加卸载响应比理论用于矿震预测的初步研究

加卸载响应比(LURR)理论是一种前景很好的中期地震预测方法,通常在强烈地震发生前的数月至1～2年LURR出现高值,因而LURR可以作为强烈天然地震的前兆,用此方法曾经成功地预测过Northridge地震(1994年1月17日,M6.7,美国加州),Kanto地震(1996年9月11日,M6.6,日本)及不少发生在中国的天然地震。用房山煤矿1992年8月至1993年7月的微震资料,计算了全年内7组M>2.1矿震前的加卸载响应比Y值,其中5组矿震前Y值均明显大于1(Y≥2.9)。以上结果表明,加卸载响应比理论有可能用于矿震的预测。     

地震临界点理论的实验研究

按照临界点理论，在大地震或岩石等脆性材料破坏发生之前能量会加速释放（AER），这种加速过程呈幂律变化（power-law）. 本文通过大尺度岩石破裂声发射实验，对这一临界现象进行了研究. 实验分别采用3种岩石试件，并且实现了不同轴压加载历史以及三轴应力状态；实验利用声发射技术记录了微裂纹产生和扩展时所释放的弹性能（声发射）；实验结果证实了临界点理论，在不同的实验条件下，岩石材料在受压破坏之前弹性能会出现明显的加速释放过程. 本文还对使用AER预测中期地震进行了初步研究.      

态矢量--分析地震活动性的一种新方法

态矢量来源于统计物理学，是一种对连续场进行粗粒化描述的方法。现移植到地震学中用以定量地刻画地震活动性的演化，取得较好的结果。作者分析研究了几个著名震例(海城地震、唐山地震、昆仑山口西地震)，发现地震前其态矢量均有显著的变化，因此认为它可能是大地震的一种前兆，而用之于地震预报。     

地震临界点理论的实验研究

按照临界点理论 ,在大地震或岩石等脆性材料破坏发生之前能量会加速释放 (AER) ,这种加速过程呈幂律变化 (power law) .本文通过大尺度岩石破裂声发射实验 ,对这一临界现象进行了研究 .实验分别采用 3种岩石试件 ,并且实现了不同轴压加载历史以及三轴应力状态 ;实验利用声发射技术记录了微裂纹产生和扩展时所释放的弹性能 (声发射 ) ;实验结果证实了临界点理论 ,在不同的实验条件下 ,岩石材料在受压破坏之前弹性能会出现明显的加速释放过程 .本文还对使用AER预测中期地震进行了初步研究 .     

利用图像信息方法研究芦山MS7.0地震前川滇及附近地区的图像异常

图像信息方法是一种基于统计物理学的地震预测方法. 该方法通过严格的统计检验给出地震活动状态显著偏离平均状态的地区(即显著平静或显著活跃的地区), 称为“地震热点”. 以往研究结果表明该方法是一个预测效能较高的中长期地震预测方法. 本文利用中国地震台网中心提供的1970年以来的地震目录, 在剔除余震、 选取完备震级的基础上, 基于前期研究工作结果中预测效能较高的计算参数, 即网格尺度为2°×2°、 预测时间窗为9年, 分析2008年汶川M_S8.0地震后到2013年芦山M_S7.0地震前川滇地区的图像信息演化过程. 结果表明, 2009—2010年间芦山M_S7.0地震震中附近的鲜水河断裂带、 龙门山断裂带和安宁河断裂带交汇区(29°—31°N, 101°—105°E)存在明显的地震热点, 2011—2012年该地震热点缩小至(29°—31°N, 101°—103°E)范围, 2012年以后消失, 继而于2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文还对比研究了网格尺度为1°×1°时的图像信息演化过程, 结果显示2009—2010年芦山地震附近的新津—成都—德阳断裂南部、 龙泉山西缘断裂南段、 马边—盐津断裂带、 峨边断裂带、 天全—萦经断裂带(29°—30°N, 103°—104°E)也出现过地震热点, 2011年以后该热点消失, 2013年发生芦山M_S7.0地震. 本文讨论了计算参数对预测结果的影响, 并根据目前存在的地震热点分析了川滇及附近地区今后强震发生的可能地点.      

利用损伤力学模型研究地震前兆现象

在地震等灾变破坏发生之前会出现一定的前兆现象,本文通过损伤力学模型,运用数值计算的方法对此进行了研究．从计算结果可以看到,在灾变破坏发生之前,由损伤所释放的能量(能量释放)和加卸载响应比值Y都发生了异常明显的变化,这表明二者具有相同的物理机制,在一定程度上都能够较为定量地刻画出系统的损伤演化过程．如果把二者相结合则可能对地震等灾变破坏做出更为准确的预测,本文结合实际震例对此也进行了一定的研究．     

2020年6月26日于田MS6.4地震前Benioff应变和地电场加卸载响应比异常研究

加卸载响应比（Load/Unload Response Ratio,LURR）是根据岩石介质本构关系的动态演化特征提出的地震预测方法。2020年6月26日新疆于田县发生6.4级地震,震前以Benioff应变为响应量观测到明显的LURR高值异常,异常出现于2019年初,持续1年后发生地震,意味着震源区介质的应力状态在2019年发生了明显改变。进一步,以地电场为响应量,计算了距震中280km的和田地电场长、短极距共6个测向的LURR异常时序曲线,结果表明：和田地电场长、短极距的NS向和NW向共4个测向在震前1~3个月出现了LURR异常逐渐增大的同步变化,这种现象可能反映了孕震区介质因微裂隙的产生和扩展导致流体在裂隙中的运移引起的动电效应。综合分析2种不同响应量的LURR异常演化特征,有助于更深入地认知地震孕育过程,更准确地评估地震活动趋势。     

多方法组合模式对川滇地区强震发生的回溯性检验

使用多方法组合模式对川滇地区近年来的强震进行回溯性检验,并尝试给出川滇地区组合预测的最佳参数模型。首先采用图像信息(PI)法进行全面扫描,从长期尺度上找出地震活动异常的地区;然后采用加卸载响应比(LURR)、态矢量(SV)法进一步估计地震发生的中短期可能;在此基础上使用矩张量加速释放(AMR)法估算地震发生的相关信息。震例研究显示,川滇地区2012-01-01—2014-12-31期间共发生M5.5地震13次,除2013年8月31日云南中甸地震外,其余12次地震均发生在组合方法最终划定的危险区内,且时间、震级也基本一致。这一研究结果表明,相对于单一算法,将不同前兆方法适当组合能够更加明确地为未来地震危险性评估提供信息和约束。     

加卸载响应比20年及其展望

地震孕育过程是一个非线性、不可逆的过程,震源区介质的加载响应不同于卸载响应,这种加载响应与卸载响应的差别可以定量地刻画地震的孕育过程。基于这个物理概念,提出了一个新的参数加卸载响应比,作为一类地震前兆,用来定量预测强震的发生。在本文中,首先简单回顾了加卸载响应比的发展历史,然后详细介绍了地震震例检验、数值计算、实验研究、地震预测精度、可信度等方面的内容,最后对加卸载响应比的前景进行了展望。