大华北地壳动力学参数及三维有限元模型的建立

利用华北地区的断层数据、高程数据、波速结构数据、弹性常数以及多种流变机制参数,建立大华北地区三维有限元数值模型,并通过给每个单元赋属性的方法,实现物性参数的连续变化.以模型边界附近实测GPS数据插值作为边界位移条件,进行数值模拟.模拟结果表明,大华北区域位移场与实测位移场基本一致.     

广西区域速度场模型构建与应变特征分析

利用GAMIT/GLOBK软件解算2009-01～2019-06广西地区83个GNSS站数据,获得ITRF2014框架下GNSS站速度场,并通过Kriging插值法构建广西区域三维速度场模型。联合广西及周边136个GNSS站观测结果,采用格网距离加权法计算区域应变场,并对应变场特征进行分析。结果表明,ITRF2014框架下广西区域平均水平运动速率为34.95 mm/a,优势方向为N106.3°E,垂向运动表现为区域性缓慢隆升和沉降。23.5°N以北区域呈面应变压缩变形状态,以近SN向、NW向主压应变为主;23.5°N以南区域则呈面应变拉张变形状态,并以自西向东扇形展开的张应变为主。剪切应变场表现为四周高值、中部过渡带为低值。研究区内近10 a内地震主要发生在剪切应变高值向低值转变的区域,且时空上具有从断裂带一端向另一端迁移并折返的变化特点。     

基于单轨道OT DInSAR的矿山时序三维多量级形变重建

提出一种矿山地表时序三维多量级形变重建方法。首先利用单轨道OT和DInSAR技术提取LOS向非连续的多量级形变;再结合形变先验融合模型和概率积分法构建矿山三维多量级形变重建模型;最后以神东大柳塔矿山52303工作面为研究对象,对覆盖研究区的6对高分辨率TerraSAR-X数据进行时序处理,获取长时间序列的矿山地表三维多量级形变监测结果。与水准测量结果对比发现,该方法与水准测量结果形变趋势一致,垂直向、东西向和南北向的均方根误差（RMSE）分别小于0.188 0 m、0.224 3 m和0.207 4 m。该方法不仅能准确测量矿山地表三维多量级形变,还能精细反演矿山地表沉降漏斗边缘到中心的形变特征。     

钻孔应变资料的可靠性分析

在钻孔应变观测中,仅用实际观测资料与理论固体潮进行对比还不能完全反映观测数据的一致性和可靠性,也无法准确确定其趋势性变化是否是应变变化,而地震前兆研究需要明确这种趋势性变化的性质。从弹性力学理论中导出并通过实测资料验证:同一钻孔中相差45°分布的四分量应变1号与3号测值之和理论上应等于2号与4号测值之和,同时还应等于1.3倍体应变测值;用四分量应变观测资料计算出η值,其绝对值越接近零资料的可靠性越好,这种方法有可能为钻孔应变观测资料的质量评价提供一种新的参考依据;有两种以上钻孔应变手段的台站可开展对比观测,只有四分量钻孔应变一种观测手段的台站要开展1号+3号与2号+4号资料的自检分析,以获取更加可靠的观测资料。     

不同采样率下四分量钻孔应变观测同震变化特征

利用湟源台四分量钻孔应变观测的分钟值、1 sps、10 sps和100 sps四种不同采样率的观测数据,通过自检分析、同震应变阶分析和频谱分析等方法研究青海玛多M7.4地震同震变化特征。研究结果表明,分钟采样记录的地震波信息缺失严重,用分钟采样数据进行地震波初动、同震变化幅度等研究将会得到信度较低的结论;采样率越高,记录应变地震波信息的能力越强,但100 sps采样和10 sps采样结果相差不大,10 sps采样已能记录到比较全面的应变地震波信息;同震应变阶的变化性质和变化幅度与采样率无关;未来布设四分量钻孔应变仪时,建议应将采样率至少提高至1 sps。     

利用GPS资料求解中国大陆应变场的新方法

探讨利用边长变化方法解算区域应变场,并用该方法对1999-2001年中国大陆及周边区域网GPS测站边长变化量进行分析,给出了该期间的中国大陆应变率场变化.分析结果表明:对大范围、密集的GPS测站的边长变化量进行连续变形分析,既能揭示中国大陆地壳应变的总体分布,又能显示局部地区的构造获得.总体上,中国大陆构造的水平变形强...     

漾濞6.4级地震前后云南地区GNSS应变场变化分析北大核心CSCD

利用GAMIT/GLOBK软件对2018~2021年以来云南地区43个GNSS连续观测站数据进行处理,获得时间序列,采用克里金插值方法计算获取应变率场,分析漾濞M_(S)6.4地震前后区域应变场变化。结果表明,地震危险区应重点关注面应变压缩区域和最大剪应变高低值转换区域;漾濞M_(S)6.4地震发生在前期面应变压缩区域,震后又迅速转变为拉张状态;漾濞一带长期处于最大剪应变率高值区,剪切活动较强,震中附近的最大剪应变率在震前出现短期区域应变积累速率快速降低的现象。     

环渤海区域及邻区现今地壳构造运动形变特征分析

将环渤海区域划分为5个次级块体，利用整体旋转与线性应变模型分析2009~2014年中国大陆构造环境监测网络的GPS对地观测速度场数据，得到相对于欧亚板块0.5°×0.5°的水平运动速度场和应变场。分析形变速度场和应变场的空间变化发现，环渤海区域整体上呈现0.25×10^-9/a的NW-SE 111.3°的双向趋势性扩张运动，太行块体、山西块体分别呈NW-SE 116.3°、NW-SE 130°的微弱扩张运动，胶辽块体、冀鲁块体和阴山-燕山块体分别存在NW-SE 144.3°、NE-SW 39.5°和NW-SE 155.6°的微弱压缩运动，其中太行块体的扩张运动量级相对于其他次级块体较大。尽管环渤海区域内部各次级块体的形变在空间上存在以上差异，但整体上环渤海区域主压应变轴方向基本为NEE-SWW，主张应变轴方向为NNW-SSE，且主压应变轴走向为NE 47.70°～89.74°，与利用地球物理方法得到的主压应变轴优势方向大体一致，表明环渤海区域现今地壳运动相对稳定。     

钻孔应变观测影响因素的数值模拟分析

利用有限元数值模拟方法,研究在非均匀地应力作用下,钻孔开挖前后区域应力场的变化特征,并探讨钻孔开挖后岩石、水泥、探头的弹性模量、泊松比及水泥的厚度与膨胀系数的变化对分量应变及面应变观测的影响。研究结果表明：钻孔开挖造成区域应力场扰动的范围大概为1.5倍孔径。在“探头 水泥环 围岩”系统中,各参数的变化对应变观测的影响程度不同,但分量应变对外界载荷的响应趋势基本一致。在均匀地应力作用下,水泥厚度对应变的影响与水泥的弹性模量有关,且随着水泥膨胀系数的增加,面应变存在减小的趋势。     

基于多尺度球面小波分析云南地区应变特征

使用GAMIT/GLOBK软件处理2011~2016年云南地区GPS区域站观测数据，扣除同震影响、区域欧拉均匀旋转矢量后，得到该区域的GPS水平速度场，并采用多尺度球面小波模型获取分解尺度分别为6、7、8和9时的云南地区GPS应变场，然后结合云南地区历史MS5.0以上地震信息，以及小江、红河等区域断裂活动情况分析该区域应变场的空间分布特征。结果显示，在区域应变场整体解算中，利用球面小波方法能够适应测站点的疏密变化，多尺度估计地表应变场。主应变、面膨胀和剪应变等分析结果与区域历史地震信息及对应区域断裂活动性质具有较好的吻合性。从应变结果看，红河断裂可能是具有重要构造意义的活动断裂，应变特征显示云南区域被红河断裂划分为2个特征区域；云南地区的鲁甸、腾冲、普洱、大理区域可能是地震活动较为剧烈的区域；小江断裂带中的嵩明区域在不同应变特征中均表现出高度异常，后期应予重点关注。
     

地震应变变化的理论量级与最大传递距离关系

为了与实际观测资料对比 ,用线弹性理论位错公式算出了各种断层的地震应变变化并进行了全面、系统的分析 ,归纳了一些特点 ,阐明了理论应变变化量级与其最大传递距离的关系。分析表明 :对于一定震级的地震 ,当断层出露地面、倾角为 4 5°、并且为倾滑运动时 ,一定量级的应变变化传递的距离最长 ;其中一个主应变传递得最远 ,其次为体应变 ,再其次为最大剪应变 ,另一个主应变的最大传递距离最短 ;泊松比和断层的长宽比的变化对应变传递距离的影响极小 ,可以忽略     

基于附有限制条件的多项式模型建立中国区域电离层模型

利用IGS站的实测数据,采用最小二乘多项式模型建立中国区域电离层延迟模型。由于该模型各时段间连续性不强,故对其附加时空域上的限制条件。结果表明,附有限制条件的多项式模型保证了模型的连续性,在一定程度上能更好地反映电离层随时间的变化特性。采用该模型,研究分析中国区域电离层的周日、季节变化特性。     

采用三维空间数据计算汶川地区地壳应变

推导三维形变数据的四边形法计算地壳主应变、剪应变的解析表达式,结合汶川地区2005~2008三维空间监测数据,计算该地区水平、垂直主应变和剪应变。结果表明,汶川、映秀地区的水平主应变在东西方向处于挤压状态,主断裂带东南区域的垂直主应变为正值,西北区域为负值,与研究区域东南部地表下沉、西北部地表抬升相关。主应变最大值出现在Y(东)方向,剪应变最大值出现在XY(北东)方向,汶川区域处于主应变和剪应变的高梯度带,与地震发生位置相吻合。     

台湾集集7.6级地震前后福建沿海地区的地壳运动

对福建GPS网的5期观测数据(1995、1997、1999、2001、2003)进行了统一处理,得到4个时段(1995~1997、1997~1999、1999~2001、2001~2003)ITRF2000的站速度、福建地区的整体旋转参数和主应变参数。福建地区存在一致的南东向运动地震前(第1时段)运动速度平均为32.1mm/a;震时和震后两年时间内(第2时段)运动速度大幅度增加到38.7mm/a;震后第2个两年(第3时段)运动速度相对于第2时段大幅度减小为30.0mm/a;震后第3个两年(第4时段),运动速率相对第3时段有较大增加并超过了第1时段。福建地区的主应变场,在震前主压应变率(12.4×10-9/a)大于主张应变率(7.1×10-9/a),地壳表现为弹性压缩,主压应变轴为N70.9°W;震后应变场发生了相反的变化,主压应变轴变成了主张应变轴,主张应变率(28.9×10-9/a)大大超过主压应变率(3.7×10-9/a),地壳表现为南东方向弹性伸展,第3时段与第4时段主压应变率逐渐增加,主压应变轴也逐渐恢复到震前的方向。福建地区从1995年到2003年地壳运动速度场与应变场随时间的变化过程,反映了集集大地震发生前后区域应力场加强、弹性应变能积累,震时和震后弹性应变能快速释放与逐渐调整恢复的过程。     

安徽钻孔体应变与降雨、地下水位关系的研究

利用合肥台、黄山台钻孔体应变2013～2015年观测资料日均值与降雨引起的地下水位变化进行相关分析,同时考虑体应变变化的滞后性,使用Matlab计算水位和体应变不同滞后时间的相关系数,确定滞后天数;扣除滞后天数,再进行回归拟合分析,消除水位干扰。鉴于水位对体应变干扰的复杂性,在运用长周期数据时,以月为窗长进行回归分析,能较好地消除水位对体应变的干扰,利于体应变的趋势性判断。     

新疆南天山地区重力场动态变化与乌恰西6.8级地震

利用2005—2009年流动重力观测资料,分析新疆南天山地区重力场动态变化特征,并给出一年尺度的重力场变化图像,结合重力段差时序图以及GPS计算资料分析2008年10月5日乌恰西6.8级地震与重力场、应变场的关系,并综合分析区域重力场与动力构造环境的响应关系。结果表明:重力场变化与区域应力-应变场微动态活动有关,重力场变化反映出应力场引起的重力源兆变化特征。     

基于观测环境的洞体应变压性异常综合研究北大核心CSCD

从观测环境角度出发,通过对金寨台气象因素进行回归分析发现,气温、气压与洞体应变之间虽存在线性关系,但拟合结果与洞体应变压性下降实际观测应变变化量相差较大;洞体应变压性下降起始时间与梅山水库开始泄洪、下游史河水位陡升时间存在较强的相关性。三维不规则载荷模型数值模拟结果显示,洞体应变压性异常的前期快速下降变化与同期梅山水库载荷变化的相关性较小,与史河水位变化有较大相关性;洞体应变压性异常发生前后研究区构造应力场未发生显著变动。由此推定,金寨台洞体应变压性下降异常可能是周边场地环境载荷变化的影响所致。     

基于四分量钻孔应变资料的区域应变场特征分析

基于山西北部忻州地区5套四分量钻孔应变仪观测资料,计算小时值、1 d、5 d和30 d均值的应变参数,并利用维尼迪科夫调和分析法计算潮汐因子。结果显示,5个测点的最大主应变ε₁、最小主应变ε₂、面应变ε_a和剪切应变ε_s的变化率相对恒定,主方向φ大体不变,潮汐因子玫瑰图变化也较小,表明该区域应变场处于较为稳定的状态。本文研究结果与该区当前地震活动特征、震源机制及断层活动性基本一致。     

利用四元件钻孔应变观测资料研究佘山地区主应变及主方向变化特征

为研究佘山地区应变场变化特征，采用“钻孔加衬模型”公式，使用2013~2018年佘山台观测资料的变化值及差分值，通过无校正、变化校正和差分校正3种应变换算方法，得到3组面应变年速率、最大剪应变年速率变化及应变主方向计算结果。对比发现，利用差分值进行应变换算，在计算应变主方向及提取面应变年速率和最大剪应变年速率特征曲线方面更有效。     

汶川 Ms8.0地震同震倾斜应变变化分析

对汶川地震震中附近450 km范围内倾斜仪、应变仪记录到的同震变化做了筛选统计,并根据弹性半无限空间矩形位错模型,分别采用远场地震波资料、近场大地测量资料反演的同震滑移分布模型,正演计算震中附近台站的同震倾斜、应变变化.通过对实际观测与模拟计算结果的比较,初步表明:实际观测的同震倾斜变化方向与模拟计算结果存在75%的一致性,实际观测的同震倾斜变化比模拟值大约1～2个量级;实际观测的同震应变方向与模拟计算结果仅有33.3%的一致性,实际观测的同震应变变化与模拟计算值相当或仅大1个数量级.