应用GPS观测研究青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系，同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5h和25h的主应力和最大剪应力进行了计算分析。结果表明，青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等，在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7．0～8．5级强震的断裂附近，并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征。     

用GPS数据研究汾渭盆地构造应力场变化

利用2004—2007年观测的GPS数据,采用格林函数法对汾渭盆地地壳15 km深处的最大主应力和剪应力进行了计算。结果表明：1）汾渭盆地的应力场变化分布具有高度不均匀性,山区和盆地的应力场变化性质相反:山区应力场以增加为主,盆地应力场以减小为主;2）宝鸡至咸阳一带的剪应力变化与汤浴至蒲城一带的剪应力变化存在相反的性质。     

青藏高原东北缘及其周边地区现今构造应力场及地震活动性

收集青藏高原东北缘及其周边地区371个震源机制解数据,对该区域进行1°×1°经纬度网格的构造应力场反演。结果表明,青藏高原东北缘内缘最大主压应力以NE向为主,外缘最大主压应力由西向东呈现出顺时针旋转的特征,即最大主压应力轴由西段近NNE向转为中段NE向,再转为东段NWW向。从不同深度对青藏高原东北缘及其周边地区进行2°×2°经纬度网格的构造应力场反演。结果显示,地壳上下部分断层体系存在巨大的变化差异,产生这种差异的原因可能与地壳的挤压增厚有关。     

烟台张家金矿弧形断裂构造控矿特征及找矿方向研究

胶西北NNE向断裂构造带弧形控矿断裂系统，直接控制了胶东特大型、大型金矿床及大部分中小型金矿床。张家断裂为胶东东北部NNE向弧形控矿断裂的伴生构造，断裂沿走向、倾向具波状变化，发育有倾斜擦痕，并有厚度0.3～0.5m灰色、灰绿色断层泥。已发现中型金矿张家金矿、小型金矿汪家沟金矿即赋存于该断裂之中。研究发现张家断裂弧形构造沿走向、倾向变化较大的区域为“焦家式破碎带蚀变岩型金矿”成矿有利区域，矿床沿断裂走向大体以2～3km等距分布；在弧形断裂弧顶西侧300～500m为“河西式破碎带石英网脉带型金矿”成矿有利区域，与东侧“焦家式破碎带蚀变岩型金矿”对应分布。     

固体潮应力张量对地震的触发作用

用无体力作用的平衡方程的ω型、Φ型通解与有体力作用的平衡方程的特解相迭加得到自由边界条件下的潮汐应力张量。讨论了主应力和主应力轴随深度的变化,在100公里深度范围内,主应力轴在空间的取向发生的偏转可达10°左右(θ=30°时)。 选用我国1957年以来有精确断层面解的、Ms≥5.0的70个地震的资料,研究了发震时刻对于潮汐流体静应力、潮汐最大剪应力、沿断层错动矢量的潮汐剪应力的位相分布,所得的结论是,潮汐流体静应力与地震的发震时刻没有明显关系。潮汐最大剪应力对地震有一定的触发作用;沿断层错动矢量的潮汐剪应力对地震的触发作用更明显;斜滑型地震对潮汐最大剪应力的位相有极好的相关性。     

江汉盆地东北缘现今地壳构造应力场及其发震构造

基于湖北省区域测震台网数字波形数据,利用震源机制解获取江汉盆地东北缘现今地壳构造应力场。结果表明,研究区内地壳受力源影响发生自NWW向SEE方向位移,使得皂市断裂和长江埠断裂在4~6 km深度范围内发生以走滑为主、兼少量逆冲的剪切破坏,震群活动与古近纪以来的断层活动有关。     

2021年云南漾濞地震InSAR监测及断层滑动分布反演

采用双轨D-InSAR技术获取2021-05-21云南漾濞6.1级地震的升降轨同震形变场,并以此为约束,基于Okada均匀弹性半空间位错模型反演发震断层的几何参数与同震滑动分布,最后通过正演模型预测地震的同震三维形变场,分析地震的形变特征及发震断层的几何形态和构造运动。结果显示,在InSAR形变场中,升轨LOS向最大形变量约10 cm,降轨LOS向最大形变量约13 cm;利用Okada模型反演得出,发震断层长约12.53 km,宽约6.44 km,位于地下3～9 km处,断层走向约136.34°,倾角约83.79°,滑动角约-175.46°;断层的同震滑动主要分布在沿走向9～21 km与沿倾向向下3～9 km范围内,最大滑动位移出现在地下4 km深度处,滑移量达到0.64 m;通过正演模型的地表三维形变预测发现,垂直方向最大抬升约3.22 cm,最大沉降约4.04 cm。总体而言,此次地震的发震断层类型为右旋走滑,且带有正断分量,初步判断地震发生在一条未知的NW-SE向断裂带上,该断裂可能属于维西-乔后-巍山断裂和红河断裂北段的次级或分支断裂。     

基于弹性薄片格林函数的GPS应变求解方法对青藏高原东北缘三维构造变形特征的研究

基于弹性薄片格林函数的GPS三维应变求解方法,对青藏高原东北缘地区的构造变形特征进行研究。结果表明,青藏高原东北缘的应变主要集中在边界断裂上,而在断裂之间的内部块体应变分布相对较小,垂直应变最大值位于日月山断裂以东和海原断裂以南的区域,与块体旋转及物质东向运移有关,且很可能受中下地壳流的影响。本文用三维GPS应变分析为理解大陆内部构造变形动力学过程提供了新的视角。     

外力方向对断裂周围应力场和位移场三维空间分布的影响

本文用线弹性三维有限单元法计算了五个几何尺寸、岩体力学性质完全相同的含有一条倾斜断层的地块模型。这五个地块模型的边界分别受到大小相同且与断层走向分别成10°、30°、50°、70°、90°夹角的均布压缩荷载的作用。其结果表明:在断裂的两个端点邻域的应力高值区最大主应力、最小主应力和最大剪应力随外力与断裂走向夹角的增大几乎成线性减小,其应力值的差可达一个数量级;地表水平位移的大小随外力方向与断裂走向夹角的增大而减小,而位移方向从几乎平行于走向逐渐偏转到垂直于走向(这与外力方向的变化一致);应力和垂直位移的分布形态、位移大小及达到峰值的部位随外力方向的不同而不相同。     

利用GPS资料反演祁连山断层的三维滑动速率

以位错理论模型为基础,导出了利用GPS观测的水平位移场速率数据反演断层的走滑、倾滑和张开三维运动速率分布的最佳估计反演计算公式,并利用青藏高原东北缘1999~2001年间GPS观测的位移场速率对祁连山断裂的三维运动速率分布进行了反演计算研究。结果表明,祁连山断裂活动速率在断层倾滑方向上明显大于走滑方向和张开方向,而且具有空间分布的不均匀性特征。     

基于GPS速度场的青藏块体东北缘应变场分析

利用2004～2013年GPS速度场数据,分析青藏块体东北缘的应变场和剖面应变积累特征。结果显示：1）稳定的阿拉善地块及鄂尔多斯地块分别阻挡了祁连山断裂带与贺兰山构造区分别向NE、E方向的物质迁移;2）主压应变率、最大剪应变率高值区均分布在祁连山构造带东段、海原断裂东段至六盘山断裂西段,面膨胀率压性高值区主要在祁连山构造带东段,3）祁连山断裂东段显示为以压性为主、兼具左旋走滑,海原断裂东段至六盘山断裂西段则表现为以左旋走滑为主、压性为辅的相对运动特征。     

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断裂常速滑动传播的有限差分计算

本文以纵向平面上断裂按常速度扩展为例，讨论了滑动速度与剪切应力的关系；在前人工作的基础上，将菱形交错网格差分方案引入各向同性介质中平面断层滑动位移的计算，在保持差分稳定性条件不变的前提下，可使首项差分误差减小７５％，将断层平面简化为有一定长宽的长方形，比简化为圆形［３］更符合实际。文中最后在计算机上模拟计算了断层以常速破裂时滑动位移分布规律，对于理解断层附近的波动规律，认识断层表面应力场的分布以及进行实际工程稳定性、安全性分析，有一定意义。     

不同环剪条件下三峡库区童家坪滑坡滑带土强度特性

研究不同环剪条件下库岸堆积层滑坡滑带土强度特性对滑坡稳定性评价具有重要意义。针对目前在库岸堆积层滑坡滑带土力学特性方面研究薄弱的问题, 以三峡库区童家坪滑坡滑带土为研究对象, 采用ARS-E2环剪仪开展了不同剪切速率下的剪切试验, 研究了等速剪切、加速剪切以及减速剪切作用下滑带土强度变化特征。试验结果表明: 滑带土试样在恒定的低速剪切条件下更容易得到稳定的残余强度, 并且达到峰值强度后易出现"应变软化"现象; 在相同剪切应力条件下, 滑带土加速环剪和减速环剪的剪应力变化趋势基本一致, 与法向应力均呈正相关关系; 剪切速率的变化会显著影响滑带土峰值黏聚力的大小。研究成果揭示了不同环剪条件下滑带土力学特性, 可以为揭示库岸堆积层滑坡变形破坏的力学机制提供理论依据。      

2016年门源Ms6.4地震前祁连山周边断层活动分析

基于青藏高原东北缘地区最新的跨断层资料,利用时序曲线分析、断层速率合成分析和垂直形变累积率分析等多种方法进行计算,从不同角度和范围提取2016年门源Ms6.4地震震前异常特征,揭示断层活动。结果显示：1）震中距150 km以内多个场地出现了典型的以加速张性变化为主的短期异常,150~300 km内的异常以趋势变化为主;2）祁连山-海原断裂带上异常场地的空间分布表现出由祁连山断裂带中部集中向东迁移至中东部集中的特征,海原断裂上异常有所增多,此类现象与2003年民乐6.1级地震前的现象极其相似;3）祁连山断裂自2014年以来合成速率偏离正常动态值较远,容易积累应变。垂直形变趋势累积率的计算结果显示,地震震中位于形变积累的高值区。     

损伤地壳中的应力场变化与地震活动

推导了损伤介质中应力场变化与地面位移场和重力变化的关系 ,讨论了利用地面位移和重力场变化来计算地球内应力场变化的边界元方法。利用中国华北地区的 1992～ 1995年的 GPS观测资料对该地区地壳内 15km深处的应力场变化进行了计算 ,并讨论了应力场变化分布与 1996年发生的包头 MS=6 .6级地震的关系 ,结果表明震区的应力场变化明显大于其他地方     

中国大陆西部地区现今的块体运动

根据中国地壳运动ＧＰＳ监测网１９９２～１９９６年３次复测结果，分析了我国大陆西部地区现今块体运动的基本特征，结果表明：印度板块向北推挤是我国西部块体褶皱运动和变形的根源；由於内部次级断块的边界条件和受力方式不同，块体边界和内部构造形变亦具有明显的差异。块体运动主要特点表现为：（１）喜马拉雅向南弯曲的弧形边界东西两端，印度板块推挤运动方向不同，导致了弧前方的亚板块和构造块体的运动方向呈扇形散开；（２）青藏高原主体在南北向缩短、东西向延伸的同时存在着明显向东的物质侧向滑移；（３）重要块体分界带和褶皱带两侧运动矢量的比较表明，阿尔金断裂为左旋走滑，天山、祁连山均呈压性；（４）由设置在不同块体的ＧＰＳ测站南北向和东西向运动速率及速率的平均值得到的块体运动速率和方向，呈有规则的变化，其变化规律与地质、地球物理结果具有较好的一致性。     

阜新盆地盆缘断裂与构造演化

本文从阜新盆地盆缘断裂研究入手,应用地质力学的观点对盆地的构造演化进行讨论。阜新盆地发育有6组盆缘断裂,即东西向、北东向、北西向、南北向、北北东向和北东东向断裂,其中以前4种断裂为主。所有盆缘断裂除具明显的压性、压扭性特征外,还具有其它的力学性质,其运功方式也是多变的。盆缘断裂大致可以划分出3个期次:第1期力学性质表现为压性、扭性、张性;第2期力学性质为压性、压扭性、张性为主兼扭性;第3期为压扭性、扭张性、张扭性。它们具有统一的应力场,是一定方向、一定方式地壳运动的产物。燕山运动第四幕导致盆地强烈回返上升,燕山运动第五幕和喜山运动形成了现今阜新盆地的构造格局。