，災(zāi)害：不清2023/2/2波形記錄圖2023/2/22023/2/2地震參數(shù)表

2023/2/2臺(tái)站相對(duì)震中分布圖

2023/2/2

P波初動(dòng)與濡變反映圖

2023/2/2

S波振幅與P波振幅比和Rg波顯示圖

2023/2/2結(jié)論⑴記錄臺(tái)站分布張角近180°的P波初動(dòng)既不尖銳也不向上，表明不是張力做功，暨不是爆炸地震。⑵P波初動(dòng)周期大且不穩(wěn)定，說(shuō)明在構(gòu)造活動(dòng)時(shí)有流體參與；⑶S波與P波的最大振幅比大于4，而通常小當(dāng)量，近距離的爆炸震波的S波與P波的振幅比近似等于1，表明剪切力（力矩）是主導(dǎo)因素；⑷短周期面波發(fā)育表明震源極淺，實(shí)測(cè)表明其震源深度為3.2km。⑸根據(jù)震區(qū)地質(zhì)在江邊背景和礦區(qū)的工業(yè)背景認(rèn)為這是：

有流體參與的采礦誘發(fā)井下地震2023/2/2例4、廣東省梅州市興寧市采礦誘發(fā)地震2023/2/2測(cè)定臺(tái)站及地震參數(shù)2023/2/2例5、地震誘發(fā)礦震：河南太康地震與礦震2023/2/2地震臺(tái)站分布圖2023/2/2地震臺(tái)站參數(shù)表2023/2/2地震誘發(fā)的礦震2023/2/2礦震臺(tái)站分布圖2023/2/2礦震臺(tái)站參數(shù)表2023/2/2廢舊老礦礦體活動(dòng)地震例：北京房山地區(qū)的老礦體誘發(fā)地震2011年05月16—22日事件2023/2/2北京房山區(qū)2011年5月15-17日舊礦誘發(fā)礦震2023/2/22023/2/22023/2/22023/2/22023/2/22023/2/26個(gè)事件屬于以舊礦體活動(dòng)為主的小型礦震震群，有以下類型：①塌陷為主：

201105222340事件，P波S波等幅，初動(dòng)向下，（包括水平分項(xiàng)）。②以錯(cuò)動(dòng)為主的礦體活動(dòng)：事件201105171906，初動(dòng)有向上有向下類似地震，P波與S波區(qū)別明顯。③礦震與爆破共生的事件：201105171906事件還是一個(gè)礦震與爆破共生的事件。北京房山事件小結(jié)2023/2/2采礦誘發(fā)地震波特征⑴震源淺通常在5km左右，個(gè)別甚至于在1km；⑵初動(dòng)不清誘發(fā)地震多數(shù)斷層尺度小，活動(dòng)不是特別劇烈，所以初動(dòng)不清；⑶周期較大誘發(fā)地震多數(shù)斷層比較脆弱，而今地表，往往處于流體（水、油、氣）侵蝕中，斷層面活動(dòng)有蠕動(dòng)、滑動(dòng)過(guò)程；⑷短周期面波發(fā)育；⑸記錄持續(xù)時(shí)間短2023/2/2山東薛城江蘇徐州交接礦震2012090600:41礦井連續(xù)3次（PP2P3）活動(dòng)，3個(gè)臺(tái)的的震中距不同，但是3個(gè)臺(tái)的P2-PP3-PP3-P2卻都相等。2023/2/2山東萊蕪爆破誘發(fā)礦震（礦塌）2008011919:542023/2/22023/2/22023/2/2塌陷地震波（2006012214:14）2023/2/2廣西鳳山旱澇后的巖溶活動(dòng)（2010062812：41）2023/2/2重慶臺(tái)網(wǎng)記錄的通過(guò)采空區(qū)的地震波2023/2/22011年11月3日河南義馬礦井塌陷2023/2/2震源為表面源，事件過(guò)程通常不是一次性高速破裂過(guò)程；震源物理表現(xiàn)張力矩為主和單力偶特征；溶洞、礦井的“內(nèi)誘發(fā)”的巖爆和礦井巷道塌陷一般是爆聚類型的。表現(xiàn)為所有方位都是膨脹初動(dòng)向下；巖石塌陷可持續(xù)幾秒至幾分鐘并產(chǎn)生地震波，但是這種震波沒(méi)有清楚的初動(dòng)，尤其沒(méi)有波群（P、S、L）的分割；

坍塌與塌陷記錄特征2023/2/2塌陷群初動(dòng)大多比較平緩，初動(dòng)±分布無(wú)規(guī)律可循；波的成份既有高頻又有低頻成分的體波還有短周期表面波形成復(fù)雜的波成份；P波和S波有明顯的耦合特征；其中巖溶地震波有明顯的散射現(xiàn)象生成子波，有時(shí)有諧波；有流體的參與的事件，流體改變了應(yīng)力條件和降低了巖體結(jié)構(gòu)面的摩擦強(qiáng)度，因此地震波中低頻成分更加發(fā)育；完全的塌陷地表破壞形跡，成放射狀。一次塌陷或滑坡往往會(huì)誘發(fā)次一個(gè)2023/2/24、滑坡與垮塌前言中國(guó)大陸每年因各種工程特別是采礦爆破誘發(fā)的各類塌方、陷落和滑坡致數(shù)千人員傷亡，汶川地震后的滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害造成數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人員傷亡，可以說(shuō)滑坡和垮塌每年給我們?cè)斐傻娜藛T和經(jīng)濟(jì)損失難以估量。所以，對(duì)各種因人類活動(dòng)特別是采礦和工程爆破誘發(fā)的地震和塌方的監(jiān)測(cè)、預(yù)警也是地震臺(tái)網(wǎng)重要工作之一。2023/2/2

爆炸誘發(fā)礦難實(shí)例

時(shí)間：2005年11月6日19時(shí)36分地點(diǎn)：河北省邢臺(tái)縣會(huì)寧鎮(zhèn)尚汪莊康立石膏礦波及面：太行、林旺兩個(gè)石膏礦，地面呈漏斗形狀下陷，直接塌陷區(qū)直徑約60米，落幅約10米，周圍600米×800米范圍內(nèi)地面出現(xiàn)不同程度的裂縫，事故造成三個(gè)礦的井巷嚴(yán)重破壞,地面一幢二層樓坍塌；人員傷亡：７１人被困井下，死亡33人、失蹤4人，傷34人；直接經(jīng)濟(jì)損失744萬(wàn)元。2023/2/2

康立石膏礦礦區(qū)塌方

2023/2/211月8日拍攝的事故現(xiàn)場(chǎng)塌陷裂縫

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礦區(qū)附近地面大裂縫2023/2/2礦難孕育過(guò)程第一次小礦震活動(dòng)時(shí)間：11月6日09點(diǎn)42分；地點(diǎn)：尚汪莊康立石膏礦；過(guò)程：一次微破裂過(guò)程,發(fā)育區(qū)域尺度較小，持續(xù)時(shí)間約40秒；力學(xué)性質(zhì)屬?gòu)埩橹鳎妶D1：2023/2/2圖1贊皇地震臺(tái)記錄2005年11月06日09時(shí)42分以張力為主的小礦震2023/2/2第二次礦震群時(shí)間：11月6日12:16~12:46地點(diǎn)：尚汪莊康立石膏礦過(guò)程：多次（4次以上）小破裂過(guò)程,持續(xù)時(shí)間約30分鐘，是一次小震群密集活動(dòng)。特點(diǎn)：強(qiáng)度增強(qiáng)，頻度加快（小震群），有名明顯的剪切（S）破壞，見圖2。性質(zhì)：與09時(shí)事件過(guò)程有本質(zhì)的不同，09時(shí)事件只表明災(zāi)難孕育的開始并不表明一定會(huì)發(fā)生災(zāi)難。12時(shí)事件表明已經(jīng)具備了災(zāi)難礦震的全部條件——較大規(guī)模的破裂發(fā)育區(qū)域；微破裂連續(xù)發(fā)生而且越來(lái)越發(fā)育；加載速率明顯增加且剪切破壞明顯，所有這一切表明大型礦震發(fā)生只是遲早之事。

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圖2贊皇地震臺(tái)記錄2005年11月06日12時(shí)小礦震群活動(dòng)高峰

2023/2/2第三次礦震群時(shí)間：11月6日14時(shí)~16時(shí)地點(diǎn)：尚汪莊康立石膏礦過(guò)程：多次小破裂過(guò)程,持續(xù)時(shí)間約50分鐘，是一次小震群活動(dòng)高峰特點(diǎn)：強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)（14時(shí)50發(fā)生的ML1.5的礦震），頻度進(jìn)一步加快（小震群），S波特別發(fā)育（頂板有較大形變），見圖3。性質(zhì)：與12時(shí)事件對(duì)比，表明頂板破裂面增大，裂變已由初始的張力主導(dǎo)變?yōu)榧羟辛刂?，其?guī)模達(dá)到ML1.5。已經(jīng)具備發(fā)生較大礦震（造成傷亡）的條件，只因?yàn)檫€沒(méi)有造成傷亡，所以也沒(méi)有引起重視，對(duì)眼前的災(zāi)難視而不見，卻為后來(lái)特大災(zāi)難埋下了伏筆。2023/2/2圖3贊皇地震臺(tái)記錄2005年11月06日14時(shí)小礦震群活動(dòng)高峰2023/2/2災(zāi)難的催化劑——爆破17時(shí)47分礦區(qū)進(jìn)行當(dāng)天第一次較大采礦爆破見圖4a。18點(diǎn)35分礦區(qū)進(jìn)行了比第一次更大的采礦爆破見圖4b這兩次爆破對(duì)已經(jīng)非常脆弱的礦層而言是致命的，大型冒頂、垮塌已是再所難免。2023/2/2圖4贊皇地震臺(tái)記錄2005年11月06日17時(shí)礦區(qū)采礦爆破2023/2/2爆破一小時(shí)后災(zāi)難發(fā)生中國(guó)首都圈地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定2005年11月6日19時(shí)36分33.4秒（距爆破僅1小時(shí)），北緯：37度06分，東經(jīng)：114度19分，（正是邢臺(tái)縣會(huì)寧鎮(zhèn)尚汪莊康立石膏礦所在地）發(fā)生震級(jí)：ML3.8大型礦震（大規(guī)?？缢?，見圖5；由于該“石膏礦的作業(yè)面只是靠立柱支撐著，相鄰的幾個(gè)礦還都挖通了，沒(méi)挖通的，相互之間的壁也越來(lái)越薄，而沒(méi)有任何安全措施，”（礦工敘述）致使頂板幾乎是一次塌下，圖5中特大振幅淵源于此，一分鐘后的小型垮塌更是雪上加霜；短短幾十秒37名年輕的礦工命喪黃泉，這是上蒼懲罰的天災(zāi)，還是利益驅(qū)使的人禍，難道不值得我們思考嗎。2023/2/2圖5贊皇地震臺(tái)2005年11月06日19：36記錄河北省邢臺(tái)縣會(huì)寧鎮(zhèn)尚汪莊康立石膏礦冒頂?shù)卣鸩?/p>

2023/2/2事件啟示是不是突發(fā)事件（09時(shí)～19時(shí)）？造成37條生命命喪黃泉，人為因素和自然因素各占多少？礦區(qū)為什么沒(méi)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)？礦區(qū)外地震臺(tái)網(wǎng)有記錄，但他們沒(méi)有小礦震監(jiān)測(cè)和通報(bào)職責(zé)與義務(wù)，為什么在14時(shí)有小規(guī)模冒頂而礦工不撤？以上如何解析？2023/2/2滑坡（landslide)斜坡上的土體、巖體等受自然（河流沖刷、地下水活動(dòng)、地震、風(fēng)電雨….）或人類活動(dòng)（工程、生活….）影響在重力作用下，沿著一定的軟弱面或軟弱帶，整體地或分散地順坡向下向外滑動(dòng)的現(xiàn)象。坡是一種由位能通過(guò)受人類活動(dòng)或自熱因素（風(fēng)、雨、雪等的侵蝕）誘發(fā)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的小型地質(zhì)活動(dòng)，但卻可能造成大的地質(zhì)災(zāi)害，在撞擊前的滑動(dòng)期間，產(chǎn)生強(qiáng)噪聲背景，撞擊時(shí)形成極強(qiáng)的脈沖，并拌有多次振動(dòng)，

2023/2/2主要內(nèi)容1、滑坡的生成滑坡的生成基礎(chǔ)條件；滑坡生成的觸發(fā)因素和誘發(fā)因素；滑坡的強(qiáng)度；滑坡的分類。2、滑坡地震波滑坡地震波的力學(xué)機(jī)制特征；不同滑坡震波分析。2023/2/2滑坡生成的基礎(chǔ)條件1、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地貌斜坡體前有滑動(dòng)空間，兩側(cè)有切割面，切割分離成不連續(xù)狀態(tài)。特別是丘陵山區(qū)，最基本的地形地貌特征就是山體眾多，山勢(shì)陡峻，溝谷河流遍布于山體之中，與之相互切割，因而形成眾多的具有足夠滑動(dòng)空間的斜坡體和切割面。斜坡的物質(zhì)基礎(chǔ)具有松散土層、碎石土、風(fēng)化殼和半成巖土層的斜坡抗剪強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生變形面下滑；堅(jiān)硬巖石中由于巖石的抗剪強(qiáng)度較大，能夠經(jīng)受較大的剪切力而不變形滑動(dòng)。。2023/2/2滑坡生成的觸發(fā)事因1、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)地震地震的強(qiáng)烈作用使斜坡土石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和變化，原有的結(jié)構(gòu)面張裂、松弛，地下水位的突然升高或降低余震的反復(fù)振動(dòng)沖擊，斜坡土石體發(fā)生變形，導(dǎo)致滑坡2、水文地質(zhì)地下水活動(dòng)河流剝蝕2023/2/2滑坡生成的誘發(fā)事因1、風(fēng)、雨、雪等的侵蝕雨水的大量下滲導(dǎo)致斜坡上的土石層飽和，甚至在斜坡下部的隔水層上積水，從而增加了滑體的重量，降低土石層的抗剪強(qiáng)度，導(dǎo)致滑坡產(chǎn)生雨水2、人類活動(dòng)工程、工程爆破與礦山開采、油氣開采、抽水、蓄水與灌溉2023/2/2滑坡強(qiáng)度1、巖性、滑體：滑體構(gòu)成和土方量2、滑速：動(dòng)能，沖擊速度3、坡度、高程：勢(shì)能4、滑落方式：拋移，氣墊效應(yīng)“飛移”2023/2/2滑坡分類1按滑坡體體積分類，滑坡分為4個(gè)等級(jí)：①小型滑坡：滑坡體積小于10×104立方米；②中型滑坡；滑坡體積為10×104-100×104立方米；③大型滑坡：滑坡體積為100×104-1000×104立方米;④特大型滑坡（巨型滑坡）：滑坡體體積大于1000×104立方米。2023/2/2滑坡分類2按滑坡的滑動(dòng)速度，滑坡分為4類：①蠕動(dòng)型滑坡，人們作憑肉眼難以看見其運(yùn)動(dòng)，只能通過(guò)儀器觀測(cè)才能發(fā)現(xiàn)的滑坡；②慢速滑坡：每天滑動(dòng)數(shù)厘米至數(shù)十厘米，人們憑肉眼可直接觀察到滑坡的活動(dòng)；③中速滑坡：每小時(shí)滑動(dòng)數(shù)十厘米至數(shù)米的滑坡；④高速滑坡：每秒滑動(dòng)數(shù)米至數(shù)十米的滑坡。2023/2/2滑坡地震波的力學(xué)機(jī)制特征（1）滑坡地震波的機(jī)制不同于滑坡機(jī)制滑坡機(jī)制：在重力場(chǎng)，自然因素或人類活動(dòng)引起（誘發(fā)）山體或巖土滑移的機(jī)制；地震波機(jī)制：滑坡孕育和滑移體移動(dòng)及巖土墜落產(chǎn)生的振動(dòng)的傳播機(jī)制。2023/2/2（2）滑坡不同階段地震波的機(jī)制不同滑坡孕育和滑移初始的地震波機(jī)制主要表現(xiàn)為：集中震源特征即當(dāng)發(fā)生斷層錯(cuò)動(dòng)時(shí)只有一翼運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)源模型山體滑坡受力分析山體滑坡示意圖2023/2/2集中點(diǎn)原模型地震波位移表現(xiàn)孕育發(fā)生滑坡時(shí)的點(diǎn)源模型地震波輻射示意圖2023/2/2滑移始后塌落震波的機(jī)制和輻射滑移震波的機(jī)制沒(méi)有明確的輻射“震相混雜”2023/2/2

（1）斜坡對(duì)地震波有“豎直放大”效應(yīng)，但僅在一定高度范圍內(nèi)；通常高度大于300m，位移、速度、加速度等值線圖的量值不再是隨高程的升高而增大，而是形成一些圈閉極值區(qū)域，極大值和極小值相間出現(xiàn)，在空間上呈現(xiàn)節(jié)律性變化。（2）斜坡的坡度對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響，不是線性的；加速度放大系數(shù)也不是隨著坡度的升高而升高，而是在40°左右有一個(gè)峰值，在40°之前放大系數(shù)隨坡度升高而升高，40°以后隨坡度升高而降低。老滑坡堆積體的坡度多小于25°，地震波的響應(yīng)不敏感。（3）坡體內(nèi)部的軟弱材料，對(duì)地震波有的濾波作用，地震波的大量能量會(huì)被吸收。當(dāng)滑帶密實(shí)且具有一定厚度，能夠經(jīng)受住地震波的拉、剪作用時(shí)，滑帶就對(duì)其上部的滑體起到了隔振作用，構(gòu)成了一個(gè)阻擋地震波的屏障。

滑坡堆積體的地震波動(dòng)力響應(yīng)2023/2/2（4）地震波的頻率、振幅、傳播方向與斜坡動(dòng)力響應(yīng)的特征密切相關(guān)。高頻波作用下坡體內(nèi)部加速度放大系數(shù)極值區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)較多，且放大系數(shù)的量值低于低頻波作用下的放大系數(shù)，這與巖土體對(duì)高頻波的吸收作用有關(guān)；地震波的幅值主要是改變坡體內(nèi)部加速度放大系數(shù)的量值，兩者成正比關(guān)系，幅值的大小不會(huì)改變放大系數(shù)等值線的形態(tài)；當(dāng)?shù)卣鸩ǖ膫鞑シ较蚺c滑坡堆積體的坡面方向一致時(shí)，是最不利于堆積體的穩(wěn)定的，而當(dāng)兩者方向相反時(shí)，動(dòng)力波對(duì)斜坡的動(dòng)力響應(yīng)影響是有限的。（5）滑坡堆積體在地震波作用下的變形破壞主要表現(xiàn)為“累積型”破壞，即受地震力的作用坡體的巖土體松弛、破裂，產(chǎn)生橫向的拉裂縫，并逐漸向前緣“滑移—潰屈”，直至破壞失穩(wěn)，而很少表現(xiàn)為瞬間的整體崩落和高度滑移。2023/2/2滑坡與垮塌的震波特征實(shí)例分析滑坡過(guò)程滑坡應(yīng)對(duì)2023/2/2（1）以垂直運(yùn)動(dòng)為主的小型滑坡2013-08-1311：26黑河臺(tái)記錄近距離小型滑坡2023/2/22013-06-1206：20黑河臺(tái)記錄

近距離小型滑坡2023/2/2滑坡現(xiàn)場(chǎng)巖土幾乎

覆蓋了擺房2023/2/2特征：多次塌落；以垂直運(yùn)動(dòng)為主；以高頻波為主；幾乎分辨不出S波，沒(méi)有Lg波；持續(xù)時(shí)間短2023/2/22011-10-0906：28長(zhǎng)白山臺(tái)記錄的略遠(yuǎn)近場(chǎng)的小型滑坡（2）略遠(yuǎn)近場(chǎng)的小型滑坡2023/2/2

2011-10-1408：10長(zhǎng)白山臺(tái)記錄的略遠(yuǎn)近場(chǎng)的小型滑坡2023/2/2特征：多次塌落滑移；以水平運(yùn)動(dòng)突出；以震波頻率有低頻成份；初至波沒(méi)有記錄；持續(xù)時(shí)間略長(zhǎng)2023/2/22009年7月6日14:32

湖北宜昌市興山縣塌陷滑坡參數(shù)（3）多臺(tái)（臺(tái)網(wǎng)）臺(tái)記錄的大型型滑坡2023/2/22009年7月6日14：32

湖北宜昌市興山縣塌陷波形2023/2/22009-06-05重慶武隆滑坡位置2023/2/22009-06-05重慶武隆滑坡定位臺(tái)站分布2023/2/22009060514：51重慶武隆滑坡2023/2/22009-06-05重慶武隆滑坡記錄圖2023/2/22009-06-05重慶武隆滑坡記錄圖2023/2/2武隆滑坡過(guò)程分析

Pg是破裂開始的記錄臺(tái)站時(shí)間，（P結(jié)）是破裂結(jié)束時(shí)間，它們的差就是山體破裂過(guò)程時(shí)間，約1.5~2.0s。2023/2/2武隆、仙女山和巴南石龍三個(gè)臺(tái)站在滑坡前和滑坡初始階段有爆炸痕跡，以武隆記錄最明顯，巴南石龍臺(tái)記錄到山體破裂前有一個(gè)明顯爆炸震波，但其更像人工爆炸。2023/2/2初始落地時(shí)間為14：51：35，最大滑體觸地時(shí)間14：51：43?；律襟w走向可能是北西或北東向?qū)γ鏇_滑，正南、正北或正東、正西的可能性較小。

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武隆滑坡從起始到結(jié)束為30～40秒，這次滑坡主要是由5次下滑完成的。

2023/2/2時(shí)間地點(diǎn)：2013年1月11日上午8時(shí)20分，云南省昭通市鎮(zhèn)雄縣果珠鄉(xiāng)高坡村趙家溝村民組發(fā)生山體滑坡。（27°33.5″N，104°59.15″E）。過(guò)程：約20*104m3

的滑坡體向N30°E方向下滑約200m后，撞擊沖溝右側(cè)小山坡，鏟刮表層殘坡積，偏轉(zhuǎn)約30°后轉(zhuǎn)化為土流向N60°E高速下滑約300m，受溝谷地形的控制，滑坡體偏轉(zhuǎn)N27°E，并在陡崖處加速滑動(dòng)，滑覆距離約300m。形跡：據(jù)災(zāi)后無(wú)人機(jī)航攝影像和地面調(diào)查，滑坡長(zhǎng)(滑程)約800m，寬約150m，平均厚度約5m,堆積體積約40×104m3災(zāi)情：趙家溝村民小組60多間房屋被毀，46人遇難。致使46人死亡，2人受傷，掩埋房屋63間，毀壞耕地500余畝。2013年1月11日云南省昭通滑坡2023/2/22023/2/2圖1：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和Google地圖描繪的坡積土石混合體山坡的破壞范圍和破壞土石混合體遠(yuǎn)程大范圍運(yùn)移、散落和堆積空間分布圖。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，我將它們的空間分布從山頂?shù)狡碌坠贩謩澇梢韵聟^(qū)域：（a）頂部陡坡和匯水小沖溝范圍,山頂海拔高程大約1900m；（b）被破壞的坡積山坡范圍；（c）被破壞土石混合體主體北東東運(yùn)移方向和范圍；（d）西北側(cè)山坡被破壞土石混合體運(yùn)移方向、散落和堆積范圍；（e）東南側(cè)山坡被破壞土石混合體運(yùn)移方向、散落和堆積范圍；（f）鄉(xiāng)村公路兩側(cè)被土石混合體破壞的村莊范圍。2023/2/22023/2/2圖2：被破壞的坡積山坡狀況。坡積物是由泥質(zhì)粘土和大小不等的泥質(zhì)含粉沙質(zhì)頁(yè)巖碎塊片組成的土石混和體的第四紀(jì)坡積物。堆積體附近沒(méi)有破壞坡積山坡的坡度從坡底的14逐漸上升到頂部的30左右。被破壞坡積山坡的坡面傾向東北。在這片被破壞的山坡地表面，沒(méi)有見到任何基巖出露。2023/2/22013年1月11日08：20，云南省昭通山體滑坡地震波記錄圖。記錄時(shí)間為08：15-08：502023/2/22013年1月11日云南省昭通山體滑坡屬于以泥土為主的滑坡，幾乎沒(méi)有巖石塌陷，所以其震波幾乎與正常的地脈動(dòng)沒(méi)有明顯的變化。2023/2/2

滑坡堆積體的地震過(guò)程特征

滑坡生成階段（張裂）只有微弱的震波生成，滑動(dòng)開始則產(chǎn)生多個(gè)脈沖和不規(guī)則振動(dòng)（包括不規(guī)則橢圓偏振）；滑坡往往不是一次完成，武隆滑坡主體從起始到結(jié)束持續(xù)時(shí)間約為30～40秒，其中有5次大大規(guī)?；?，是造成災(zāi)害的主要因素；從以上諸圖看，滑坡既沒(méi)有確定的P、S波分段也沒(méi)有明確的體波和面波的界定點(diǎn)；體波周期雜亂無(wú)章，且不同震中距表現(xiàn)的初動(dòng)不一。2023/2/2滑坡、塌陷的震波基本特征1、沒(méi)有確定的P、S2、沒(méi)有明確的體波、面波的界定點(diǎn)3、體波周期雜亂無(wú)章且其周期不規(guī)則，4、由于滑落的持續(xù)震波不按持續(xù)時(shí)間衰減5、不同震中距表現(xiàn)的初動(dòng)不一（遠(yuǎn)臺(tái)初動(dòng)往往記錄不到）6、面波主要是Rg波，2023/2/2