The numerical simulation of thesource development of the Tangshan earthquake

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必须重视震源物理的现场研究

1970年后的大约十年间,各国地震学家先后提出了几种不同的前兆 假设:DD模式,IPE模式、“红肿”模式、组合模式、膨胀—蠕动模式等。当前,国际上主要沿着两个方向发展。一方面是对上述模式中的理论问题进行更深入的探讨。例如,地壳条件下微裂缝稳态扩展的机制和失稳准则;形变局部化的条件和行为;     

孕震介质水动力学性质对前兆场影响的研究

提出了纵向非均匀、饱含液体多孔介质孕震动力学方程组的数值解法。为了考虑非弹性效应，对该方程组采用增量形式求解。提供了当存在垂直力源和纵向非均匀时，定量分析研究垂直剖面上的地震孕育过程及其前兆变化机制的方法和软件。选用了一个饱含液体的双层地壳模型，运用所研制的软件计算分析了介质孔隙度、渗透率等地壳水动力学性质对前兆场的影响。研究发现，孕震介质孔隙度的大小对前兆场的分布可以产生显著影响。孔隙度较大时，非弹性体积膨胀（前兆）的出现和变化一开始仅局限于断层附近区域，同时非弹性膨胀（前兆）持续的时间（前兆持时）占总孕震时间的比率较大；孔隙度较小时，非弹性体积膨胀除在紧靠断层的区域内孕震早期会出现非弹性膨胀（前兆）外，在离断层较远的区域内早期也会出现前兆异常。介质渗透率对前兆场的影响主要表现在：当其它条件完全相同，仅介质渗透率不同时，较低的渗透率会推迟前兆异常的发生，同时使前兆异常首先在断层附近出现，然后向外扩展，并且使孕震过程变长；而当渗透率较高时，前兆异常一开始便会展布在断层周围及其远离断层的较大范围内。     

震源孕育的追赶模式

本文提出了一种一维震源孕育模型。用数学物理方法分析了该模型在地震前的孕育过程和各种物理量的变化规律,提出了震源孕育的追赶模式。追赶模式对纵波速度、地壳运动的前兆异常可作出解释,说明该模式是研究地震前兆的一种可能的力学基础.     

裂隙非均匀分布岩石中的电位及视电阻率计算

计算了在均匀高阻介质中含有低阻裂隙的岩石的电场分布，并由此推导出裂隙非均匀分布的岩石中视电阻率的计算公式．结果表明，裂隙的埋深、规模、走向（平行或垂直视电阻率测线）以及真电阻率等，对视电阻率的观测和计算结果都有不同程度的影响．本文结果对视电阻率法用于地震分析预报提供了一种有效的计算方法．      

岩石断面的分形测量及其分维的计算

在实验室内使岩石单轴压缩直至破裂,用位移传感器测量其断面高度,用显微镜观测断面切片的剖线,所得数据用尺度法计算其分维,各种岩石的不同曲线的分维在1.002-1.028之间,与野外断层主迹线分维值相同.用切岛法计算整个断面的分维约为2.05左右.有关分析和计算认为,分维的大小与岩石破裂时所受力的方向有关,与采样步长有关,而与岩石样品的大小无关.     

岩石断面的自仿射分形及其分维的计算

岩石破裂断面的实测曲线,应该是自仿射分形,需用分维D和跨接长度t_c两个量来描述其标度性质。本文用尺度法和标准偏差法计算子八条实测的剖面曲线。如果t_c远大于采样步长,则两种方法得出一致的D值;如果t_c远小于采样步长,标准偏差计算出的D值约为1.20左右,而尺度法算出的D值接近于1.0。这是因为在t_c的两侧存在着局域、整体两个分维。只有经过修正后的尺度法才能得出与标准偏差法相接近的D值。对如何估算t_c值和如何修正尺度法提出了简单可行的办法。最后用非整数阶微积分得出一条已知D值的曲线,对上述两种算法进行了验算,结果相当一致。     

障碍体和凹凸体对地震矩的影响

本文利用具有非均匀剪切应力分布的圆盘状裂缝问题的解,定量计算了障碍体和凹凸体对地震矩的影响.我们发现,除非障碍体的尺寸很小或很接近于整个断层的尺寸,含有障碍体的断层的地震矩,大致为具有均匀应力降的等面积断层的地震矩的40%.由此可以推知,在障碍体的这种尺寸范围内,视应力降大致也是△Af=SA-f的40%.这里SA是远场应力,f是残余摩擦应力.另外,已存在滑动带对于凹凸体破坏的地震矩有明显的放大作用,这种作用在凹凸体尺寸较小时特别显著.例如,当凹凸体半径是整个断层半径的2/10时,凹凸体上的矩被放大7倍多;当其半径为整个断层半径的1/10时,凹凸体的矩将被放大约30倍. 文中还比较了三维效应和二维效应的差异.我们发现,Mx0/M0c在三维情形对障碍体尺寸的变化并不敏感,这是与二维情形很不相同的.这里,Mx0是具有障碍体的断层破裂所产生的地震矩,M0c是相应的均匀断层破裂的矩.所以,二维分析不适用于具有障碍体的三维断层.然而,在分析已存在滑动带对凹凸体破裂的矩的影响时,平面应变结果与三维结果差异并不很大.      

Lyapunov exponent and dimension of the strange attractor of elastic frictional system

ＬｙａｐｕｎｏｖｅｘｐｏｎｅｎｔａｎｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒａｎｅａｔｔｒａｃｔｏｒｏｆｅｌａｓｔｉｃｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍＺｈｉ－ＲｅｎＮＩＵ（牛志仁）ａｎｄＤａｎｇ－ＭｉｎＣＨＥＮ（陈党民）（ＳｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｒ...