含硬包体试样在破裂孕育过程中波速场的变化

含硬包体混凝土试样在底面支撑侧面双轴加压至主破裂的情况下波速场的变化图象为：加压初期,试样上的纵波平均速度在４１７５～４６１５ｍ／ｓ之间变化,随着压力升高,出现小于４１７５ｍ／ｓ的低速区,但范围甚小,位置在两个包体之间。随后出现大于４６１５ｍ／ｓ的高速区,范围大致与包体位置一致。随着σ１的增加,低速区在逐渐变大,高速区逐步减小后又重新变大,高速区与低速区在平面上相互重叠,在空间上看,高速区被低速区包围着。临近主破裂时,低速区变小并逐步形成条带,高速区也变小,主要集中在靠近未来出现破裂的一个包体位置上。最终的破裂面出现在此高速区与低速条带交界附近,包体也局部破裂了。     

包体流变模型体应变场时空演变的理论分析

基于包体流变模型的理论解,计算了三维粘弹性介质中球形硬包体与软包体在地面引起的体应变．结果表明,球形硬包体的地面体应变随时间的变化曲线表现出特征不同的３个阶段（,,）．它与大量地形变资料出现的,,阶段相似;而球形软包体却没有此特征．其中,阶段的前兆在近源区和远源区都向外扩展;阶段的前兆在近源区和远源区都处于极值状态;阶段前兆在远源区表现为向近源区收缩,而在近源区表现为向外扩展．这些结果对地震前兆的时空演化过程阶段性的解释具有一定的启示．      

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。     

地震前地震活动周期谱特征及其应用

在对最大熵谱方法进行检验的基础上,应用这一方法,通过对24次6级以上地震的地震活动增强区内地震活动度的周期谱特征进行研究,得到如下认识:① 在孕震过程中,地震活动增强区内的活动在不同阶段,表现出的周期谱不同．正常时段的周期谱长周期与短周期并存,而震前阶段只存在短周期（平均为长周期的43％左右）,长周期消失;② 震前出现短周期的时间与震级有关．8级地震一般为震前数十年乃至上百年,7级地震一般为30年以上,而6级地震一般为20～30年．对于同震级地震,其出现短周期的时间还因地区的不同而不同,一般华北地区较西部地区长．应用坚固体孕震模式对以上特征进行了初步分析,提出了运用最大熵谱方法进行强大地震的趋势预测思路,并将此思路应用于实践,对云南武定6.5级和丽江7.0级两次地震进行了预测尝试．从而为6级以上地震的趋势预测提供了一种途径．      

含典型裂纹系硬包体复合模型的应力场及破裂特征

针对硬包体孕震模式力学机制研究，分别对含雁行裂纹系及组合裂纹系的硬包体复合模型，在单轴压力作用下的应力场及破裂特征作了实验研究和比较．结果表明，在硬包体中，逆向雁行裂纹系和T形裂纹系是孕育强震并易于发震的有利地质构造．      

强大地震前地震活动增强区及其力学研究

通过对85次6级以上地震前地震活动增强区的深入研究表明:① 强大地震前出现的地震活动增强区具有一定的普遍性;② 增强区的规模和形成时间都随震级而增大;③ 增强区尺度与震源区尺度之比随震级增大而减小;④ 增强区形成的时间因地区各异,中国东部地区较西部地区长．运用坚固体孕震模式和硬包体理论,对以上特征进行了定性和半定量的初步解释,从而应用地震活动增强区进行了2次地震的长期预测尝试．可见,强震前的地震活动增强区是具有一定力学基础的现象．      

中国巨大地震前地震活动环形分布图象与规律

针对巨大地震前经常出现的环形现象展开了系统研究，分析了我国及边界地区16次巨大地震前与部分强震前的环形分布特征，对其普适性、规则性及预测意义进行了讨论．结果表明: 巨大地震前数十年至上百年，在其周围经常出现中等以上地震形成的环形分布现象，这个图象具有很强的普适性，不仅无一例外地出现在巨大地震前，而且出现在7级多地震以前．活动环一般出现在巨大地震周围数百公里至上千公里范围（依震级而定）；环内地震活动具有特征不同的三个基本阶段: Ⅰ阶段活动水平较低，分布较散，主震震源区表现为空区；Ⅱ阶段活动性增强，频度、强度、集中度、应变释放率、分布面积率等均增加，空区缩小或消失；Ⅲ阶段活动整体较前期有所减弱，空区再度出现；活动环包围的主震源区在震前数十年可能出现1～3期活动（称为早期、中期与晚期震源活动）；活动环包围的空区长度经历大——小——大的变化过程等．根据活动环出现的区域、长度及环内地震活动状态的分析，可以估计巨大地震的发生地区、震级及地震孕育所处的阶段．这对巨大地震的长期预测是有价值的．本文还对震前活动环的形成机制进行了初步讨论．      

汶川地震前地震活动特征的普遍性及其机理探讨

汶川地震前地震活动较为显著的异常是：1970—2008年汶川地震前,从云南北部至甘青川交界形成规模巨大的5.5级以上地震活动增强区（或称环形分布）;1970—1999年围绕龙门山断裂带形成5级以上地震背景空区,汶川地震发生在增强区内的背景地震空区里;2001—2007年形成M_L4.0以上地震孕震空区,震前1年孕震空区内部及其两端相继发生多次M_L 4.0~5.0地震,空区打破.上述地震活动增强区、背景空区和孕震空区是大地震前普遍出现的现象.为对比分析,本文系统研究了2001年以来我国大陆及邻区4次M_S≥7.8级地震和全球10次M_W≥8.0级地震前类似地震活动异常,并给出统计特征.结果显示：地震增强区规模为850~2700 km,持续时间13—38年,增强区长轴对数与主震震级呈正相关关系.增强区与余震区规模之比为2.3~7.7,其对数与主震震级呈负相关.背景空区长轴300~1100 km,持续时间10—32年,其长轴对数与主震震级呈正相关关系.孕震空区长轴为370~780 km,持续时间1—7年,孕震空区长轴对数与主震震级呈正相关关系.对于板内地震,构成增强区的最低震级为5.0级或5.5级,构成背景空区和孕震空区的最低震级分别为5.0级和4.0级.而对于板间地震,构成增强区和背景空区的最低震级为6.0级或6.5级,构成孕震空区的最低震级为5.0级或5.5级.基于坚固体地震孕育模型,认为地震活动增强区的环形分布是由于震源区的破裂强度高于周围介质造成的,地震孕育过程中体应变的范围和强度存在逐渐增大和变小的过程,这是地震活动增强区出现三阶段特征的原因.从包体弹性理论可以推导出增强区尺度的对数与主震震级、增强区与震源体比值的对数与主震震级存在线性关系.

     

淮安地震台沙层应力仪器观测数据变化的特征分析

用小波变换和傅里叶变换的分析方法对2009年5月至2012年6月淮安沙层应力数据进行频谱分析.发现:淮安台沙层仪器所记录数据中含有多个频率成份,其中低频信号频率以1.157 4×10-5 Hz附近信号最强,在2.314 8×10-5 Hz附近次之,高频信号频率在0.25～0.45 Hz之间.低频信号反映在日、月等引潮力的作用下固体地球产生的周期性潮汐变化的地壳形变特征;高频信号更多的反映地壳应力变化特征.淮安沙层应力观测数值变化不仅与其他沙层应力台站有相同变化形态和一致的年变规律,还与地震活动有较好的对应关系.沙层应力数据变化能反映大地震从孕育到发生的完整过程,一般具有上升、平稳、下降、回升发震等几个阶段.     

大陆强震的动力学模型及其在地震活动性研究和地震预测中的应用

本文以中国大陆为具体研究对象 ,从大陆强震活动成组特征的客观性出发 ,开发了一种非线性动力学模型 ,用于模拟大陆强震成组活动特征及孕震环境对地震成组性的影响 ,运用此模型对一些地震活动特征和前兆场的演化特征进行了模拟和解释。地震活动的分布具有空间不均匀性和时间非平稳性。地震的空间不均匀性表现为地震在空间上往往成带、成区分布 ,地震的时间非平稳性表现为地震活动在时间轴上具有活跃和平静 (高潮和低潮 )相交替的特性。分析表明大陆地震具有明显的成组活动特征。强震活动的成组性是指强震活动在某些时段十分集中 ,呈成丛或丛…     

包体模型应力集中的定量研究

本采用二维弹性介质圆形包体模型,运用连续介和学理论求解出包体内外的应力场、位移场、平均应力、最大剪应力以及能量密度的解析解,从而讨论了硬、软件包体的应力集中特征;     

丽江7级地震前高b值演化过程和孕震模式

通过１９６５年以来云南省第Ⅲ,Ⅳ次强震活跃期间６．７级以上强震前一年云南地区ｂ值全地域扫找图象的对比,展示了丽江７级地震前高ｂ值的动态演化过程,并对照坚固体孕震模式和含硬包体试样在破裂孕育过程中声发射ｍ值与杨氏模量Ｅ的关系等实验结果,以及高ｂ值区和高波速区,余震萄的关系,均表明丽江地震的孕震区具备了坚固体孕震模式的高波速,高杨氏模量的特征。     

成层非均匀地壳中应变能密度场时空分布的动态模拟研究.

通过对坚固体孕震模型应变能密度场动态变化的模拟研究,对地震孕育过程、初始破裂、始裂条件和破裂的传播方向等问题取得了进一步的认识．结果表明：孕震过程初期,软弱体部位应变能密度水平很高,但在孕震过程后期,其应变能密度增量水平变小,坚固体及其与直立断层交汇部位的应变能密度增量迅速变大,成为应变能密度增量最大的地方,从而使弹性模量比较大的坚固体与直立断层交汇处成为最先破裂发震的部位．破裂在直立断层端部的坚固体内沿着与断层成近于直交的方向传播,这样,理论上确定的破裂方向与实际计算的破裂方向得到了很好的统一．     

1988年澜沧—耿马大震序列剪切应力值随时间的变化与强余震预报

1988年11月6日澜沧——耿马大震后,在地震现场,利用澜沧地震台记录的2.5≤M_L≤4.9级地震,以清晰的直达P波初动半周期及时估算剪切应力强度,追踪它们随时间的调整变化,并直接用于对后续强余震的预测和序列发展趋势估计。     

澜沧—耿马地震孕育过程中应力场时空变化与预测检验

本文利用地震波资料,对1988年11月6日澜沧—耿马大震孕育过程中,震区及周围地区应力场(方向和强度)时空调整变动进行了分析研究。资料表明,在大震孕育发展的不同阶段,震区及周围应力场调整变动有着不同的表现特征。本文还对依据应力场时空调整变动在大震前作出的中期预测与震后检验进行了分析讨论。     

地壳块体动应力变化特征及其与地震关系的初步研究

在运用三维非线性动态有限元方法模拟华北块体对渤海、 黄海潮汐水位变化的动态响应的基础上,结合有关地学资料,综合研究了地壳块体动应力变化特征,分析其与地震关系,得到了对地壳动应力特征的新认识:① 动应力在传播变化过程中,能够通过应力波的干涉叠加呈现高应力值,与动压应力相比动剪应力的这种效应更为明显;② 动应力的变化影响孕震体应力环境及地震的发生;③ 从动应力变化特征看, 动剪应力叠加变化过程反映了孕震过程.       

云南及邻区应力应变场分区耦合特性初步研究

利用云南及邻区遥测台网记录到的6 361条近震数据，采用互相关系数法计算16个台站共64条S波分裂事件，同时收集了8个序列的S波分裂研究结果，初步给出了云南及邻区横波分裂的分布特征；应用哈佛大学给出的43个中强震震源机制解，利用其P轴方位角平均结果，给出了云南及邻区3个主要分区地壳应力场的最大主压应力方位；根据ldquo;中国地壳运动观测网络rdquo;基本网1999——2004年的观测资料，按观测点给出了云南及邻区的主应变率分布；此外，还搜集到云南及邻区的SKS分裂结果和Pn波各向异性资料.通过研究发现: ① 作为强震孕育主体环境的大陆岩石圈在横向上具有明显的分块特点 ② 大陆岩石圈的力学行为随深度而变化，具有明显的分层特性；③云南及邻区所含的各活动地块可能具有不同类型，GPS所反映的地壳变形信息可能受到块体类型控制；④云南及邻区的地壳S波分裂可能受其上地壳甚至地表构造影响较大.      

岩石Q值的测量及随压力的变化规律

根据脉冲传播和频谱振幅比方法的基本原理建立了一套超声波衰减的测量系统.讨论了在不同换能器、岩样形状及处理过程对Q 值测量精度的影响.发现在本实验系统下P 渡Q 值的测量精度在10%以内.并用此系统测出在单轴压缩下超声P 波的衰减.发现在50%破裂强度前Q值随轴向压力的增加明显增加即衰减减小.在本实验条件下,裂纹表面的摩擦耗散是重要的衰减机制.     

动态应力与地震图像变化的相关性初探

列举11个大地震震例研究了发震断层面剪切运动方向与地震活动特征的相关性,提出由震后地震活动条带判断发震断层面走向的方法,结果表明,动态法判定的发震断层面与其它方法判定的发震断层面非常一致。探讨了动态应力场范围、传播和对基本应力场的加强作用,以及动态应力场展布范围与大面积宏观前兆等问题。