地震孕育、发生、发展动态过程模拟系统

给出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的微机处理系统．系统可在486以上微机上运行;程序在运行中可自动处理地震发生发展瞬间的时间不连续过程．该系统同时具有实时监控功能,可随时暂停模拟进程,用图形功能显示当前和历史上有关的计算结果．退出图形功能后,可在原来计算结果的基础上继续运行．      

地震循环的数值模拟与重力形变变化特征

正认识地震发生规律是预防和减小地震灾害的重要研究内容。因此,从物理规律出发,探索地震发生的规律以及其影响因素是非常重要的研究工作。本研究试图利用有限元数值模拟方法,利用摩擦准则控制断层破裂或活动规律,定量计算模拟地震的孕育、发生和循环规律,并计算分析地震循环过程中地表形变和重力变化以及其变化规律,为利用重力形变观测预测地震     

永登5.8级地震孕育发生过程中的断层形变与重力场动态图象特征s

初步研究了1995年7月22日甘肃永登5.8级地震孕育发生过程中的断层形变异常和重力场、垂直形变场动态演化特征．孕震过程中近源区有3处断层形变呈,,相变化异常,外围区1993年以来先后有10余处场地断层形变出现台阶、突跳等异常．流动重力监测到震前出现的高值异常区、同震效应及震后恢复正常的演变过程等．资料反映了孕震过程中近源区断层运动由准线性走向非线性的过程,重力场变化由孕育、发震过程的非均匀态走向震后的准均匀态的演化过程,较强地震的孕育发生与区域应力应变场的动态演化密切相关．还简要总结了作者对这次地震中短期预报试验的经验教训．      

地震供能、储能与放能机制的研究

“双向应变结构”是孕育和发生地震可能的供能、储能与放能的一种机制。它既能缓慢地储存弹性势能与重力势能而孕育地震,又能突然快速地释放弹性势能与重力势能而发生地震。由于地震发生时孕震体是(原应变的)应变逆转的自破裂过程,因此当初始破裂发生后,在破裂的前沿区,地震剪切应力在原有应力集中的基础上,还会再次产生一个突然快速增强(使破裂加速)到快速减弱(使破裂减速到停止)的过程,即产生“应变逆转破裂效应”。这样,不仅会大大增加地震破裂前沿区的剪切应力,而且还会大大减小破裂中的阻力,可能使地震发生中的断层强度佯谬得到解释。“双向应变结构”破裂发生地震的具体物理机制,印证了震源体断层运动的复杂性：既产生了剪切错动的破裂运动,又产生了单向的拉张与单向的压缩运动,同时还产生了整体的膨胀与整体的压缩运动。     

体元结构模型在三维地震模型正演模拟研究中的应用

本文采用双三次康氏（Coons）曲面模拟地震界面,提出了用体元结构来表示复杂构造地区的三维地震模型,同时以此为基础建立了灵活的动态射线追踪过程,实现了快速的、更具实用性的三维地震模型的正演模拟．     

重力场动态变化与汶川M_S8.0大震

地震重力观测主要监测地表或空间重力场时间变化,即动态重力变化。动态重力场变化是地表位移运动（主要为测点垂直位移）和地球内部物质运移或变化的综合反映,是地球内部运动（主要为地壳运动,其表现为物质密度变化和变形的耦合运动）的重要表征物理量。地震的孕育过程包含于地壳运动过程中,因此,通过对动态重力场变化的深入分析,     

基于断层运动和应力演化分析断层强震危险程度的研究进展

震间断层强震危险性研究是地震中长期预测中的基础科学问题, 其中断层运动及应力演化的研究对认识地震的孕育发生、 破裂过程具有重要意义, 为地震危险性分析提供科学依据。 本文首先回顾了震间断层运动模型的理论研究进展; 其次, 简略地回顾了断层不均匀性和断层摩擦定律的研究历程, 论述了确定摩擦参数、 圈定凹凸体的发展趋势与研究动态, 并阐述了基于断层不均匀性和断层摩擦定律的强震过程数值模拟的应用; 最后, 论述了基于断层运动和应力演化分析断层中长期强震危险程度的应用, 并叙述了与地震短期、 临震预测密切相关的断层运动成核过程。     

重力场动态变化与汶川MS8.0地震孕育过程

基于中国大陆1998～2007年（复测周期2～3年）流动重力观测数据,结合GPS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,分析研究了汶川8.0级地震区域重力场动态变化演化特征和孕震机理.结果表明：区域重力场动态演化大体反映了青藏高原物质东流的动态效应和汶川大震孕育的中长期（2～10年）信息;汶川大震孕育的显著重力标志为震中西南持续多年的正重力变化（上升）和出现较大规模的重力变化梯级带,前者有利于地震能量的不断积累,后者有利于地震剪切破裂的发生;与地震孕育相关重力场变化总体呈增大—加速增大—减速增大—发震的过程;8年累积重力变化幅差最大约200×10^-8m·s^-2;2001年昆仑山口8.1级地震孕育发生和震后恢复调整,对区域重力场动态变化和汶川大震的孕育发展具有重要影响;松潘—甘孜块体一般呈现负重力变化,可能反映深部壳幔局部上隆、壳内温度较高而膨胀,有利于逆冲或推覆体运动的形成和大震的发生.     

重力场动态变化与汶川MS8.0地震孕育过程

基于中国大陆1998～2007年(复测周期2～3年)流动重力观测数据,结合GPS、水准观测成果和区域地质构造动力环境,分析研究了汶川8.0级地震区域重力场动态变化演化特征和孕震机理.结果表明:区域重力场动态演化大体反映了青藏高原物质东流的动态效应和汶川大震孕育的中长期(2～10年)信息;汶川大震孕育的显著重力标志为震中西南持续多年的正重力变化(上升)和出现较大规模的重力变化梯级带,前者有利于地震能量的不断积累,后者有利于地震剪切破裂的发生;与地震孕育相关重力场变化总体呈增大-加速增大-减速增大-发震的过程;8年累积重力变化幅差最大约200×10-8m·s-2;2001年昆仑山口8.1级地震孕育发生和震后恢复调整,对区域重力场动态变化和汶川大震的孕育发展具有重要影响;松潘-甘孜块体一般呈现负重力变化,可能反映深部壳幔局部上隆、壳内温度较高而膨胀,有利于逆冲或推覆体运动的形成和大震的发生.     

鲁甸M_S6.5地震区域水平形变应变场演化特征

根据鲁甸地震区的连续GPS观测站资料求解的站速度,使用刚性-线弹性运动方程拟合计算得到区域运动场和主应变率场。基于该结果研究了鲁甸地震区的运动场特征和应变应力场变化,讨论了它们与地震孕育发生的关系。结果显示,2012~2013年运动场北部分界带断裂走滑,南部横向运动受阻,应变应力场压性较强,有利于应变应力积聚和地震孕育,2014年运动场分界带贯穿南北,应变应力场张性增加,有利于应变应力释放而发生地震。     

中强地震时间间隔威布尔分布的预报应用

威布尔分布是一种常用的分布函数 ,已被广泛地应用于地震活动性的研究中。用威布尔分布的理论建立了江苏及邻区中强地震时间间隔威布尔分布的模型。对未来几年江苏省 5 .0级以上地震发生的概率作了预测。     

我国商业保险公司未经营地震保险之原因与对策

我国作为世界上地震灾害损失最重的国家之一，应有比较完备的防灾救灾措施，但至今仍主要靠政府救济，不仅使国家财政不堪重负，而且赔偿率也很低。可见，采取有效措施减少震害已迫在眉睫，商业地震保险将由此而应运而生。本文从我国地震灾情入手，深刻剖析了我国商业保险公司未经营地震保险的原因，并针对问题提出了解决措施。     

汶川8.0级地震前龙门山断裂带能量场变化

在大地震的孕育和发生过程中,沿断裂带的应力-应变状态与断裂带周围微震活动有着密切的关系.震前沿构造断裂带附近地震活动的能量释放更能反映地震孕育的动态过程.本文采用自然正交函数展开方法,讨论了2008年汶川8.0级地震前沿龙门山断裂带地震活动能量场的时间变化.结果表明,在汶川8.0级地震前,沿龙门山断裂带能量场的几个主要特征值对应的典型场的时间因子出现非常明显的短期上升变化,可能是该次地震短期异常信息.通过对比分析1976年唐山地震等震例认为,研究沿活动断裂带地震活动能量场的时间变化,可以对地震中长期判断有较大危险性的活动断裂区进行有目的的重点监测和预测.     

Physics-Based 3-D Simulation for Earthquake Generation Cycles at Plate Interfaces in Subduction Zones

The generation of interplate earthquakes can be regarded as a process of tectonic stress accumulation and release, driven by relative plate motion. We completed a physics-based simulation system for earthquake generation cycles at plate interfaces in the Japan region, where the Pacific plate is descending beneath the North American and Philippine Sea plates, and the Philippine Sea plate is descending beneath the North American and Eurasian plates. The system is composed of a quasi-static tectonic loading model and a dynamic rupture propagation model, developed on a realistic 3-D plate interface model. The driving force of the system is relative plate motion. In the quasi-static tectonic loading model, mechanical interaction at plate interfaces is rationally represented by the increase of tangential displacement discontinuity (fault slip) across them on the basis of dislocation theory for an elastic surface layer overlying Maxwell-type viscoelastic half-space. In the dynamic rupture propagation model, stress changes due to fault slip motion on non-planar plate interfaces are evaluated with the boundary integral equation method. The progress of seismic (dynamic) or aseismic (quasi-static) fault slip on plate interfaces is governed by a slip- and time-dependent fault constitutive law. As an example, we numerically simulated earthquake generation cycles at the source region of the 1968 Tokachi-oki earthquake on the North American-Pacific plate interface. From the numerical simulation, we can see that postseismic stress relaxation in the asthenosphere accelerates stress accumulation in the source region. When the stress state of the source region is close to a critical level, dynamic rupture is rapidly accelerated and develops over the whole source region. When the stress state is much lower than the critical level, the rupture is not accelerated. This means that the stress state realized by interseismic tectonic loading essentially controls the subsequent dynamic rupture process.     

椭圆形柱体地震动水压力的简化分析方法

首先,文章基于辐射波浪理论,在椭圆坐标系下采用分离变量法推导了水中椭圆形柱体地震动水压力的解析解。之后,采用有限元方法建立了地震作用下水与结构相互作用的动力方程,方程中水体对结构的作用为一满阵的附加质量矩阵。满阵的附加质量矩阵难以在商业有限元中实现,因此提出了集中的附加质量矩阵方法,其中结构柔性引起的附加质量为集中附加质量矩阵和修正系数的乘积,该修正系数与无量纲参数宽深比和长短轴比相关。最后,通过曲线拟合,提出了刚性椭圆柱体动水力的均布附加量简化公式,该简化公式是无量纲参数宽深比和长短轴比的函数。     

东西非正向对挤对剪格局及对剪破裂与汶川8级大震

本文循着汶川8级地震的发生与发展过程,结合长期积累的基础工作,对该地震及其必然性做出了解读性认识。认为东、西非正向对挤对剪格局的形成,构造解缚活化,对剪破裂,是该地震发生的根本。即地震发生于早期具有深成、分划而又具推覆右旋性的“龙门山”大边界构造,也即“南北带”大边界构造的中段上。“新构造运动”时期以来,由于应力作用方式的转变,由正向于构造带的北西向转为东西向,以及介质硬化和脆性破裂的取舍而形成了“岷山-龙门山联合前缘断块”,在东、西对峙的块体非正向的对剪作用下,构造解缚,断块活化,右旋活动加剧,长期积累的应变因对剪性破裂,突然释放而发生地震。是构造条件与应力作用方式适合条件的有机统一;还进一步认为,在这一机制中,东侧块体的让位性运动与“不均衡”作用及其深源控制应是主导,相应西侧“联合断块”沿滑脱面或薄弱界面作对剪性“弹性回跳”破裂而引发地震的机理与解释更为合理。这既符合地震发生的基本事实,体现了中国“南北地震带”的本色,也解释了岷山-龙门山一线在地质构造与地震活动间的紧密联系、不可分割的关系,为对该区地震活动机理的认识以及地震监测工作,提供战略性依据。而“对剪”、“回跳”破裂机制又具有普遍指导意义,且在“南北带”的两端有对称性。更可慰的是,这一地震为揭开地震活动之谜提供了一个好的“范例”。如能及早将这些基本认识和思路付诸于事件发生之前,对这一大震的潜在危险做出评估不是不可能的。看来在地震监测已进入现代化的今天,重点的基础评价工作,尤以多观点的。碰撞”仍不可少缺,本文又是讨论性的尝试。     

关于地震丛集特征、成因及临界状态的讨论

给出了研究地震临界丛集现象的最新方法,即时间变异诊断方法。讨论了不同类型的地震丛集活动特征和成因,结合中国大陆及邻区M≥ 8. 0大震序列和华北地区自1966年以来M≥6. 0地震序列,研究了丛集状态的自相似性及临界时间分支现象。对发震系统的内部时间给出了定义,并研究了地震丛集的非线性时间结构特征。研究认为: ① 事件的发生意味着系统现存的能量一次跳跃式的释放和状态的一次转换。只有当系统以某种足够随机方式动作时,系统状态才会转换,事件才会发生;② 涨落是系统状态的探测器,在临界状态时系统出现很大的涨落,时间变异系数W= 1。临界丛集是由系统内在随机性决定的,事件发生时间是随机地出现的,未来可能出现不止一次的W= 1的临界点;③ 相继发生的事件(M≥ M₀) 可以反映系统的演化过程和特征,丛集是系统演化过程中的有序性和无序性的综合反映;④ 事件丛集和丛集的事件具有自相似性和分形结构,也具有耗散系统的自组织和映射特点;⑤ 根据时间变异系数,系统内部时间(年龄),时间间隔与所经历时间非线性关系式以及映射和迭代方法可以用来预测未来地震趋势和未来M≥ M₀ 地震发生的可能时间点。     

地震预测的灰色模糊模型

在灰色系统理论GM(1,1)模型的基础上,把模糊数学的表达方式用于灰色灾变预测中,建立了地震预测的灰色模糊模型。用此模型对我国川滇、甘宁青、新疆及华北等地区大地震时间序列进行预测检验,结果表明:灰色模糊预测模型比纯灰色系统理论模型要好,因而可在实际地震预测中试用。最后对所得结果及实际应用中需要注意的问题也进行了讨论。     

Spatial evolution equation of wind wave growth

Early in the thirties of the last century, the former Soviet scientists proposed characteristic waves (such as significant wave, and mean wave) to manifest the behavior of wind waves and began to study growth of wind waves. Later on Sverdrup and Munk[1] u…     

2003年巴楚-伽师6.8级地震中短期异常与预测

对2003年2月24日P楚—伽师6．8级地震中短期异常和中短期预测进行了较系统的分析与总结。结果认为,6．8级地震前新疆6级地震平静4年多,5级地震平静2年,中期阶段地震平静显著;短期阶段5级地震显著增强,震源区出现前震活动,同时全疆定点前兆观测资料出现较为明显的短期异常并观测到少量的临震异常。不同孕震时段的异常特征是6．8级地震中短期预测的依据,因而也是当前经验预报的基础。