中国与美国西部平均构造剪应力值的比较

提出了一种估计一个地区平均构造剪应力值的方法．用这种方法，选取哈佛大学公布的1977～1999年共15 993次地震的矩张量数据，估计了美国西部19个地区、中国和邻区43个地区(每个地区为1010范围)的平均环境剪应力值．结果表明，美国西部南加州西部海域和南加州应力最高，达13.7和12.0 MPa，然后向北、向南和向东逐渐递减，但最小也达8.7 MPa，是最高值的63%．中国新疆西北部地区和西藏察隅地区应力水平最高，达17.2和12.9 MPa，比美国高．中国的华北、云南、四川、台湾和美国南加州的应力水平差不多．中国南北地震带的应力水平为13 MPa左右，比南加州略高．两个重要地区的平均剪应力值分布图，提供了地学的基本数据．这些结果可为研究地震活动的大背景提供依据，对研究强地面运动参数(如峰值加速度及反应谱等)的衰减关系也是有用的．      

新疆南天山环境应力场特征

基于新疆强震固定台和流动观测记录的主要和余震加速度资料，选用了三个分向记录都完整的３７次地震。震级范围为１．８－６．８级，震中距为几至几十公里。根据用位错理论二维断裂力学模式推导的震源峰值、加速度与环境剪应力场关系式计算了新疆南天山环境剪应力值。计算结果表明，新疆南天山环境应力平均值偏高，这与新疆处于特殊构造环境条件有关。     

基于梯度塑性理论的岩样在压剪条件下变形及稳定性分析

考虑了正应力及剪应力联合作用在岩样的端部,而且,在正应力被视为变量,剪应力被视为常量这一特殊条件下,对剪切带的变形特征及剪切带-带外弹性体系统的失稳判据进行了分析.根据剪切虎克定律及梯度塑性理论,提出了剪切带内部弹性应变、塑性应变及总应变的解析式,对上述三种应变进行积分,提出了剪切带错动弹性位移、塑性位移及总位移的解析式.利用压缩虎克定律及几何关系建立了剪切带外弹性体的刚度的表达式.根据刚度理论,建立了剪切带-带外弹性体系统的失稳判据.考虑岩样端面的剪切应力后,在流动剪切应力相同时,剪切带内部的弹性剪切应变(均匀分布)将增加;剪切带内部的塑性剪切应变(不均匀分布)将减小;剪切带的弹性剪切位移(线性分布)将增加;剪切带的塑性剪切位移(非线性分布)将减小;剪切带错动位移要小一些.另外,剪切应力对剪切带-带外弹性体系统的失稳判据没有影响.失稳判据仅和岩石的本构参数、剪切带倾角及结构尺寸有关.     

1975年海城地震的前震对主震的作用

假定1975年2月4日海城地震主余震的分布主轴说明震前那里已有一条N67W取向的断层(1), 它与稍北偏东的大洋河断层(3, N50W)构成了一个左旋左阶断层系。计算得到的相应于3的能量释放率比1的大, 表明3将较1优先扩展。这一结果可以定性地说明前震序列沿3的方位并在其NW端部的延伸部位优势分布的观测结果: 分析还表明, 阶区内可能会有两种次生裂纹, 张裂纹和剪裂纹, 它们一方面为流体进入阶区提供通道和空间, 还可能会在两条断层间传递滑动。另外, 由于前震位置随时间主要表现出向NW方向延展的趋势, 并且分数维比余震的低得多, 因此, 前震破裂面的取向可能比较一致, 这样, 随着前震序列的发展与它们相应的破裂面可能会连接起来, 其效应相当于3有所增长, 据此计算得到了1端部附近的平均应力Cm和最大剪应力Sm的变化。结果表明, 随着前震序列的发展, 引张性质的平均应力增大, 意味着局部围压或摩擦阻力减小, 同时最大剪应力增加, 它们的综合效应是使滑动或初始破裂容易在1的端部发生, 也就是说, 在震源区的应力水平已经足够高的情况下, 前震对主震的发生会起到促进作用。如果在阶区内再引入一条走向NNE向的断层2, 1段端部附近的摩擦阻力和最大剪应力将进一步向着有利于断层滑动的趋势发展, 起到火上浇油的作用。      

根据环境应力场寻找中国大陆地区的潜在震源区

地壳介质是一种里面存在着许多裂纹的非完整介质．断裂力学的研究结果表明，这种介质的强度远低于完整介质的强度．笔者认为，地震的发生是由于地壳中裂纹在合适的条件下由稳态扩展逐渐发展到失稳扩展的结果，地震破裂即为断裂力学所阐明的低应力快速破裂现象． 快速破裂的出现必需要有局部应力和应变的高度集中．根据Knott(1973)对裂纹尖端进行的弹塑性应力分析表明，裂纹尖端的应力状态对裂纹的扩展起了极其重要的作用．由于应力集中，在裂纹尖端必然形成一个塑性区．塑性区中的位移已不是弹性位移，而是塑性位移．=a20/2y，这里，0是作用剪应力，它相当于地震发生时的初始应力或构造应力，a是裂纹半长，是刚性模量，y是介质剪切屈服强度．而地震位错恰恰是发生在形成塑性区的裂纹末端．于是我们提出了一个关键性的假定，设位错D(1，t)为文中的公式(5)，地震最大位移为Dmax=L20/4g，式中，L是断层长度．若刚性模量取上地壳的数值，=33 GPa，介质剪切屈服强度y取实验室给出的平均值y=30 MPa，那么，根据Dmax和L的观测值，利用此公式就可以估计大震的构造剪应力值．计算结果表明，全球的大震构造剪应力值大多数在5——20 MPa 之间，有地区差异，平均为10 MPa． 笔者在进一步研究了震源谱的性质后，又导出了体波震级mb对0和地震矩M0的依赖关系(即文中的公式(11))，此公式提供了直接利用地震观测资料大量计算构造剪应力值的可能性．我们认为，构造剪应力场是控制地震发生的主要因素，出现高应力值地震的地区是容易发生强震（MS6.0）的地区，即地震危险区．我们对1987年以来全国所有mb3.8的地震计算了它们的剪应力值，据此，划出了我国大陆地区强震危险区并给出了震级范围． 1992年4月——1994年1月31日，中国大陆地区共发生9次MS6.0的地震，其中8次均落在我们事先划定的危险区内，只有1次在危险区外．实践证明，这种新方法作为中期强震预报，是一种有效的预报手段，有着良好的物理基础和令人鼓舞的发展前景，值得深入探讨和研究．      

陕西地区环境剪应力的分布特征

利用西安数字地震遥测台网记录的宽频带数字地震资料，测定了陕西地区环境剪应力值τ0的分布，结果显示陕西地区存在着环境剪应力值τ0的高值区，最后对其与地质构造和地震活动性之间的关系进行了探讨。     

由环境应力值寻找地震危险区的尝试

作者根据位错理论,采用二维矩形破裂模式,在导出了平均震源速度谱的基础上,导出了用地震波计算环境剪应力τ_0的公式。计算了1987—1991年中国和邻区大约1000多次4级以上中强地震的环境剪应力值τ_0,并把τ_0≥10MPa的地震看作是高剪应力值地震。自1987—1991年5年内,我国及邻区共发生M_s≥6.0的强震45次,和160余次高剪应力中强地震(M=4.0-5.0,τ_0≥10MPa),大约有1/4的强震和1/3的高应力值地震发生在台湾地区。说明台湾地区是一个高地震活动区和高应力值地区。新疆的喀什—乌恰—乌什地区也是高地震活动区和高应力值地区。我们对发生在其地区的强震,向前追溯了环境应力值τ_0的变化。发现有11个强震事件(约占全部事件80%)在震前1—5年内,在以强震为圆心,半径为200km范围内(个别略远),均有1—2个或多个高应力值地震出现。说明当高应力值地震发生时,该地区环境应力在增高,它可以作为将要发生强震的前兆。据此,推测了今后3年内大陆强震发生的可能地区是:①中印缅三国边境地区;②西藏波密地区;③青海北部到宁夏北部地区;④新疆伊宁地区;⑤纵贯新青藏90°E±2°线地带;⑥晋北忻州地区;⑦苏北及黄海地区;⑧山东长岛地区。     

带放坡的水泥土墙体厚度计算方法研究

以亚洲铝业（中国）有限公司40万t铝板带工程深基坑支护为例，以水泥土墙截水挡土，基坑内紧贴搅拌桩土体按1：1放坡．设计时考虑放坡土体的剪应力对土压力的抵抗作用，从而大大减小了水泥土墙的厚度。通过基坑开挖后检验，表明该计算方法是经济合理的。     

断裂多期活动及其擦痕特征研究

自然界绝大多数断裂,尤其是控矿断裂均具明显的多期活动特征。擦痕是从事断裂多期活动特征研究中较直观,实用的标志之一。文章对断裂带内擦痕发育的复杂性,多变性特下与原因,以及多期活动控矿断裂的控痕发育特征判析等问题,进行了初步分析与探讨。     

基于动土压力影响的坝基动剪切模量反演研究

对于土石坝的坝基中土体应力-应变关系的求解,由于非自由地表以及土体所受水平正应力变化的影响,理想一维剪切梁模型方法并不适用。利用下覆饱和砂土地基的土石坝离心振动台试验,分析了不同输入地震峰值下非坝体覆盖区地基、坝中、坝趾处土体加速度的响应规律,得到了坝基中上部土层动土压力在水平向的变化特征,提出了考虑水平向动土压力影响的坝基土体剪应力-剪应变反演计算方法,并与利用理想一维剪切梁模型所绘制的应力-应变滞回圈对比,分析了动土压力对坝基土动剪切模量的影响。结果表明：由坝基底部至坝顶,加速度的放大效应基本呈线性增大;土压力在水平向的变化情况在剪应力-剪应变反演计算中不能忽略;考虑水平向动土压力的影响后,土体剪切模量的计算值减小。随着深度增加,动土压力对坝基中部土体剪切模量的影响比上部土体更大,且计算相对误差随着深度和输入地震波峰值加速度的增加而变大。