1786年康定地震形变特征的初步研究

本文对鲜水河断裂带南东段,康定断裂地震的形变带进行了分析。认为,地震形变带主要由发育于地形斜坡上的线性坡中槽或垄岗组成。形变带具分段特点,单条长850—1500米,呈右阶“斜列式”展布,中段(极震区)一带为现状型。其中的破裂面具正断兼扭动特点。空间特征上,坡中槽一侧的交替上升变化是依次、轮换出现的,它是地震断层运动屈曲作用(Fault buckling)导致地表变形的反映。这种形变现象与该带北西段(炉霍段)走滑型地震的形变带相比有明显的差异,也表明鲜水河断裂带北西、南东两段的地震破裂方式是不尽相同的,它为同一走滑带不同地段运动特征的差异提供了证据。     

初始应力及磁场作用下导电粘弹体内的平面波

本文研究初始应力及磁场作用下导电粘弹体内的波动特性。首先导出有初始应力及磁场作用下导电粘弹体运动的基本方程,然后用它去研究流体静压力及单轴初始应力下波动方程的解,从平面简谐波的频散方程,分析了初始应力及磁场对波动传播的影响。粘弹体用Kelvin-Voigt模型,外磁场假定为均匀。所得结果表明,初始应力对波的影响随应力性质不同而有所差异,它既影响波的相速也影响波的衰减。磁场影响的大小决定于外磁场的强弱。从本文所得公式中,令外磁场为零,可得初始应力对波特性的影响;如令初始应力为零,就得到磁场对波的影响结果;令两者同时为零,即得粘弹波的经典结果。     

界面波传播规则的多样性或不规则性——反射波、折射波判读目标体存在偏差的原因探讨

文章依据机械波的实质即机械波是介质质点的运动,以及运动与力的关系,说明机械波的传播具有方向性;利用惠更斯——菲涅尔原理和介质中质点间的连结作用说明机械波的传播具有扩展性.在这两个思想观点上,深入分析研究入射波在界面激发产生的力的方向状态的不定性,从而证明在界面反射波、折射波(透射波)产生和传播不存在固定、唯一的规则:1一方向的入射波在界面产生的反射波、折射波(透射波)是一定大小角范围的区域,在这波区域中,波的传播有一个主要的方向,即主波;2主波方向,不仅与入射波的方向有关,也决定于界面的性状.相同入射角,不同界面性状,反射波、折射波(透射波)的主波方向不同;3反射波、折射波(透射波)的扩展性传播和主波方向随界面性状的不确定性,使一定性状的平整界面,反射波有多同相轴的特点,最先的同相轴对应最短或较短的路径;性状不一或不平整的界面,反射波会有较弱的同相轴和排列、强度都不规则、杂乱的后续波;4产生沿界面传播的折射波不只有一方向的入射波,只要有足够的击发能量和一定的界面条件,就可能产生折射波,所以折射波存在着"阶次性".因为反射波、折射波(透射波)传播的不规则性特点,所以,用唯一规则来判断探测目标体,就会产生偏差.本文给出了反射波、折射波"最短路径"的观点,由"最短路径"计算判断目标体应更接近实际.但"最短路径"在不同入射角范围内是有所差异的.在较小的入射角范围内,"最短路径"的反射波、折射波接近于垂直地面或垂直地面;随入射角的增大,"最短路径"的反射波、折射波的出射角有所增大.因此,在勘探工程中,计算判断目标体,应随入射角的增大,适当调整反射波、折射波出射角的量值.波传播与质点的运动和力的关系,在一定意义上也说明了地震勘探击发的方式和能量与波形式的关系.     

地壳波浪运动与中国西部地震的迁移以河西─祁连山地区为例

本文对中国西部地区二十多年的地壳垂直形变场演化特征进行了分析，提取了地壳垂直形变场的形变速率波中的０阶子波，发现：地震的发生大多在地壳波浪的０阶子波的０振幅线与断裂相交的地带附近。认为：形变速度波的０阶子波的传播是地震破裂的扰动力源，它的０振幅线与构造断裂的交汇部位可作为地震触发的重点监测区。     

平面波在粘滞性界面上的反射特征研究

当介质中存在按照一定方向排列的裂隙时，会在该区域形成接触程度不好的界面.当有地震波传播时，界面两侧的质点不再满足位移连续的条件，位移差与该点的应力有关.从而引起质点间的滑动，形成粘滞性界面.界面的这种特性可以用切向柔量和法向柔量来表示，柔量值越大，界面的接触程度和质点位移的连续性都越差.文中详细推导了平面波在粘滞性界面上的反射和透射系数公式，通过数值算例证明了粘滞性界面上的反射系数与入射波频率有关的性质.并说明了界面的粘滞性会在一定程度上影响到反射波的AVO特性.且当平面P波入射时，法向柔量对反射P波和转换波的影响均大于切向柔量的影响.     

SNREI地球对表面负荷和引潮力的形变响应

基于PREM模型，利用非自转、球型分层、各向同性、理想弹性（SNREI）地球的形变理论，讨论了地球在不同驱动力作用下的形变特征．采用地球位移场方程的4阶Runge Kutta数值积分方法，解算了在表面负荷和日月引潮力作用下地球表面和内部形变和扰动位，并给出了地球表面的负荷Love数和体潮Love数．结果表明在固体内核中的形变很小，液核中低阶(n＜10)负荷位移随半径的变化非常复杂．当负荷阶数超过10时，地核中的形变和扰动位都很小，地球的响应主要表现为弹性地幔中的径向位移，且随深度增加急剧减弱，负荷阶数越高这种衰减的速度越快．SNREI地球的地表负荷Love数和体潮Love数与信号频率的依赖关系很弱．在计算体潮Love数的过程中，采用了SNREI地球的运动方程，同时考虑了由于地球自转和椭率引起的核幔边界附加压力，这一近似处理方法获得的结果能很好地符合地球表面重力潮汐实际观测结果．     

青藏块体东北缘现今构造形变与蕴震特征

利用青藏块体东北缘近30年的精密水准网、跨断层形变测量网复测资料，以及近年来GPS观测分析结果，结合地质构造与地震活动，初步研究和探讨了区域构造形变与强震蕴育的一些特征．结果表明:① 本区现今构造形变时空分布很不均匀:主要边界断裂附近构造形变相对强烈，远离则衰减．垂直差异运动强度和变形状态随时间演变，水平运动与变形呈明显的挤压走滑特征；② 印度板块的北推碰撞引起的青藏块体持续NE 向挤压运动所产生的构造应力场，是本区构造形变与地震蕴育的主控应力．构造形变及地震活动的时空分布演化，与块体活动及区域构造应力场动态演化密切相关；③ 构造块体边界地带出现的垂直形变异常隆起与高梯度形变带，以及显著地断层形变异常，是块体运动受阻、构造应力场强化而蕴育强震的一个标志，往往伴随有６级左右及以上强震活动，但地震并不一定发生在运动幅度最大的部位．断层形变异常呈现趋势积累——加速——转折变化特征的地段及附近，往往是应变能积累、强震蕴育发生的场所．      

大地形变学——理论体系框架的研究及其主要进展

大地形变学(习惯上被称为“大地形变测量”、“地壳形变测量”或“地壳形变测量学”等)是研究固体地球(或岩石圈)表面的质点及其相互作用在一定的时、空域内运动与变化的规律、成因与机制的科学。它是在大地测量学的基础上发展起来的一门新兴的基础性边缘学科。文章侧重于介绍我国关于大地形变学理论体系框架的研究及其主要进展。简要回顾了我国地形变学科理论体系框架研究的发展历程;简述了大地形变学的基本概念以及大地形变学与地学各相关学科,特别是与大地测量学之间的关系;指出了大地形变学的主要科学问题;讨论了学科称谓的统一性问题。     

由兰德斯和赫克托矿地震的地震波触发的地震

加州1992年兰德斯7.3级地震和1999年赫克托矿7．1级地震的接近和相似允许人们对触发地震的假设进行检验，而这在以前是不可能的。赫克托矿地震证实了对兰德斯地震所提出的推断：瞬时、振荡的“动态”形变以地震波的形式辐射，能触发地震活动速率的增加(Hill，et al，1993；Anderson，et al，1994；Gomberg and Bodin，1994；Spudich，et al，1995；Gomberg，1996；Gomberg and Davis，1996)。在本文中，我们对地震活动速率的空间和时间变化(Matthews and Reasenberg，1988)进行了量化。在兰德斯地震的北部地震活动速率增加，而对赫克托矿地震这种增加主要发生在震中以南。我们认为破裂方向性分别使兰德斯和赫克托矿断层的北方和南方动态形变提高，这可以由地震波速度场的不对称性得到证明。对于触发作用，动态和静态应力变化都很重要，距离较远处动态应力变化起主要作用。峰值波速证明了动态触发闽值的存在，并约束了动态触发闽值的范围。在大多数地区，这个阈值依赖当地的条件，从零点几到几MPa变化，超过静态闽值一个量级以上。在某些地点触发过程直到动态形变平息了之后才开始。这些观测现象的物理机制可能与导致液化和循环疲劳的机理相似。     

全弹性双程波动方程的叠前偏移原理

当地震波转换的影响不能被.怒略时,不能做地震偏移的声波近似法,这种情况经常发生在大炮检距的数据处理中.因此地震偏移能够理想地建立在全弹性波动方程的基础上,这种全弹性波动方程既描述了在闻体介质中的压缩波,也描述了剪切波(例如岩石层中的剪切应力可能起到重妥作用).为了解决那些波型之间的转换问题,全弹性波动方程可以根据质点的速度和引力衣示,这是因为跨过地层边界的场强是连续的,在这些地层边界是波主要发生相互干涉的地方.所以全弹性波动方程应该由一个拒阵微分方程未表达.微分方程中的一个矩阵算符代表一个既包括速度又包括质点引力的全波矢量.这个方程的解还产生另外一个矩阵算符.这个全弹性双程波场汁推其符描述了在两个不同深度面的全部(双程)波场之间的关系(利用了质点速度和引力).所以它可以用在迭前偏移进行地表面数据外延递归到下界面(在一个"无引力"的地表面上,全部波场可由记录到的质点速度和源的引力来描述).对一个平一下界面构造的合成数据结果表明,一个下界面的单一成像是能够得到的,因此依赖于角度的尸一尸和P一S扩反射函数变为独宾的了. 时更复杂的界面构造,全弹性偏移在原则上是可行的,但是便得计并变得更复杂.特别在三维情况下,与其它全弹性偏移或反演方法比较,我们的方法已大大改进了全弹性偏移的可能性,因为我们的方法是按每个炮点的记录和每个频率的分量进行的.     

The effect of underlying geological structures on the propagation of seismic waves

Viewing from the energy angle and taking the Beijing depression as an example, this paper studies the effects of underlying geological structures, mainly bedrock topography and bedrock faults, on the propagation of seismic waves and discusses the effects of the overlying soil layer on seismic waves. From the study, some conclusions are drawn as follows:

1. Underlying bedrock faults affect the duration, frequency spectra and characteristics of energy distribution of seismic waves.
2. Underlying bedrock topography changes the field of ground motion not only because the bedrock at different places receives different amounts of energy from the same source but also because its asperities diverge or converge seismic waves.
3. Overlying soil layer is able both to absorb and to amplify seismic waves.

In the paper, the idea of expressing the intensity of seismic waves in terms of energy is put forward. Comparison between the expressions of the seismic wave intensity in terms of energy and the maximum amplitude shows that the former is better than the latter in reflecting the effects of underlying geological structures on seismic wave propagation.     

Propagation of normal modes due to impulsive loading to 3-D medium on a rigid basement

Generally, waves in layered media include several surface wave modes showing dispersive properties. These properties often complicate the understanding of the propagation characteristics of elastic waves. In this paper, not only a method for decomposing transient elastic waves into normal modes is presented but also investigations are applied to decomposed normal modes. This method is developed by means of DWFE and the modal superposition method. In the formulation process, transfer functions describing the relationship between the amplitude of normal modes and that of force density are defined. It was found that the propagation properties of the normal modes were well explained by the dispersion curves and transfer functions. From investigations of the normal mode propagation, properties of each normal mode can be discussed.     

SV波全反射作用下地震动的合成及振动特性

越来越多的研究表明来自基岩的地震波并不是垂直地面向上传播的。地震波在斜入射与垂直入射时所产生的场地效应有很大不同,由于存在全反射现象,SV波在斜入射时产生的场地效应更为复杂。文章基于均匀弹性半空间地震波传播理论,分别推导得到SV波入射角在小于、大于等于临界角时地震动的计算表达式,通过模型算例研究SV波全反射作用下的地震动特性。研究发现：由SV波产生的地震动主要由入射波和反射波构成,滑行波作用可以忽略;地面运动轨迹具有面波旋转振动特点;随着入射角的增大,地面震动从以水平方向振动为主逐渐过渡到以垂直方向振动为主,两个方向的振动均小于入射波峰值的2倍。     

Nonlinear internal waves in ideal rotating basins

Abstract

Starting from Euler's equations of motion a nonlinear model for internal waves in fluids is developed by an appropriate scaling and a vertical integration over two layers of different but constant density. The model allows the barotropic and the first baroclinic mode to be calculated. In addition to the nonlinear advective terms dispersion and Coriolis force due to the Earth's rotation are taken into account. The model equations are solved numerically by an implicit finite difference scheme. In this paper we discuss the results for ideal basins: the effects of nonlinear terms, dispersion and Coriolis force, the mechanism of wind forcing, the evolution of Kelvin waves and the corresponding transport of particles and, finally, wave propagation over variable topography. First applications to Lake Constance are shown, but a detailed analysis is deferred to a second paper [Bauer et al. (1994)].     

Ultrasonic modelling research of earthquake response of underground lifeline engineering

Earthquake response of underground lifeline engineering is investigated by the method of ultrasonic model experiments in this paper. From general field conditions, two models of underground lifeline engineering, one for non-uniform field and the other for uniform field, are designed based on the similarity principle. Besides analysis of seismic phases, a series of analyses especially on particle vibration are carried out. The results show that: The shorter the epicentral distance, the greater are the intensity variation and the change rate of intensity variation of earthquake ground motion, so the more disadvantageous to underground pipelines. In soft covering layer, compressional waves mainly cause radial flexures deformation, but shear wave result in axial dilation deformation of the pipelines; when the thickness of the covering layer is smaller (less than seismic wave length), the rhythmic variation of the intensity of earthquake ground motion is controlled mainly by the wave length of seismic waves in the bedrock. The property of the covering layer has considerable effect on earthquake ground motion. For different covering layers, their effect on each component of earthquake ground motion is not the same. Owing to the effect of wave propagation, the ground is in different states of particle vibration at different times, and there is considerable difference in phase and intensity of particle vibration between two different covering layers near their junction line or surface. Because underground lifelines tend to vibrate with the particles of the earth around it, this results in different deformation of underground pipelines under different conditions. So, it is necessary to take corresponding anti-seismic countermeasures for pipelines according to their practical situations. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,14, 104–110, 1992. This paper is part of the research supported by Funds of Doctoral Faculty of National Education Committee.     

强夯振动加速度的量测及现场试验研究

结合延安新区强夯加固地基工程,进行强夯振动加速度测试现场试验。选取填方区场地,结合地形设计监测方案,以测试强夯波沿水平方向和斜坡的传播规律。在选定试验段的某级填方场地上布置多组加速度传感器,运用多个8通道24位高速采集卡记录强夯振动加速度在平面和斜坡的传播和衰减过程,探讨强夯振动波沿水平面和斜坡的传播规律以及能级对振动加速度的影响。结果表明:径向和竖向加速度值均随与夯点距离的增大而减小;在与夯击点距离相同处,强夯振动波沿水平方向传播的径向和竖向加速度值要大于沿斜坡方向;随着能级的增大,强夯产生的夯击波增强,在与夯击点相同距离处产生的径向和竖向加速度均明显增大。     

INCIPIENT MOTION OF COARSE PARTICLES IN HIGH GRADIENT RIVERS

1 INTRODUCTION To data, there are about 100 formulae for the incipient motion of sediment, among which, only about ten are convenient and practical. In 1936, using nondimensional drag force and the sediment’s Reynolds number, Shields (1936) presented the…     

2008年青海大柴旦Mw6.3地震地面运动模拟

2008年11月10日在青海柴达木盆地北缘发生了大柴旦M_W6.3地震,为了研究该地震的区域地震波传播与地面运动特征,本文利用地质资料和地壳速度结构研究成果,构建了柴达木盆地及周边区域三维传播介质模型,采用有限差分方法模拟了大柴旦地震波场传播过程以及地面运动分布特征.结果表明,柴达木盆地对波场传播有明显影响,表现为地震波传入盆地后在边界产生次生面波,盆地沉积物对地震波具有围陷作用,地震地面运动在盆地内振幅增大、持时延长.模拟结果给出的地震地面运动峰值速度分布以及理论地震图均和观测结果符合较好,反映数值模拟较好地给出了观测地面运动的主要特征以及传播介质模型的合理性.     

The effect of local irregular topography on seismic ground motion

Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｌｏｃａｌｉｒｒｅｇｕｌａｒｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｏｎｓｅｉｓｍｉｃ　ｇｒｏｕｎｄ　ｍｏｔｉｏｎＪＩＧ－ｈｏＬＩＵ（刘晶波）（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＢｅｉｊｉ...     

基于唐山7.8级地震探讨动态应力作用

运用三维非线性动态有限元方法(Non-linear Dynamic FEM)仿真模拟研究了菱形模型的动态应力作用,分析了1976年唐山7.8级地震.结果表明:(1)唐山地震前增强的中强地震产生的冲击力形成的应力波反射后发生半波损失, 成为动态的拉伸应力,通过减小内摩擦而引起岩石产生裂纹、局部破裂并发生串通,一方面触发地震,另一方面为孕育唐山地震积累能量,表现为正反馈过程.(2)唐山地震产生的冲击力加卸载存在时间差,造成加卸载冲击波相位不同,结果产生的动应力和围压叠加致使围压波动和下降,导致抗剪切强度降低,使初始破裂分别向北东、西南方向传播.(3)冲击力的卸载,相对于产生拉伸性的应力波,反射后发生半波损失,成为动态的压缩应力,致使围压增大并导致破裂停止;而动态应力在传播过程中衰减.因此,余震的发生是一个负反馈过程.