景泰6.2级地震震源动力学过程<

根据景泰6.2级地震前地电阻率变化和国内地震台网单台震级测定值的空间方位性, 研究了本次地震震源动力学过程。得到:本次地震震前3-5个月震源区NW-SE向(或与此方向大致相同)拉张应力增强, 约震前20余天张应力进一步增强, 最终导致近EW向断层发生NWW-SEE向错动。这一错动方式引起震中NWW和SEE方向的地震观测台接收到强地面振动, 而震中NE和正南方向的台接收到相对弱的地面振动。最后阐述了关于地电阻率短临地震预报的认识。      

地震断层作用下埋地管线壳有限元分析的等效边界方法

壳有限元方法是目前较先进的分析地震活动断层作用下埋地管线反应的方法 ,但是由于受断层错动影响的管道一般较长 ,因此该方法需要较大的计算资源 .本文提出一种等效边界方法 ,可以克服现有壳有限元方法的缺点 .埋地管线在地震断层作用下的大变形反应往往只发生在断层附近 ,而离断层较远处管段的变形反应相对较小 .本文从理论上得出一个等效边界 ,以非线性弹簧的形式应用到壳单元分析模型的两端 ,替代模型以外管段的影响 .这样只需对感兴趣的发生大变形的管段进行壳单元建模型 ,从而解决了现有的壳有限元方法需要大量计算机时和资源的缺点 .与现有的壳模型固定边界方法进行比较 ,验证了等效边界方法的合理性和有效性 .     

地震断层作用下埋地管线壳有限元分析的等效边界方法

壳有限元方法是目前较先进的分析地震活动断层作用下埋地管线反应的方法， 但是由于受断层错动影响的管道一般较长，因此该方法需要较大的计算资源. 本文提出一种等效边界方法，可以克服现有壳有限元方法的缺点. 埋地管线在地震断层作用下的大变形反应往往只发生在断层附近，而离断层较远处管段的变形反应相对较小.本文从理论上得出一个等效边界，以非线性弹簧的形式应用到壳单元分析模型的两端，替代模型以外管段的影响. 这样只需对感兴趣的发生大变形的管段进行壳单元建模型，从而解决了现有的壳有限元方法需要大量计算机时和资源的缺点. 与现有的壳模型固定边界方法进行比较，验证了等效边界方法的合理性和有效性.      

山岭隧道断层错动及地震响应模型试验研究

东非大裂谷处于持续扩张运动中,断层错动和地震作用活跃.对此依托内马铁路2号隧道工程,设计断层错动和地震作用下山岭隧道振动台试验.综合确定长度相似比0.05、密度相似比0.8、弹性模量相似比0.03,设计了一种新型的断层错动装置和隧道震动裂缝声发射监测方法.试验结果表明:断层错动装置较好的模拟了岩层错动,声发射监测技术较好的监测了断层和地震作用下隧道衬砌微裂隙产生.断层错动和地震共同作用下,Y方向的地震波引起隧道衬砌侧壁产生较大响应,Z方向地震波引起隧道衬砌拱顶产生较大响应,隧道衬砌加速度响应值受断层错动量影响较小.断层错动和地震共同作用下,Y方向输入的地震波引起的隧道断层段衬砌侧壁受拉应变较大,且随断层滑移量增加而增加,其他位置拉应变较小.断层错动和地震共同作用下,Z方向的地震波引起的隧道断层段衬砌拱顶和拱底外壁受拉应变较大,且随断层滑移量增加而增加,其他位置拉应变较小.该试验结果对类似隧道工程研究具有参考价值.     

特征地震现象和机制分析

本文介绍了断层活动的一种重要现象--特征地震现象.特征地震是指某些断层长期活动过程中,重复发生的多次大地震往往表现出相似的破裂长度、位错分布、和震级大小,而有些活动断层在多次地震中表现出局部的相似.对断层地震活动的统计分析中,有两种模型,一种就是为大家熟知的G-R经验公式,还有一种就是特征地震模型.到底哪一种模型能够代表断层的活动,用哪一种模型进行地震危险性分析较为合理?南加州断层历史地震的统计资料和一些数值模拟分析的结果表明对于一条成熟的单个断层,用特征地震模型进行解释是更为合理的,而对包含多条断层的较为广阔的地域,断层活动应该仍用G-R公式进行分析.文章的后面对特征地震的机制进行了分析,特别地,我们认为断层的位错分布主要是由断层破裂面处地震前后的应力降决定的.所以对成熟断层而言,断层上发生的多次重复地震由于地震孕育的条件相似,导致断层活动中表现出特征地震这种现象.     

跨断层隧道地震反应分析

地震发生时,跨断层隧道一般会产生较严重的震害。本文以跨断层隧道为研究对象,从震害现象、震害产生的原因和抗震研究现状的总结入手,进行了跨断层隧道地震反应分析研究。本文主要工作成果有以下几个方面:1.断层位错作用下隧道结构的非线性反应分析。针对断层错动而引起的隧道衬砌破坏,研究了几种不同工况下隧道的非线性反应特性,主要得到以下研究结果:(1)长大跨断层山岭隧道在不同断层类型位错作用的研究表明:在相同的加载过程中,     

我国西南地区地壳重力不稳定性与地震断层平移错动的关系

本区地震往往发生在10～20千米深处,若将震源上复岩层重力负荷在地壳深部产生的垂直应力及水平应力视为背景应力,而将重力导致的青藏高原壳内水平应力视为叠加于背景应力之上的附加构造应力。可以证明,在这一情况下,地壳深部具备产生平移错动型断层的基本力学条件,实际资料也表明,本区地震断层以平移错动为主。现今国内外的研究者仅讨论过断层倾滑错动的重力机制问题。本文提出了断层平穆错动与重力关系的新见解,这对正确认识重力在构造与地震活动中的作用将是有益的。     

鲜水河断裂带上特征地震的初步研究

特征地震是大地震原地重复的重要表现形式.现有资料的初步研究表明,鲜水河断裂带上大地震属特征地震模式,其地震破裂长度、同震位错量以及断层错动方式,在原地保持较长时间的一致性.由于大地震屡屡在原地重复发生,沿断裂特定地段累积位错分布与一次地震的位错相一致,从而导致断层滑动速率的同步变化.本文以1973年炉霍地震为例,研究了鲜水河断裂的特征地震现象.该段的地震活动属特征地震模式,不服从古登堡-里克特的线性震级频度关系.特征地震不仅对断错地貌、滑动速率有重要的影响,由于这种地震模式是以特定震级的大地震为主导,几乎没有中等震级地震发生,这对地震活动性研究也具有重要的意义.      

利用P波、S波初动和振幅比计算2000年姚安M_S6.5地震序列震源机制解

利用P波、SV波和SH波的初动和振幅比计算了2000年姚安6.5级地震序列中14次M≥3.0地震的震源机制解.结果表明,姚安6.5级地震的主要发震断裂走向为北西,高倾角,在北北西向近水平主压应力作用下,呈现出以右旋走滑为主的断层错动性质;姚安地震序列以走滑型为主,个别地震为斜滑型,是在北北西向水平或近水平的主压应力作用下的构造运动方式;主震发生后1～3天断层错动以走滑型为主,个别为斜滑型,主震发生后3～30天断层错动为走滑型;P轴和T轴的方位总在按与构造应力场走向由一致到不一致再到一致的规律反复变化;在强余震明显活动期间,地震以水平或近水平向主压应力作用下的断层错动方式为主,有一定的斜向作用,然后为水平或近水平的主压应力作用方式,主震后应力场有明显的调整变化过程.     

1970年云南省通海地震的地形变特征

1970年1月5日在我国云南省通海发生了一次7.7级强烈地震。在该震区地震前后做了一些大地测量的复测工作。地震前十年期间沿水准测线在曲溪盆地处产生了一个相对下沉区,跨曲江断裂处产生南盘相对于北盘下降的现象。地震时的地面垂直形变发展了地震前的特征,形成了更强烈的差异运动。地震时的地面水平形变表现为断裂两侧的水平顺扭的错动,相对错动量为2米。即通海地震的地形变是以水平错扭为主的。地震前后的地形变现象,表明了通海地震时曲江断裂的应力活动方式为:以顺时针水平错动为主兼有北盘相对南盘上逆的斜冲。     

序

大地震是对城市破坏性最大、危害最严重的突发性自然灾害。巨大的城市地震灾害主要是由位于城市之下的活断层突然快速错动所导致的直下型地震引起的。此外,城市附近活断层发生的地震也可诱发城区活断层的活动,加重断层线上建筑物的破坏和地面灾害。大量的震例表明,活断层不仅是产生地震的根源,而且地震时沿断层线的破坏最为严重,人员伤亡也明显地大于断层两侧的其它区域。7级以上地震往往造成地表数米的错动,目前的抗震设防措施还难以阻止这样大的错动对人工地面设施的直接毁坏。     

活动走滑断裂带的断错水系与地震

断错水系 所谓断错水系指的是由于断层活动,主要是走滑错动造成穿过断层的河谷被错动变位,发生急剧转折以至水系重新配置的现象。它是判定活动断层的一个重要标志。是研究地壳水平运动,断层走滑活动状况的重要对象。利用断错水系所反映出的断层错动情况结合古地震的研究可作为判断断层位移速率、大震重复率的一个方法。在我国,对断错水系现象的注意     

华北地区地震迁移规律的数学模拟

本文描述了一个解时空反演问题的方法.通过把华北地区看成是由24条主要断裂带组成的地质构造骨架,在15公里深处按照平面应变的理想塑性体处理,用有限单元方法计算了本地区在均匀边界外力作用下发生地震危险的地带.然后用逐次降低断层内摩擦系数的办法,模拟近十二年来历次大地震,计算释放应力后应力场的变化、断层的错动.将计算结果和实测资料进行对比,对各个力学参数和构造骨架进行了多次修改,使它们尽量接近.结果说明本方法能够基本上重复近十二年来的地震迁移规律,并可望对未来的地震危险区提出参考意见.结果还说明地震以后在沿断层错动方向的左前方有一狭窄扇形地带安全度增加,而其余较大地区由于断层处的应力释放使剪破裂的危险度有些增加.      

应力途径与岩石的摩擦滑动

用双剪法对济南辉长岩和点苍山大理岩进行了摩擦滑动实验.实验中的应力变化方式有两种.A 型实验:先使断层面上的正应力增加到一定值,然后保持正应力不变,并增加剪应力使断层发生粘滑;B 型实验:先使断层面上的正应力增加到一定的值,保持正应力不变,并增加剪应力到断层发生粘滑前的某一应力状态,再保持剪应力不变,减小正应力直到粘滑发生.实验表明,B 型实验中岩石的摩擦强度高于 A 型实验.A 型实验中粘滑发生前有声发射率增加的前兆,B 型实验中粘滑发生前看不到声发射率的明显增加.由实验得到一个启示,即闭锁断层的开锁可能采取两种形式:一种是冲开闭锁,即以剪应力的增加使断层发生错动;另一种是解开闭锁,即以正应力的减小使断层发生错动.断层的粘滑采取哪种形式,由断层带的应力变化途径决定.      

震源断层的长度与错动幅度之间关系的讨论

震源断层的长度和错动幅度是震源参数中两个重要的量,寻找它们在震前的指标对地震预报具有要重的意义。这两个量的比值代表了地下断层错动的协调性,因此有助于了解震源环境。本文通过对中国、日本、美国三地区的大震断层资料的处理,得到了震源断层的长度与错动幅度之间近似地存在着线性关系的结论,震源断层的错动幅度是其长度的10~(-5)数量级。另外,本文根据地震过程中震源断层的长度与错动幅度之间的协调关系,讨论了1976年唐山地震前的断层蠕滑问题,以及郯庐断裂带上几百公里的水平错距是否可能的问题。     

新疆天山地区强震前地震条带不清晰的原因初探

新疆地区在强震前地震条带不明显.本文对比分析了新疆天山与川滇地区区域构造背景和地震震源机制解,得到:①新疆天山地区区域地震构造以逆冲型为主,而川滇地区区域地震构造以走滑型为主.②1970年以来的天山地区中强地震以逆断层和走滑型地震类型为主,走滑型地震多数包含较大的倾滑分量;而川滇地区6级强震以走滑型地震类型为主,地震主要以水平错动为主.认为弱震条带适用于以水平剪切错动为主的地震,而新疆天山地区地震倾滑分量较大,因此中强地震前弱震条带图像不清晰,中短期地震预报意义不显著.     

基于GPS同震位移场约束反演2008年5.12汶川大地震破裂空间分布

2008年5月12日发生在四川汶川的大地震造成映秀—北川断裂和灌县—江油断裂同时破裂,分别形成了240多公里和70多公里的地表破裂带.本文以GPS观测获得的同震位移场为约束,反演地震破裂的空间分布.反演结果显示映秀—北川主破裂带倾向北西,沿破裂带的走向从南到北倾角逐渐变大,破裂断层的平均宽度在10~18 km左右.破裂断层的错动在南段以逆冲为主,在北段走滑分量逐步加大,右旋走滑成为断层破裂的主要特征.断层破裂最大段落错动量分别达到了7.8 m和7.4 m,恰好对应这次地震中地表破坏最为严重的映秀和北川地区.本次地震释放地震矩6.70×10²⁰N·m,相应矩震级M_w=7.9.     

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。     

断层崖地貌年龄确定——古地震研究的新动向简介

鉴别可能产生地震的断层,在评价地震灾害和危险性以及进行地震预报研究方面早已成为众所周知的课题.由于活断层具有发生大地震的潜在能力,因而无论从地震活动性或工程稳定性都在推动活断层研究的发展.对绝大多数地震发生区而言,地震危险性分析中的主要困难在于不了解潜在的破坏性地震的复发间隔.由于过去的地震事件常以断层作用的形式被保留下来,因而近期在通过地质现象识别古地震事件方面不断取得新的进展,在良好的条件下并能较准确地确定事件的复发间隔以及断层的平均滑动速率.研究古地震的方法大体可分地质方法和地貌方法两类.在活断层地震活动性的地质研究方面,广泛应用探槽技术和年代测定研究断层的活动史及其相应的古地震史,能满意地揭露所在地区的地震活动特征.Sieh在圣安德列斯断层巴雷特溪上的研究具有令人鼓舞的代表性.在地表出现由于地震事件所形成的断层崖时,它们提供了古地     

地旋与地震预报

1957年我们研究了1556年陕西关中8级大震前约8小时在震中区两县出现的“地旋”和“地旋运”现象,认为这是一种前震现象。1971年作者和秦保燕再次研究了上述地旋和地旋运的现象,认为它与一般前震的波动不同,可能是一种较缓慢的地面旋转运动,並指出这种现象可能是大震前震源断层面上较大部份弱化並产生预运动所致。本文进一步指出产生地旋和地旋运的原因是由于未来大震震源断层面上不同子源发出的波到达震中区地面后具有不同的振动方向但又相遇在一起互相迭加的结果。要造成这种迭加结果大致有以下三种情况:一个是大震前震源断面上同一部位有异向的缓慢错动(相夹角不大于90度);另一个是两个或两个以上的缓慢错动虽是同一方向但它们相距较远(都位于未来大震的震源断层面上);第三个是只有一个错动但错动面积很大,该面积上不同边界处的错动部份相距较远。以上三种情况发生的波在地表的合成皆会形成明显的旋转运动,其中第三种情况包含第二种情况,它是我们1971年提出的产生地旋和地旋运现象需要较大断层面积上发生预运动的原因。当然也不排除震源地方有单旋和双旋运动在地表产生地旋和地旋运的可能。以上讨论的是临震前的地旋前兆,我们建议设计专门的仪器记录这种缓慢的地面旋转运动。在中长期地震预报方面尚有地块旋转运动的可能。对此我们在1987年曾讨论过。即某些大震是走滑兼块体的旋转。这种现象可由大震在地表造成的错动后果分析出来。即全段是走滑但两个端部地段分别兼有正断层式和逆断层式倾滑成份。1920年海原8.5级大震就是这样的。从力学道理上来说,这是在大区域水平挤压情况下沿断层不同地方其地壳下方有不同的垂直力作用的结果。这种不同的垂直力作用可造成断层盘体的旋转。根据布里季曼(Bridgman)效应,旋转是有利于粘滑错动的,因之它在走滑上的迭加可能对大震的发生具有重要意义。作者建议在野外应寻找与旋转有关的形变指标和新构造运动指标,以利于判定潜在的大震危险区。此可称为剪旋模式。