从昌平井体应变、水位对地震波的响应特征求算含水层的Skempton常数

以理想孔隙弹性介质线性孔隙弹性理论为基础, 利用井含水层系统孔隙压力变化与体应变之间的数学表达式. 以2004年12月26日苏门答腊MＳ8.7（根据中国地震台网中心目录）地震波引起的昌平地震台水位和体应变波动资料为例,分别从时间域和频率域分析了水位与体应变之间的相互关系,并计算出地震波通过含水层时引起的水位波动对体应变的响应系数,给出了一种估算Skempton常数B的方法,为求解含水层特性提供了途径.      

观测应变阶在地震应力触发研究中的应用

对中国钻孔应变台网观测到的昆仑山口西MS8.1大地震的应变阶资料的研究结果表明:① 很多观测值与静力位错理论计算值不符合；② 北方地震较活跃地区的很多台站观测到异常大的应变阶，而南方构造运动较不活跃地区的台站虽然也观测到地震波动，但是应变阶不明显. 由此推断，地震的触发（可能是动态触发）作用对远场的实际地震应变变化具有重要影响. 也就是说，远场的构造活动（可能是断层活动）是否曾被地震触发，可能决定当地的应变场变化的主要特征. 进一步对昌平台1999年3月11日张北地震与1999年11月1日大同地震的观测资料对比分析表明:断裂带的分布情况对实际地震应变变化有直接影响. 这证明观测到的异常大的地震应变阶可能是地震触发了当地的断层活动的表现.      

地壳形变前兆及其应变量转换

归纳了自1975年以后华北地区13次中强以上地震的地壳形变短临前兆异常60例。统计地壳形变短临异常与地震的定性关系，发现距震中较远的台站异常出现较早，较近的台站异常出现较晚，地震的震级与异常的空间展布范围成正比，异常往往倾向震中或背向震中。跨断层的位移型形变异常形态有两大类：一类是趋势性异常变化，另一类是高频波动。本文提出了将连续型形变转化为应变的方法。从1989年10月16日大同－阳高61级地　震和1991年3月26日大同－阳高5．8缓地震的实例可见，地震往往发生在高应变区或其附　近，异常量级可达10－6。     

九江地震台洞体应变观测环境影响分析

对九江地震台2008—2013年洞体温度年变化、气压上升、集中降雨、抽水和承压含水层卸载对洞体应变产生的异常进行统计,获得应变异常量级范围,建立洞体应变观测简单静力学模型。研究认为,九江地震台山洞线应变年变化由观测基线介质的温度效应引起,而气压、降雨、抽水和含水层卸载引起的应变变化则主要由山体附加应力决定。     

基于二阶应变梯度理论的弹性波数值模拟

介质微结构相互作用会使介质存在不均匀性,而这种不均匀性,则会引发新的响应.当位移场/旋转场存在强烈空间/时间变化时,这种由介质微结构相互作用所导致的不均匀性会愈加明显.应变梯度通过在应变能密度函数中引入应变的一阶或者高阶导数,以描述这种由介质微结构相互作用导致的不均匀性,由于引入高阶导数,应变梯度理论可以描述更小尺度的微结构相互作用,但是其存在计算量大以及物理解释困难等问题.单参数二阶应变梯度理论作为应变梯度理论的一种特例或者简化版本,将二阶应变梯度视为对应变能密度函数的附加影响.本文从非局部理论出发,推导单参数二阶应变梯度理论的本构方程,进而结合几何方程和运动微分方程,给出非对称弹性波动方程的数学表达式.并应用该非对称弹性波动方程在各向同性均匀介质模型和Marmousi模型上进行数值模拟,合成地震记录.将该地震记录与传统弹性波动方程所生成的合成地震记录进行对比,研究分析应用二阶应变梯度描述介质微结构相互作用对地震记录的影响规律,给出以下结论:(1)基于单参数二阶应变梯度理论的非对称弹性波动方程所描述的位移扰动对纵波和横波的传播都产生了影响,且对横波的影响较大;(2)介质更小尺度的微结构相互作用可以在地震记录中被反映出来,我们需要考虑其对地震波传播的影响.     

尼泊尔地震钻孔应变同震记录分析

采用十五期间架设的贵阳、昭通、永胜和腾冲四个台的钻孔应变资料,对2015年4月25日尼泊尔Ms8.1地震同震应变波进行对比分析,结果表明非同台钻孔应变同震记录的初动时间、波动幅度和持续时间等与地震震级、震中距存在一定的关系,但在地震应变阶、张压性变化等方面差异较大,造成此差异的原因尚需进一步研究。     

综合应用钻孔应变固体潮和应变地震波资料求解地震参数和地展的力学参数

介绍了在井下耦合介质弹性参数等不能直接测定时,应用钻孔应变固体潮和应变地震波资料求解地震参数和地层的力学参数的方法.用平衡方程的解来近似代替波动方程解,不但使应用钻孔应变仪测到的地震波监测地震成为可能,而且比直接应用波动方程求解的方法大大简化.     

日本列岛及中国东南沿海地震对中国大陆地震活动的影响估计

１９９４－１９９５年初日本列岛及中国东南沿海发生一组大地震，其中包括引起重大破坏的阪神大地震。从地震横向迁移角度对这些大地震集中发生对大陆地震的影响进行了分析。大震引起的应变波动传播速度馒、周期长、能量大、影响距离和深度大，其波峰可能触发地震。据Ｂｏｔｔ和Ｄｅａｎ的非弹性介质应变波运动方程解释了从海沟到内陆的大震迁移，指出１９１８年以来迁移序列目前对山西地震带及贺兰山地震带有影响；１９９４－１９９５年的地震序列在２０２０年左右将对渤海──郯庐断裂产生影响，２０３０年左右对华北平原产生影响；目前可能激发广东、福建沿海发生中等地震。     

与地震活动相关的电磁扰动的空间观测

介绍了地震附近甚低频（VLF）电磁波信号强度统计分析结果。统计数据全部来自法国的DEMETER卫星（轨道高度700km,近太阳同步轨道）,处理中采用了稳健的两步处理方法。第一步,利用所有的观测数据构建电磁辐射背景图,在给定条件和给定轨道位置对电场波动强度进行了统计描述。第二步,在第一步得到的电场波动强度的统计分布背景基础上,对地震附近的观测数据进行分析,研究由地震活动引起的电场波动强度的变化,评估它们在统计上的显著性。在整个分析过程中,我们总计使用了大于两年半的卫星观测数据,并对在此期间全球范围内发生的大约9000个震级大于或等于4．8的地震进行了统计分析。统计结果显示,在夜间时段,对于浅源地震（震源深度小于或等于40km）,在震前0～4小时的短时间内,电场波动强度会有4～6dB的显著降低。     

贵阳台钻孔应变观测记震能力研究

使用2008～2011年Mw6.0以上地震目录资料,统计贵阳台钻孔应变观测资料记录同震效应情况,进行记震能力统计分析,给出了贵阳台钻孔应变观测的记震区域,创新性采用二元统计方法中的Logit模型对贵阳台钻孔应变记震能力进行统计预测.该方法可运用于其他形变观测项目记震能力(监测能力)的对比研究.     

昌平地震台体应变资料分析

简要介绍了昌平地震台概况,用相关分析、信息合成等方法,对体应变仪1989年7月至2001年的资料进行了处理,发现对发生在距昌平地震台300～500km范围内、震级5级以上的地震,体应变资料趋势异常明显,异常时间与震级相关性较好,地震多发生在信息合成值变化较大的时段。昌平地震台体积式应变仪观测到的同震效应多以张性阶跃为主。     

宁陕地震台体应变仪观测质量及映震能力分析

选取2016—2020年宁陕地震台TJ-Ⅱ型体积式钻孔应变仪观测资料,基于观测质量和映震能力,系统分析应变仪运行状况及地震监测效能。结果表明：该台体应变观测资料质量整体较好,但数据连续率及完整率尚有待提升;体应变仪映震能力较强,可记录国内M_S≥7.0和国外M_S≥7.4地震;同震形变响应分析结果表明,同震响应最大变幅与震中距满足A = ae^{blg D}的负相关关系,与震级满足A = ae^bM的正相关关系。     

利用福建井水位同震变化反演井-含水层体应变及其意义探讨

在对福建地区井水位固体潮M2波海潮负荷改正的基础上,尝试反演汶川MS8.0、日本MW9.0地震对福建地块的井-含水层系统产生的体应变变化。为此收集了汶川、日本大地震时该地区的地下井水位资料,挑选出同震响应明显的井水位资料,计算出各井孔的井水位潮汐因子,从而反演出福建地块井-含水层系统受到的同震体应变变化。结果表明,地震对各井孔所处的含水层造成的体应变基本在10-8量级上,而2次地震对永春井产生的体应变均为10-7量级。     

漳州台深井应变不变量同震响应分析

在解决钻孔应变观测加衬模型的待定常数的基础上,巧妙地利用不变量与坐标系选择无关的性质,推导出了5组观测组合计算不变量的简洁表达式,并以玉树地震为例,选取漳州台深井观测系统的探头上、下端面8分量应变观测单元的观测资料,采用加衬模型分别根据探头上下端面的5组观测组合公式计算了地震当天的最大主应变、最小主应变、最大主应变相应...     

锦州地震台体积式钻孔应变仪的映震情况

论述了张北MS6.2、沈阳ML4.1、内蒙古ML5.9、日本北海道MS8.0、俄蒙中交界MS7.9、青海昆仑山MS8.1地震前后,锦州地震台体积式钻孔应变仪观测震前异常的变化规律。通过计算潮汐因子、振幅因子、3点线性平滑滤波残差值等方法,识别异常。结果表明,体应变异常资料与地震有一定的相关性。     

GPS观测结果反映的尼泊尔M_w7.8地震孕震特征

针对2015年4月25日尼泊尔Mw7.8地震的孕震特征,本文首先对覆盖尼泊尔及周边地区的5套GPS水平速度场结果进行了融合,得到了近似统一参考框架下的速度场结果;在此基础上通过对此次地震震源区及周边地区的速度场、应变率场、基线时间序列分析,识别了震前变形特征.GPS应变率场结果显示,喜马拉雅主边界断裂存在大范围挤压应变积累,震源区处于近南北向应变积累高值过渡区.跨喜马拉雅构造带的GPS基线时间序列结果表现为持续缩短现象,表明印度板块与欧亚板块之间的持续挤压变形特征,2012年以来的缩短增强现象反映了印度板块对青藏块体的推挤增强作用明显.距离震中较近的西藏南部GPS同震位移结果以南向运动为主且指向震中,反映了青藏高原存在逆冲应变释放现象.综合此次尼泊尔地震前变形和同震应变释放特征,认为此次地震的孕震区域和同震应变释放区域均较大,将会对青藏高原的地壳变形与强震孕育产生深远影响.     

中国大陆井水温对汶川8.0级、玉树7.1级、芦山7.0级和岷县6.6级地震响应特征的对比研究

收集和统计了2008年汶川MS8.0地震、2010年玉树MS7.1地震和2013年芦山MS7.0、岷县MS6.6地震引起的中国大陆井水温同震响应现象,分析了其特征。结果显示:这4次地震对中国大陆地下流体影响显著,井水温同震响应特征有很大差异,后三次水温同震响应范围、幅度和持续时间远不及汶川地震,即使震级相差不大的玉树和芦山地震,同震响应的特征也不尽相同。最后探讨了这种现象的成因机理。     

2010智利Maule特大地震的同震效应

2010年智利Maule大地震是人类有观测记录以来第六大地震,基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了该地震同震效应,并根据库仑应力变化分析周围断层地震活动性和主震对余震的触发关系.结果表明:对于2010年Maule地震,地球曲率和层状结构对同震水平位移影响不可忽略,如果不采用球面分层模型,在低纬度远场可能会造成位移和应变量值均被低估,在高纬度远场可能会造成位移被夸大而应变被低估.如果不考虑介质横向不均匀和地形,同震应力降被显著低估,近场同震东西向应力变化误差最高95.4%,南北向应力变化误差最高90.8%.Illapel地区库仑应力变化约10 kPa,相当于15年构造积累,Maule地震加速了2015年Illapel地震发生.以最优破裂方向投影得到库仑应力变化,经统计70.9%余震落在库仑应力变化量值大于10 kPa区域.本次特大地震触发了Pichilemu附近M_w6.9和M_w7.0两次正断型余震.     

2016年11月13日新西兰凯库拉(Kaikoura)MW7.8地震同震位移和应力数值分析

2016年11月13日新西兰南岛北端凯库拉（Kaikoura）发生了M_W7.8大地震,造成了强烈的地表变形并引发大面积滑坡和海啸的发生.基于美国地质调查局（USGS）断层滑动模型,建立全球同震横向不均匀并行椭球型地球模型,计算了此次新西兰凯库拉大地震产生的同震形变和应力及库仑应力变化.初步计算结果表明：新西兰凯库拉M_W7.8地震造成断层上盘东北向抬升,下盘西南俯冲;引起发震区域同震位移较大,从凯库拉到坎贝拉（Campbell）以及首都惠灵顿（Wellington）整体上东北向抬升,最大同震水平位移1.2 m,垂直位移1.1 m.此次大地震释放了发震断层上积累的压应力,但增加了发震断层两端的挤压力;同时,同震剪应力变化增加了NE-SW向断层发生右旋滑动的危险性;采用此次地震发震断层参数计算得出的最大库仑应力变化增加区域集中在发震断层两端,可达到MPa量级.当分别采用新西兰北岛Awatere断裂系和南岛Wellington断裂系参数计算库仑应力变化时,发现新西兰北岛和南岛震中以南区域的库仑应力均增加,可触发部分余震的发生.     

钻孔体应变观测资料的地震短临异常

我国自1983年陆续安装钻孔体应变仪以来,尤其是“十五”计划以来,已开始积累了一定数量的可信的观测资料。本文仅就部分钻孔体应变资料的地震短临异常作一初步讨论。