滇西北地区断层破碎带宽度与为断层错距的统计关系

本文对非粘土断层泥带宽度与断层错距在断层（带）发育中期线性相关的实验结果为依据，对滇西北地区断层破碎带宽度（Ｗ）与断层错距（Ｄ）的关系作了统计分析，目的在于建立一种从断层破碎带几何特征反演断层背景位移的新方法。通过对该区中等发育程度的３３条断层４８组样本的统计，得到相关性较好的Ｄ＝１８．５Ｗ的经验关系式，同时还就这一关系式的适用范围及影响因素进行了分析讨论。应用Ｄ－Ｗ关系，确定了直线型的剑川断裂中     

滇西北地区最大断层错距、破碎带宽度与断层长度的关系

本文对滇西北24条中小型走滑断层的40组端点距L_d与错距(D)的数据进行了回归分析,发现二者具有良好的线性关系,即L_d=2.75D-0.15。由该区的断层破碎带宽度(W)与错距(D)的经验统计关系,得出了由最大断层破碎带宽度(W_(max))估计断层长度的表达式,即L=101.75W_(max)—0.30。在本文中,还应用上述关系式对有争议的定西岭断裂南延趋势及剑川—白汉场断裂的长度作了定量估计。     

P波入射下断层参数对地表地震动的影响

基于应用透射人工边界条件的显式有限元法计算断层破碎带宽度及力学参数变化、地震动入射角变化时二维断层场地模型P波入射下地表地震动场的分布。结果表明:(1)低速度破碎带的存在导致整个场地都有P波转换为SV波的分量,且在断层破碎带的区域出现断层陷波;(2)低速度破碎带的存在使输入场地恒定的能量向破碎带集聚放大,随着破碎带宽度增大或其介质波速降低集聚放大效应增大;(3)场地放大效应是频率相关的,宽度较宽或介质波速较低的断层破碎带对输入地震动中较低的频率成份放大显著;(4)竖向断层破碎带能阻隔斜入射地震P波,随着入射角增加隔震效应更显著。     

利用断层围陷波资料研究汶川M_S8.0地震构造特征

利用汶川地震区不同地段的断层围陷波记录,分析了该地震断层的分段性特征。对断层北东段的关庄测线分析研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约160~180m,地下破碎带的中间与地表破裂的位置对应,并且地下破碎带在断层的两盘边缘较均匀地分布,反映了北东段的断层倾角较陡,近似直立断层。对断层南西段的虹口测线研究结果表明：地壳内破碎带的宽度大约180~200m,地下破碎带主要分布在地表断层陡坎上盘所对应的地壳内,反映了南西段断层倾角比北东段断层倾角小。本文的研究结果可以为汶川8.0级地震的构造背景研究提供依据。     

非粘土断层泥带厚度与断层错距关系的实验研究

通过济南辉长岩双剪摩擦实验,笔者研究了非粘土断层泥带厚度随断层滑移的变化特征及主要影响因素。结果表明:非粘土断层泥的形成过程具有明显的分段特征。在断层演化的中期阶段,非粘土断层泥带厚度与断层错距呈明显的线性关系。该关系的建立,为从构造物理角度反演断层错距提供了一个可尝试的途径;凹凸体作用的结果,为非粘土断层泥的形成提供了丰富的物质来源,同时,凹凸体的几何尺度又控制着断层泥带的极限厚度。这一发现不仅对于研究断层泥的形成过程,而且对于研究断层发育的后期阶段的摩擦滑动性状都有重要意义。     

论地震断层的标度律

主要使用Wells和Coppersmith(1994)汇编的震源参数数据库,研究了地震断层的地震矩M_0、平均位移δ、破裂宽度W和破裂长度L之间的标度关系。结果表明:地震矩M_0与破裂长度L的关系大致为:M_0～L~2;大地震的破裂长度与破裂宽度无关;平均位移δ与破裂长度L的关系大致为:δ～L;平均位移与破裂宽度无关。因此,Scholz(1982)提出的乙模型比Romanowicz(1992)提出的W模型更适合于描述地震断层的标度律。     

走滑断层对裂缝分布的控制——来自离散元数值模拟的启示

走滑断层控制的缝洞储层是塔里木盆地超深层碳酸盐岩油气勘探的主要对象,走滑断层相关裂缝分布规律对指导超深层油气勘探开发具有重要意义.本文利用离散元数值模拟方法,对6组不同排列和活动方式的走滑断层相关裂缝发育规律进行了研究,并与塔里木盆地北部地表露头区走滑断层实测结果进行了对比验证.走滑断层的纯走滑段应力分布稳定,其最大主应力保持水平,且方位不变,形成的优势裂缝走向与断层面呈小角度斜交.当走滑断层的叠接段或转折段为拉分区时,其最大主应力方位由水平变为垂直,形成的优势裂缝走向与断面大角度斜交.当走滑断层的叠接段或转折段为挤压区时,其最大主应力保持水平,但应力方位随断距增加而发生明显偏转.因而在走滑断层活动早期,主要发育与走滑断层呈小角度斜交的优势裂缝;在走滑断层活动后期,主要发育与主断面平行或者反向小角度相交的裂缝.在走滑断层的不同构造部位,裂缝发育程度存在明显差异.在走滑断层端部、连接部位和主断层面处裂缝相对发育,且前两者裂缝分布范围明显大于后者.相对于走滑断层的位移量,走滑断层的主位移带对裂缝发育的影响更大.在主位移带形成之前,走滑断层相关裂缝发育带宽度和裂缝密度随位移量的增加而快速增大...     

1812年尼勒克地震断层及最大位移

通过野外考察和地貌变形测量等手段,研究了尼勒克1812年8级地震的地震断层的平面分组特点、活动性质、分段特征,讨论了地震滑塌构造、地震断层与重力滑坡的区别,分析了线性滑坡后壁与地震断层的潜在关系。在正确区分地震断层和滑坡后壁的基础上,确定了地震断层的最大位移。该形变带从吉仁台延伸到乔尔马以东,东西总长124 km,南北最宽处约28 km,地震断层断续展布97 km,最大垂直错距为15 m,水平位移为4 m。     

隐伏逆断层破裂扩展特征的实验研究及其地震地质意义

通过模拟实验研究了逆断层活动过程中上覆沉积层的破裂扩展特征,采用投影条纹测试方法分析了沉积层表面离面(即垂直)位移场的演化过程。结果表明,在沉积层厚度和断层倾角一定的条件下,基岩中的逆断层逐渐向上扩展,并在沉积层表面围绕基岩断层上断点的投影线形成一个离面位移梯度带(即形变带),基岩断层的位移越大,沉积层中的形变带越宽、变形越强烈;但当断层扩展至沉积层表面后,形变带宽度将保持稳定,只是变形随断层位移增加而更集中。对于同样的基岩断层位移和断层倾角,沉积层厚度越大,受基岩断层控制的形变带越宽,即基岩断层的影响范围越大;当沉积层厚度超过某一临界值时,沉积层中会发育因隆起引起的表面拉张破裂。在沉积层厚度和基岩断层位移量一定的情况下,基岩断层倾角的增加将会使表面形变带的宽度减小,但会使变形破坏程度更强烈。实验结果意味着,临界断层位移、临界沉积层厚度以及断层倾角对于确定隐伏逆断层发震产生的地表变形和破坏特征具有重要意义。文中的研究结果有助于进一步认识汶川MS8.0地震的地表变形特征     

地震动和断层错动联合作用下隧道纵向响应解析解

隧道穿越地震活动断层带时可能遭受严重破坏,以内马铁路一期三标段工程为依托,对地震动和断层错动联合作用下隧道结构纵向响应进行研究。针对穿越断层破碎带的隧道结构,基于地下结构抗震拟静力法,将其简化为弹性地基梁,并将地震动和断层错动位移简化为作用在隧道上的静荷载,建立地震动和断层错动联合作用下隧道纵向响应理论模型并进行求解,利用有限元数值模拟方法验证解析解的正确性。通过解析解进行参数敏感性分析,揭示断层错动位移、两侧围岩地基系数与断层破碎带地基系数比及围岩与隧道结构刚度比对隧道结构纵向响应的影响规律。研究结果表明,断层错动位移增加使隧道结构截面弯矩、剪力峰值接近线性增加,隧道内力沿隧道纵向分布的影响范围不变,且断层破碎带界面出现了截面剪力突变;两侧围岩地基系数与断层破碎带地基系数比对隧道结构截面剪力的影响较大,在地震动和断层错动联合作用下隧道结构剪力在断层破碎带界面急剧减小;随着围岩与隧道结构刚度比的减小,地震动引起的隧道挠度减小,断层错动作用引起的隧道挠度变化范围增大,同时隧道结构内力响应明显增大。     

新疆库尔勒活动断裂和断层破裂段探讨

新疆南疆重镇库尔勒市及附近地区，至少分布着９条颇具规模的活动断裂。尤其斜切库尔勒市区北部的库尔勒断裂，新活动十分强烈。库尔勒断裂东段与兴地断裂西段很可能是连通的一条地震破裂段，两者均存在着丰富的多期次古地震事件的遗迹，为较稳定的断层“破裂单元”。该破裂段上现代地震活动异常平静，但发现了明显的蠕滑错开形迹。这种地震的发生与断层滑动不协调现象，说明断层运动受到了抑制，能量在某处得以积累，有酿成大震的条件和危险。     

走滑活动断裂带断错冲沟变形角特征及其构造意义初探

阐述了通过走滑活动断裂断错冲沟形成变形角研究冲沟形成年代,进而探讨断裂活动特征的方法。并以天桥沟－黄羊川断裂东段为例,对变形角大小和冲沟形成年代及冲沟水平断错距之间的关系进行了探讨,结果表明它们之间关系密切。最后论述了变形角用于走滑活动断裂研究的可能性及意义。     

地表松软层对断层位错位移场的影响及其反演问题

本文讨论了地表松软层对断层位错位移场的影响。研究表明,在表层弹性波速较低,特别是在带厚的地表松软层的情况下,震中附近的地表位移幅度明显增大,地表位移幅度由近及远的衰减加快,也就是说地表松软层有使断层表观变浅的效应。利用带松软层的多层介质模型,由1966年邢台地震前后的大地测量资料反演了该地震系列的断层位错模式,反演得到了三个地震断层面。其它方面的证据也支持了存在有这三个活动地震断层的结论。     

汶川地震形成位移场的空间分布

采用Yoshimitsu Okada及Steketee的断裂位错模型和汶川地震现有成果,通过坐标转换和合成矢量的方法将断裂位错模型用于映秀—北川断裂、灌县—安县断裂和北川—青川断裂组成的断裂系统的错动研究中,理论上计算龙门山近断裂地区的水平位移场(包括沿走向和垂直走向方向)和垂直位移场从震源到地表的分布.模型参数源于现有的研究成果和野外实地考察,计算得到的地表位移场与先前研究成果,包括GPS实测数据,具有的近似性表明了模型的正确性.但GPS只能测定地表水平和垂直变形,对于地下变形情况及其分布却无法描述;目前对于地下变形的研究主要基于对大量仪器记录的地震资料进行反演或通过野外观测进行推测;但是反演多集中于空间较大范围,这样虽可阐述断裂运动引起的大范围位移趋势,而对于震源附近空间介质位移的描述却略显粗糙;同时,野外观测误差较大.本文通过理论模型计算汶川地震中近断裂区域(距断裂50km)内的位移及分布.由计算发现在近断裂区域内垂直位移场和垂直走向方向位移场变化趋势一样,幅值都是从震源到地表逐渐减小;沿断裂走向方向的水平位移场从震源到地表逐渐变大,同时计算还表明位移场的变化在断裂上盘比下盘剧烈,余震分布主要集中于断裂上盘,这说明余震分布和位移剧烈程度存在某种相关性.     

荥经-马边-盐津逆冲构造带断裂运动组合及地震分段特征

逆冲构造带的分段性研究是评价该类发震构造地震危险性的基础工作。荥经-马边-盐津逆冲构造带是青藏高原东南边缘重要的NW向强震构造带,该构造带以逆冲错动为主要活动形式,其组合形式与逆冲强度存在南北差异。通过NE向横向断裂的构造地貌分析,发现横向断裂以右旋走滑活动为主,兼有倾滑活动。根据其与纵向断裂的交接关系,将横向断裂概括为横向分割断裂、横向撕裂断裂和横向转换断裂3种类型,讨论了3类横向断裂在逆冲构造带分段中所起的不同作用,进而将荥经-马边-盐津逆冲构造带分为独立的3段,并分析了各段的地震活动特征。研究表明,荥经-马边-盐津逆冲构造带以横向断裂为标志的3分段特点,既体现了段与段之间断裂活动强度、地震破裂强度与步调的差异,又体现了段内地震破裂步调的一致性,表明横向断裂在一定程度上控制了逆冲构造带的破裂分段,只是横向断裂的类型不同,其所起的作用也不同     

从断裂力学观点研究地震的破裂过程和地震预报

把断裂力学中的应变能释放率公式和裂纹错开位移公式运用到地震破裂中来,再用震级-能量公式logε_e=α₁M+α₂,对于走向滑动、倾向滑动和圆盘形剪切破裂找到了震源参数和地壳应力状态之间的内在联系,汇总在表2。对于走滑断层情形,关系式如下: （1） （2） （3） （4）应力降 （5）平均应力 （6）用M_o和L²W求区域应力公式式中,M为震级,L、W为断层长度和宽度,η为地震效率,τ₀为区域剪切应力,τ_y为剪切屈服强度,μ为刚性系数,v为泊松比,为平均位错,M₀为地震矩。 利用（6）式或（1）式,在实验室测出地壳状态下屈服强度τ_y,后,可用地震观测资料算出区域剪切应力τ₀。 上述关系式和目前流行的震源参数之间的关系式有很大的差别。原因是以往只考虑了破裂的初态和终态,没有考虑破裂过程。而断裂力学恰恰是考虑了破裂过程。     

新疆尼勒克1812年地震断层构造特征

研究了1812年尼勒克地震断层的展布、构造类型和组合型式等地表特征，认为属倾滑型地盐碱地。破裂展布与逆冲性质的喀什河断裂一致，可分为三段。地震破裂的类型有正断层、走滑正断层、逆断层和地震裂缝四种，连续性较差，垂直错距约为水平位移的4倍，断裂带东西两端具有不同的特点。最后对发震构造与地表地震破裂的性质不一致问题进行了简单讨论。     

澜沧,耿马震区断层启动系数与大震序列发震断裂研究

在分析构造应力场最大主应力方向和断层走向之间的夹角与断层错动关系的基础上，同时还考虑断层的几何特征，错动性质以及应力场状态等因素，提出以断怪启动系数Ｋ值来定量表征处在相同构造尖力环境中，不同走向的活动断裂的活动程度，并以１９８８年澜沧－耿马大震序鲁为例，计算了大震和强余震震源机制节面的断层启动系数，对震区主要活动断裂在近似情况下也计算了断层启动系数，以此在结合地震破裂带等资料对大震和强余震的发震断     

滇西南地区澜沧断裂全新世滑动速率与走滑起始时间探讨

通过卫星影像解译、野外实地调查和地质填图,获得滇西南地区澜沧断裂的基本特征和活动性参数,澜沧断裂属于龙陵—澜沧新生地震断裂带的东南段,北起耿马县联合村,向南东经澜沧县哈卜吗、战马坡、大塘子至澜沧县城东南,总体走向NNW,长度约85km。该断裂为一条全新世活动的右旋走滑断裂,兼具倾滑分量,沿断裂形成了丰富的断错地貌现象,主要表现为断层陡崖、冲沟右旋、断层陡坎、断层沟槽、断层垭口和断陷凹坑等。通过详细的野外考察,选择典型断错地貌进行差分GPS测量,结合所获相应地貌面的年代数据,得到该断裂全新世以来平均右旋走滑速率为(4.2±2.3)mm/a,其结果与现今GPS观测所得速率相当,反映了该断裂长期以来滑动速率的稳定性。同时根据岩体的最大位错量4.6~4.8km,估算断裂开始右旋走滑的时代为距今约1.1 Ma,即早更新世晚期。