唐山大地震孕育过程的数值模拟研究

根据1976年唐山7.8级地震的前兆资料，结合岩石破裂物理、震源物理、构造物理、地震前兆、地震力源、地壳结构等方面的研究结果，采用含有菱形硬包体的饱和水孔隙介质模型，数值模拟了唐山大地震的孕育过程．首先导出了考虑岩石非弹性体积膨胀和应变软化、孔隙水渗透的固-液两相介质的孕震动力学方程组，提出了用增量形式求解该方程组的有限差分法，然后计算模拟了硬包体内含有断层软弱带时的唐山大震的孕育过程，及其时空变化特征．数值模拟结果表明，唐山大地震的孕育主要经历了弹性积累、早期非弹性体积膨胀、断层第1次加速软化(加速破坏和蠕滑)、天津-宁河一带第2次非弹性膨胀、断层第2次加速软化(临震加速破坏和蠕滑)和发震等过程．这里，与断层的加速破坏相对应，孕震介质的某些部分出现了非弹性膨胀的弹性恢复和二次非弹性膨胀．与前兆观测资料比较分析可以发现，上述模拟结果可以比较好地解释实际观测资料的变化特征．同时，数值模拟还进一步揭示了唐山地震孕育场的时空变化规律和复杂图象，为地震前兆场变化的物理机制的研究奠定了基础．      

构造地震的前兆理论——震源孕育的膨胀-蠕动模式

较详细地讨论了构造地震的震源孕育情况;在考虑了动摩擦效应后,进一步对震源孕育过程和各种物理量的变化规律进行了分析和计算,提出了震源孕育的膨张一蠕动模式.该模式将孕震过程划分为:弹性变形、非弹性变形（膨胀）、前兆蠕动（断层面局部破裂）、加速蠕动（短期和临震）、整体错动（断层面全部破裂）--发震、震后调整等六个阶段.最后讨论了两类不同前兆、蠕裂和崩裂、非弹性变形（膨胀）速度的变化、各种前兆异常的基本形态、短临前兆的物理基础等问题.研究结果表明,膨胀-蠕动模式可能是认识地震前兆现象本质和发展预报技术的一个物理和力学基础.     

强震前后地壳形变场动力学图象及其参量特征研究

依据地壳形变动态监测数据,应用图象动力学方法,研究了唐山（１９７６）、丽江（１９９６）等强震前后地壳形变场动力学图象及分数维和多断层整体活动水平等参量的演化．结果表明：“震前形变场降维有序”和“震前多断层加速运动”两种时空特征,可能是孕震过程进入非线性阶段后变形局部化和断层软化所致．它们在几次强震前重复出现,具有重要的地震前兆价值．     

强震前后地壳形变场动力学图象及其参量特征研究

依据地壳形变动态监测数据,应用图象动力学方法,研究了唐山（1976）、丽江（1996）等强震前后地壳形变场动力学图象及分数维和多断层整体活动水平等参量的演化．结果表明:震前形变场降维有序和震前多断层加速运动两种时空特征,可能是孕震过程进入非线性阶段后变形局部化和断层软化所致．它们在几次强震前重复出现,具有重要的地震前兆价值．      

层状介质中膨胀圆台体震源模型的应力场、应变场及位移场计算

用两层介质中存在的一膨胀圆台体作为模型以便模拟地幔物质上涌孕震的力源模式．计算了层状介质结构条件下结构底部膨胀圆台模拟力源在不同横向、纵向尺度以及不同锥角时的应力场、应变场及位移场的变化．结果表明，介质中及地表附近的应力场、应变场、位移场不仅与上涌力源的几何参数和物理参数有关，而且也受到层状介质结构参数的制约和影响．这种数值模拟不仅为解释上地幔物质向地壳下部侵入的现象提供了一种有意义的方法，而且表明对于考虑地幔物质上涌孕震过程有关的前兆场分布而言，必须认真考虑介质结构不均匀性问题．     

由孕震后期非线性层次演化探讨短临预报问题

鉴于震源区为最后失稳区,震前前兆信息量最少,最弱以最晚出现,而近源区的调整单元（弱介质区域蠕滑断层等）前兆信息量最多,最强以及最早出现,提出由异常区边界交汇法确定震源位置（以场求源）;又鉴于孕震过程存在阶段性和层次性,提出由阶段性和层次性表现的时间特征确定主震发生时间（简称层次法）由上述二个思路和方法,本文对１９９５年永登地震孕震全过程和短临预报了研究了,研究表明,在地点中期预报基础上进一步由层次     

唐山地震孕震过程的数值模拟

本文用二维马克斯威尔粘弹性模型,模拟了唐山地震的孕震过程,探讨了唐山地震的力学背景与某些前兆异常的机理。研究结果表明:唐山地震震源体的形成可能是在定常边界力作用下,由于地壳介质的非均匀性,使弹性应变能在局部地区长期积累的结果。唐山断块区内可能存在坚固体所具有的高强度是造成应力差与应变梯度增大的决定因素,唐山地震前的许多异常现象与应变能积累到后期、地壳内发生岩石膨胀与断层蠕滑(相当于坚固体的软化)密切有关。     

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究(二) ——强震孕育时应力、应变场的演化与地震活动、地震前兆的关系x,auto,auto,415px);}style> hf=httprztl.com >business

分别研究构造块体内有多个震源体和单个震源体孕育时，应力集中过程、时空分布规律及其与地震活动、地震前兆的关系．结果表明:① 当区域应力场增强到相当水平时，破裂开始在某个或某些块体内发生，区域应力场将随着时间而变化，强震的成组性是这个动态应力场演变的结果．在此过程中，多个高应力集中区的存在与发展，有可能导致震前异常与地震关系的多样性；② 孕震块体的应力变化过程一般显示出非线性，在经历了长期弹性变形后，从进入非弹性变形阶段到主破裂前，可能经历不止一次的非弹性变形与断层软化过程；与此相应，孕震块体中的应力、应变场要表现出复杂的时空演化图象；受应力、应变控制的地震前兆场必然表现出多方面的复杂性.      

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究（二）──强震孕育时应力、应变场的演化与地震活动、地震前兆的关系

分别研究构造块体内有多个震源体和单个震源体孕育时．应力集中过程、时空分布规律及其与地震活动、地震前兆的关系．结果表明：①当区域应力场增强到相当水平时，破裂开始在某个或某些块体内发生，区域应力场将随着时间而变化，强震的成组性是这个动态应力场演变的结果．在此过程中，多个高应力集中区的存在与发展，有可能导致震前异常与地震关系的多样性；②孕震块体的应力变化过程一般显示出非线性，在经历了长期弹性变形后，从进入非弹性变形阶段到主破裂前，可能经历不止一次的非弹性变形与断层软化过程；与此相应，孕震块体中的应力、应变场要表现出复杂的时空演化图象；受应力、应变控制的地震前兆场必然表现出多方面的复杂性．     

青海省共和7.0级地震前兆的数值模拟

在共和地区简化的介质模型上，应用固液两相介质的本构关系，模拟计算了1990年共和7.0级地震的前兆特征．结果表明，模拟得到的介质状态分布、扩展变化与共和地震前可靠异常的时空分布规律大体相似．由此得知，共和地震的孕育经历了大面积弹性变形——早期的非弹性膨胀——西宁周围地区的应变软化与弹性恢复——震源附近高密度地体的非弹性膨胀——发震等过程．可以看出，它既不是一个简单的裂隙发育贯通过程，也不是孕震区非弹性体积膨胀、进水过程，而是介质多种状态此起彼伏的复杂进程，其具体程式受震源及周围地区的地质构造环境所决定．由此得出，不同地震孕育的地质构造环境不可能相同，其前兆显示的时空分布规律也必然不同．      

The numerical simulation of thesource development of the Tangshan earthquake

Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｏｕｒｃｅｄｅｖｅｌ┐ｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴａｎｇｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅＺＨＩ－ＲＥＮＮＩＵ（牛志仁）ＤＡＮＧ－ＭＩＮＣＨＥＮ（陈党民）ＢＩＮＧ－ＱＩＡＮＬＩ（李炳乾）Ｓｅｉｓｍｏｌｏ...     

坚固体模型近地表形变场、应力场时空分布动态模拟研究

基于坚固体孕震模式，参考板内地震孕育特征和华北地区的地质构造特征，建立了4层地壳结构模型，对近地表形变场和应力场的时空分布特征进行了动态模拟研究，结果表明，在地震孕育的中长期阶段，坚固体近地表部位的形变相对稳定，出现研究，结果表明，在地震孕育的中长期阶段，坚固体近地表部位的形变相对稳定，出现形变空区，在孕震的中短期阶段，坚固体近地表部位的形变出现快速增长的态势，平均应力明显增强，这是各种前兆异常出现有规律的迁移变化，即从外国地区逐渐向强震震源区迁移、集中的内在机理。     

汶川Ms8．0级强震震前龙门山断裂带断层形变异常分析

概述和分析四川汶川Ms8．0级强震的发震构造及其地质背景,从断层形变的角度研究这次地震前形变场的异常变化情况。结论是：汶川地震区的地形变前兆异常是客观存在的,在某些局部区域甚至是非常显著的;流动短水准观测资料反映出了震前龙门山断裂带局部区域的加速活动;从现有形变资料出发,要实现如此大地震的预报仍然缺乏根据和把握。     

Correlation between the tilt anomaly on the vertical pendulum at the Songpan station and the 2021 MS7.4 Maduo earthquake in Qinghai province,China

Understanding the relationship between precursory deformation anomalies and strong earthquakes is vital for physical earthquake prediction. Six months before the 2021 M_S7.4 Maduo earthquake in Qinghai province, China, the vertical pendulum at the Songpan station was observed to tilt southward with a high rate and large amplitude. Studies conducted before the 2021 M_S7.4 Maduo earthquake inferred the tilt anomaly to be an earthquake precursor. However, after the earthquake, the relation between the earthquake and the anomaly became controversial, partly because the Songpan station is located at a great distance from the epicenter. In this study, based on the deformation anomaly characteristics, relationship between the seismogenic fault and the fault near the anomaly, and associated quantitative analyses, we concluded that this anomaly may be associated with the 2021 M_S7.4 Maduo earthquake. The duration and amplitude of this anomaly matched with the magnitude and epicenter distance of the Maduo earthquake. We have also interpreted the reason why the anomaly occurred near a fault that is obliquely intersected with the seismogenic fault and why the anomaly is located far from the earthquake epicenter.     

2003年民乐-山丹地震前山丹地电中短期-短期前兆变化和无临震显示问题

山丹地电阻率台站距离2003年甘肃民乐-山丹Ms6．1地震震中仅43km，在震前1年尺度一短期阶段前兆性变化突出，属于在强地震孕震晚期阶段震源区及附近的典型前兆性变化。应用“异常一震源地点一活动断层一发震机制”之间的特定关系，分析震前山丹地电未检测到明显临震信息的原因，可能是由本次地震的发震应力场分布和山丹地电相对于本次地震的位置决定的。     

1989年大同—阳高地震的前兆过程及其场—源特征

本文对１９８９年山西大同－阳高６．１级地震的前兆过程及其场、源特征进行了综合研究，结果表明，大同－阳高地震震前较为丰富的前兆现象是震源应力场与区域应力场共同作用的结果，估计大同地震的震源区尺度为２０－３０ｋｍ，孕震区范围约２００ｋｍ。最早的异常（震前３－４年）表现为大同盆地沉降速率加大，且出现在震源区，然后扩展至孕震区边缘，在孕震区边缘（１５０－２００ｋｍ）存在中、短期异常的突出集中区，在孕震过程     

景泰5.9级地震的断层形变异常及中短期预报

初步研究了2000年6月6日甘肃景泰5.9级地震蕴育过程中近源区及外围地区断层形变异常的时空分布特征:震前断层形变异常分布范围广、异常形态复杂，断层形变（应变）类信息指标图象异常区明显．不同地域断层形变异常形态及幅度存在显著差异，与异常所处的构造部位密切相关:海原断裂带西段出现的，，相断层形变异常，显示了近源区断层运动由准线性走向非线性的过程，与断层形变（应变）类信息指标高值异常区相配合，反映蕴震区应变积累程度高；而构造汇聚部位的六盘山断裂带等远场区较大幅度的突跳尖点异常，并不反映所在地的应变积累，而可能是蕴震过程区域构造应力场增强的一个标志．在此基础上，结合对景泰5.9级地震中短期预报经验教训的初步总结，研究和探讨了断层形变异常在震情判定中的应用．      

断层地震孕震的椭圆形区域及其前兆规律

首先运用岩石介质的损伤本构关系式和断层地震的简单力学模型，讨论了断层和围岩介质系统的相互作用及其失稳过程，通过差分计算，得到了与地震变形和声发射等有关的前兆序列曲线，然后根据实际断层带滑移与错动的分布规律，通过计算机模拟出断层地震的椭圆形孕震区并此解释了Ｐ波初动分布规律。     

单断裂多源应力场初探

本文提出一个单断裂多段闭锁的孕震力学模型,对其产生的附加应力场进行了推导和计算;讨论了震前多源应力场的时空分布特征。证明多源前兆场演变过程的复杂性和震前地应力变化形态的多样性。     

张北6.2级地震地形变前兆演化特征

分析了张北6.2级地震前后华北地区水准、GPS、重力、定点形变、流动形变、地应变观测资料及前兆的演化过程。结果表明,深大构造对背景场起着控制及传递的作用;震中区位于经历了剧烈地壳运动后近年处于相对平静的地区;背景场与前兆异常动态过程的密切配合,是作出正确震情判定的关键;前兆异常在震后的新发展,在震后趋势预测中有重要作用。