image: 滑坡体泊松比(a)和典型剖面下方S波速度(b~d). 圆圈和三角形分别标明钻孔和地震台站位置. view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
滑坡现象是一种全球频发并造成巨大人员伤亡和财产损失的自然灾害。由于地球对地震波高频信号的衰减作用, 广泛使用的远震接收函数很难有效用来反演浅层结构信息。最近一项研究率先使用近震高频接收函数方法获得了第四系西山村滑坡体地震台站下方的泊松比和剪切波速度。
研究相关的论文题为：“基于近震高频接收函数研究中国四川西山村滑坡的泊松比和S波速度（Poisson’s ratios and S-wave velocities of the Xishancun landslide, Sichuan, China, inferred from high-frequency receiver functions of local earthquakes）”，出版于《中国科学: 地球科学》2021年第7期，由中国科学院精密测量科学与技术创新研究院危自根副研究员作为第一作者，储日升研究员担任通讯作者撰写。研究者采用近震高频接收函数Vp-k 叠加方法和非线性波形反演方法获得了第四系西山村滑坡体密集台阵下方的泊松比和S波速度。
四川省理县通化镇西山村滑坡位于青藏高原和四川盆地转换带的龙门山构造区。2008年汶川MS8.0大地震发生后, 离震中约50 km的西山村滑坡受到了显著影响，产生几条巨大裂缝，坡上部分房屋产生裂缝甚至倒塌。对西山村滑坡稳定性研究和治理是一项非常紧迫的科研和工程任务.
研究者首先理论计算了入射到滑坡体底界面的近震P波震相的入射角，发现其近似满足近垂直入射的要求，证明了滑坡体上地震台站接收到的近震资料能用来提取高频接收函数。然后，他们采用接收函数Vp-Vp/Vs叠加方法和非线性波形反演方法获得了从下往上由h1、h2和h3块体组成的第四系西山村滑坡体密集台阵下方的泊松比和S波速度（图1）。结果表明，滑坡体泊松比普遍高于0.33, S波速度主要在0.1~0.9 km/s内变化。高异常泊松比（>0.44）主要分布在滑坡体不同块体的交界区和h2块体的西边缘, 大致对应滑坡体厚度变化剧烈的区域, 很可能是潜在的滑坡危险区域。滑坡体底部广泛分布10~30 m厚的0.05~0.2 km/s的低速层。滑坡体高的泊松比和底层广泛分布的低速带可能与区域内富集水有关。
该研究结果表明, 利用近震高频接收函数能有效约束浅表结构特征, 进而为滑坡稳定性分析和灾害减灾提供地震学参考。
该项研究得到了中国科学院战略性先导科技专项(B类)项目(编号: XDB41000000)和国家自然科学基金项目(批准号: 41604056, 41661164035)。
更多详情请阅原文：
危自根, 储日升, 李志伟, 盛敏汉, 曾求. 2021. 基于近震高频接收函数研究中国四川西山村滑坡的泊松比和S波速度. 中国科学: 地球科学, 51（7）：1181-1192
Wei Z, Chu R, Li Z, Sheng M, Zeng Q. 2021. Poisson’s ratios and S-wave velocities of the Xishancun landslide, Sichuan, China, inferred from high-frequency receiver functions of local earthquakes. Science China Earth Sciences, 64(7): 1195-1206, https://doi.org/10.1007/s11430-020-9734-5
Journal
Science China Earth Sciences