中国大陆及邻区强震活动主体地区形成的数值模拟

在一定时期内,中国大陆及邻区强震活动发生在相对集中的地区,本文简称为主体地区;不同时期的主体地区在空间上有较大距离的转移与变换．本文在前人研究基础上,对主体地区的形成机制进行探讨,认为岩石圈韧性层的变形控制了强震活动主体地区的主要位置和形态,而周围板块边界作用是形成主体地区的主要驱动力． 以中国大陆及邻区韧性层为模拟对象,建立二维粘弹性有限元模型模拟韧性层的变形及应力场分布．考虑到板块边界活动在时空上的不均匀性,将板块边界分段,以不同板块边界段组合作为各时期强震活动主体地区形成的主要约束,模拟大陆内部韧性层应力集中区的形成．模拟结果显示了6种与实际强震活动主体地区有可比性的应力分布,说明在相应的板块边界段组合作用下,在韧性层可以形成与各主体地区的形态和方位基本一致的应力集中区．      

多通道动态应变观测系统在地震模拟实验中的应用

为了研究实验变形失稳过程中的应变场快速调整阶段和岩石结构破坏过程中的复杂变形场,将高速、高分辨率、多通道的应变观测技术引入构造物理实验,搭建了用以观测瞬态变形场的多通道动态应变观测系统,形成了16Bit分辨率、96通道、3.4kHz采样速度、1με分辨率且连续记录的应变观测系统。通过观测断层失稳过程高速滑动阶段和裂纹扩展过程的力学场时空变化,发现断层粘滑失稳过程的演化具有3个特征阶段:预滑动阶段、高频震荡阶段和低频调整止滑阶段。每个阶段的持续时间、应变速率、频率特性、振幅等都具有自身特点;三维断层扩展模型的实验结果显示,岩桥区断层贯通是一个快速过程,先多点局部扩展,后跳跃式连接。在断层贯通之后,样品整体崩垮之前,存在一个相对稳定的阶段,持续时间为几十ms。多通道动态应变观测系统填补了在地震模拟与岩石力学实验中应变观测频带的空缺,可以获得高密度、高精度的动态应变场,进一步研究瞬态应变场演化与应变波时空过程,为理解从缓慢递进变形到突发失稳释放过程提供了技术支持。