雁列走滑断层发展的相互力学作用效应

雁列走滑断层的重叠几何学已为人们所孰识。通过测量叠量和相邻断层之间的距离，标绘并互相对比了１２０多个例子，我们已经使这些观测值定量化。尽管有在的离散，然而资料显示的线性倾向证明重叠量的增加与相邻断层之间的距离成比例，直到一个极限值。使用位移不连续的数值模拟，按照断层的相互作用，我们分析了这些值得注意的关系。结果表明，断层的相互作用事实上是一个对雁列走滑断层重叠几何形状有很大控制作用的重要因素。     

走滑断层和逆断层位错作用下地铁隧道损伤特征对比分析

隧道作为重要的轨道交通工程,近年来在地震中受到了不同程度的破坏,特别是跨断层的隧道,其抗震性能越来越受到人们的关注。为了能够更好地评价隧道的整体损伤情况及把握其损伤特征,以北京地铁7号线为研究对象,利用有限元软件ABAQUS建立模型,采用拟静力法,以隧道直径变化率作为损伤指标分析了隧道在走滑断层以及逆断层位错作用下的损伤特征,对比了两种断层位错作用下损伤状态与地震强度之间的关系、损伤范围和位置以及损伤程度。结果表明:跨断层隧道在断层错动作用下损伤只发生在断层带附近;当震级处于6.0～8.0级时,隧道衬砌损伤程度随震级的增大而增大;在覆土厚度相同的条件下,同震级时逆断层位错作用下隧道损伤程度要比走滑断层作用下大得多;走滑断层位错作用下隧道结构损伤主要发生在拱腰处,逆断层位错作用下主要发生在拱肩－拱脚以及拱顶－拱底处。     

断层走滑产生的不对称谷地

提出了有别于前人的不对称谷地新模式:当河流穿越走滑断层后,在迎断层走滑运动一岸形成陡峻的基岩谷坡,而在顺断层走滑运动一岸则留下堆积物,从而形成两岸不对称的谷地。谷地中,堆积物的宽窄取决于断层走滑距离,堆积物的新老决定于距河的远近。断层走滑除可能使河流出现断错、同步弯曲外,还可能形成不对称谷地,究竟表现为哪种形式,与断层走滑速度和河流侵蚀力两者的比例有关。该模型的提出,为更好地把握内外力作用的相互关系、研究断层走滑运动细节以及识别断层走滑运动可能表现出的一些假象提供了新思路。运用这一模型,分析了青藏高原东北缘黄河穿越海原断裂带及香山-天景山断裂带形成的不对称谷地,并讨论了两断裂带的走滑量问题。     

走滑断层地表位移动态演化特征研究

在经典走滑断层位移公式基础上引入时间变量, 研究断层运动中地表位移与时间的动态变化关系, 得到走滑断层地表位移时空动态演化公式。 当观测点处于断层近、 中场或者孕震阶段处于孕震中、 晚期时, 地表位移近似正比于时间对数函数。 得到以下结果: ① 走滑断层随时间的位移是不收敛的, 但发散速度十分缓慢。 ② 目前多数GPS水平方向的时间序列良好的线性特征为时间对数函数的局部线性近似。 ③ 在孕震中、 晚期的任意时刻, 断层近、 中场的地表任意一点的位移与其距断层的距离成正比, 即垂直于断层方向的地表位移曲线近似一条直线。 ④ 从震前的某个时刻开始计时, 震前距断层远的站点产生的位移比距断层近的站点产生的位移大; 震后距断层近的站点产生的位移比距断层远的站点产生的位移大。 走滑断层地表位移动态演化公式适用于断层的近中场, 孕震的中晚期, 可为断层地震危险性的判定提供理论支持。     

隐伏走滑断层破裂扩展特征的实验研究

通过模拟实验研究了基岩中走滑断层在上覆沉积层中的破裂扩展特征,利用白光数字散斑相关方法分析了沉积层表面变形场的演化过程,重点研究了基岩断层位移和沉积层厚度的影响。结果表明,在沉积层厚度一定的情况下,随基岩断层的滑动,沉积层中围绕断层投影线逐渐形成一个变形带以及由张性破裂和剪切破裂组成的破裂带,基岩断层的位移越大,沉积层中的变形带越宽、变形越强烈;但当基岩断层位移超过某一临界值后,变形带宽度将保持稳定,只是变形随断层位移增加而更集中。对于同样的基岩断层位移,沉积层厚度越大,受基岩断层控制的变形破裂带越宽,即基岩断层的影响范围越大;但当沉积层厚度超过某一临界值时,沉积层的变形发生了变化,沉积层表面并不存在与基岩断层走向一致的变形带,而是发育了较大尺度、与基岩断层走向斜交的张剪性破裂带。实验结果意味着,临界断层位移和临界沉积层厚度对于确定隐伏断层发震产生的地表变形和破坏具有重要意义     

昌马断裂带断层岩研究及其粘滑,蠕滑特征

在对断层岩的分布、内部结构、宏观变形及断层泥中石英颗粒形态、表面特征研究分析的基础上，讨论了昌马断裂带粘滑、蠕滑特征。同时指出，昌马断裂带虽以粘滑运动为主，但仍伴有一定量的蠕滑活动。     

关于直立倾滑断层运动的几个问题

直立倾滑断层运动的一个重要特点是:其驱动力应该是产生于断层带附近深部物质的差异升降运动。在这种条件下,断层的扩展将是一个从深到浅的过程。地壳强度按深度峰形分布可能是这种过程缓慢地进行到某一阶段出现失稳的一个重要原因。另一个对直立倾滑断层运动有重要影响的因素是围压按深度的分布。在深部,因为围压很大,所以断层能够沿平面扩展;而在浅部,当围压足够小时,在断层的端都会出现侧向张性破裂。     

电阻率横向剖面探测走滑断层的数值模拟研究

本文从走滑断层难以探测的实际出发,讨论了其物性特征。通过对实际模型的数值模拟,讨论了纵、横向剖面电阻率的变化特征。数值模拟结果证明横向剖面和纵向剖面相比在断层探测中有明显的优越性,为走滑断层探测提出了新的思路。     

走滑断层位移作用下山岭隧道非线性反应分析

为了研究穿越断层的山岭隧道结构在走滑断层位错作用下的反应,基于有限元和拟静力的基本原理,建立了隧道围岩的相互作用模型,提出了一种以围岩沿断层位错为输入荷载的跨断层隧道衬砌的反应分析方法。利用有限元分析软件ANSYS的位移荷载功能,使该反应分析方法得以实现。分析过程中以上盘为主动盘,通过给上盘施加强制位移来描述围岩的错动,采用荷载步为100步的逐步加载的方式来描述围岩错动的过程。对比研究了走滑断层工况下,加载断层位错由小到大的过程中,隧道衬砌各部分的应力反应状态。结果表明:当断层位错在20cm以下时,隧道衬砌各部分均处于安全状态;随着错动量的增大,衬砌不同部分的破坏顺序为:边墙先产生破坏,然后顶板产生破坏,最后破坏延伸至底板。     

走滑断层对裂缝分布的控制——来自离散元数值模拟的启示

走滑断层控制的缝洞储层是塔里木盆地超深层碳酸盐岩油气勘探的主要对象,走滑断层相关裂缝分布规律对指导超深层油气勘探开发具有重要意义.本文利用离散元数值模拟方法,对6组不同排列和活动方式的走滑断层相关裂缝发育规律进行了研究,并与塔里木盆地北部地表露头区走滑断层实测结果进行了对比验证.走滑断层的纯走滑段应力分布稳定,其最大主应力保持水平,且方位不变,形成的优势裂缝走向与断层面呈小角度斜交.当走滑断层的叠接段或转折段为拉分区时,其最大主应力方位由水平变为垂直,形成的优势裂缝走向与断面大角度斜交.当走滑断层的叠接段或转折段为挤压区时,其最大主应力保持水平,但应力方位随断距增加而发生明显偏转.因而在走滑断层活动早期,主要发育与走滑断层呈小角度斜交的优势裂缝;在走滑断层活动后期,主要发育与主断面平行或者反向小角度相交的裂缝.在走滑断层的不同构造部位,裂缝发育程度存在明显差异.在走滑断层端部、连接部位和主断层面处裂缝相对发育,且前两者裂缝分布范围明显大于后者.相对于走滑断层的位移量,走滑断层的主位移带对裂缝发育的影响更大.在主位移带形成之前,走滑断层相关裂缝发育带宽度和裂缝密度随位移量的增加而快速增大...     

利用对称四极横向剖面法探测走滑断层的应用

从走滑断层难以探测的实际出发,讨论了其物性特征;通过对低阻板模型的物理模拟、数值模拟以及对实地观测资料的分析,研究了对称四极纵、横向剖面法视电阻率曲线的变化特征和差异. 结果表明,横向剖面法相对纵向剖面法异常幅度明显增加,可对地震活动断层进行更为有效的探测和定位. 这一研究为走滑断层探测提供了新的思路. 同时,利用对称四极横向剖面法可以解决走滑断层难以探测这一技术难题.      

走滑断裂粘滑,蠕滑作用形成的地质貌特征

在室内航片解释的基础上，依据野外现场实测资料，应用地质地貌学方法，对走滑断裂上有作用形成的弧形，“正”、“逆”牵引变形山脊及断错变形冲沟的４种地貌形态进行了讨论，并根据这些蠕滑志标，测量了昌马断裂带中、东段的蠕滑量。给出了粘滑与蠕滑量的比值及蠕滑量占总走滑量的比例在断裂带上的分布情况。     

1997年伽师震群中相邻正断层和走滑断层之间相互应力作用

自1997年1月21日开始, 在将近4个月的时间内, 位于塔里木盆地西北边缘的新疆伽师地区发生了7次M_s≥6.0的大地震. 前人地震精定位结果显示这些地震发生在两条相邻的破裂带上. 根据前人震源机制解和精定位结果, 计算了这7个大地震间库仑应力作用,还分析了伽师震群附近的1996年阿图什地震对伽师地震群的影响. 计算结果显示第4个地震震源附近的库仑应力受之前地震影响增加了0.5 bar左右, 而在第2, 3, 5和6个地震震源附近的库仑应力均增加了约0.8 bar. 研究表明通过改变邻区断层上库仑破裂应力状态, 1997伽师震群中各地震之间存在明显的应力触发作用. 而更重要的是伽师地区的正断层活动促进了雁形走滑断层间发生地震的循环触发.     

走滑断层震间形变GPS观测站点布设的合理性分析

针对单条断层合理布设GPS站点可准确反映断层形变状态。 远场布设的有效距离与近场的布设间隔是影响断层运动分析结果的重要因素。 远场有效距离为变形宽度的边界, 其与断层闭锁深度之间的关系约为6.31倍; 近场间隔利用分段折线近似替代断层震间形变曲线, 根据形变曲线的变化特点将形变区域分区, 得到“近场区”和“过渡区”与断层闭锁深度之间的关系。 并且, 对川滇块体东边界目前站点布设状态对结果可能的影响进行初步分析。 研究结果可对今后GPS站点布设方案提供理论参考。