中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立

基于LLNL-G3Dv3全球P波三维速度模型,应用FMM软件包计算并建立了中国地震台网990个台站的初至P波区域三维走时表．该走时表覆盖了以台站为中心的水平向20°×20°、 垂直向-5.1—80 km （向下为正）的三维空间. 其水平向间隔为0.2°,垂直向间隔为5 km．这样对于任一深度小于80 km的震源,均可以应用此三维走时表计算其到周围10°范围内台站的走时．中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立,对于改善区域初至P波走时预测,提高地震定位精度有一定现实意义．     

钻孔体应变与面应变观测井孔耦合系数的计算

钻孔应变观测系统（岩石、 膨胀水泥和应变仪钢筒）存在显著的井孔耦合效应,只有确定这一耦合系数,才能得到地壳岩石的真实应变值,从而实现不同测点数据的可比性．本文根据双衬套理论及弹性力学理论,建立了三维空间应力作用下体应变与面应变观测力学模型,并进一步推导各自井孔耦合系数计算式,发现两组系数与井孔的受力状况密切相关,分别与不同力源引起的应变信号相对应．亦即应力比（钻孔轴向应力与平面应力之比）不同,耦合系数也不一样,体应变随应力比的增大而下降,面应变则上升. 本文结果还表明平面应力作用下的耦合系数与外加应力无关,只与观测系统本身有关,故数值保持恒定. 此外,文中对其影响因素也进行了分析,结果表明,体应变和面应变的井孔耦合系数均随岩石弹性模量和泊松系数的增大而增大,且前者的幅度较大,井孔耦合材料水泥对二者影响均很小．     

汶川及芦山地震余震分布的空间尺度效应

基于GIS点格局方法,从余震点分布的不确定性以及烈度区与点空间距离格局的关系角度研究了汶川及芦山余震点格局．结果表明：余震在较小尺度内接近随机分布且关联效应明显; 在较大尺度内余震聚集分布,空间距离关联仍呈幂律关系,无标度区间的上下限与不同烈度区的长短轴间存在关联．汶川、 芦山余震形成东北—西南向矩形的热点、 次热点分布区,区域内最邻近指数为0.99,0.76; 映秀Ⅺ度、 芦山Ⅸ度烈度区内最邻近指数分别为1.02和0.95,显示余震点在强烈度、 高聚集区内趋向随机分布．余震点距离关联特征表明：汶川余震在13.5—20 km和30—43 km区间,芦山余震在7—14.5 km区间内关联程度显著; 汶川余震在66—82 km、 225—236 km、 317—321.5 km区间以及芦山余震在15.5—22 km、 23—32.5 km、 33.5—43.5 km区间仍呈幂律关系. 该结果与汶川地震Ⅺ—Ⅸ度、 芦山地震Ⅸ—Ⅶ度烈度分布区域的长短轴存在一定关联,321.5 km和40 km与两次地震主破裂面长度也较为吻合. 对比核密度估计与地震烈度图可以看出: 带宽越小,核密度面积与较高烈度区域的一致性越大; 随着带宽的扩大,核密度面积与烈度区的差异也越大．     

地震作用下边坡稳定性分析方法

地震引起的滑坡已成为大地震引起的严重次生灾害现象,如2008年汶川地震引起的滑坡灾害．本文对地震作用下边坡稳定性分析的研究现状及特点进行了分析总结．地震边坡稳定性分析方法总体上可分为定性分析和定量分析两类．本文分别从工程地质与灾害调查分析、 灾害调查与地震烈度及地震动参数的统计分析、 简化模型理论分析、 数值计算分析和模型试验分析等方面,介绍了相应边坡稳定性分析理论和方法的提出及其沿革,分析了不同理论和方法的特点及适应性,并进一步提出了相关研究存在的问题和发展趋势．     

应用最小二乘配置建立地壳运动速度场与应变场的方法

简要论述了应用最小二乘配置原理,利用GPS资料建立水平运动速度场统一模型和应变场的方法.讨论了建立基于不同参考基准和几何变形含义的地壳运动模型及空间不同尺度和频率域应变场等问题.对中国地壳运动观测网络区域网资料进行了处理、分析,并分别以中国大陆区域整体及首都圈地区不同空间尺度的区域作为研究区对本文提出的模型和方法进行了实际应用和讨论.     

借助最小二乘配置整体解算地壳视应变场

研究利用多手段（ＧＰＳ、跨断层等）形变资料,结合定点应变数据解算地壳视应变场的方法,包括利用间接平差法求单元内部的均匀视应变及借助最小二乘配置求水平视应变连续分布。对华北地区ＧＰＳ监测网１９９２年、１９９５年和１９９６年３期成果进行计算分析,得到其视应变场动态图像。     

基于最小二乘配置在椭球面上解算喜马拉雅地区GPS应变分布

随着空间大地测量技术不断发展,GPS观测的地壳水平形变速度场精度也在不断提高,更加严密的GPS应变分析模型将有助于促进更高精度的地壳运动模型的构建.大地线长度与对应球面弧长之间的差异与纬度、经度变化均有关,并且与纬度变化影响最为显著,纬度越低,相应的椭球面效应约显著.本文在最小二乘配置模型的基础上进一步研究并推导了基于椭球坐标系的GPS应变分析模型,通过该模型进一步计算了青藏高原南部喜马拉雅构造带及阿萨姆构造结地区现今GPS应变分布.最大、最小主应变的显示喜马拉雅山脉中部的南北向压缩变形最强,西部次之,东部最弱.在印度板块的俯冲推挤作用下,喜马拉雅构造带内部地壳的变形过程并不统一.本文研究发现雅鲁藏布江缝合带与亚东—古鲁断裂带是该区域地壳水平形变的两条重要分界构造,雅鲁藏布江缝合带南部、亚东—古鲁断裂西侧的条带状地区可能是青藏南部吸收来自印度板块俯冲挤压作用的主要区域,最大剪应变分布及面膨胀值分布均表明亚东—古鲁断裂带是喜马拉雅构造带东西向拉伸变形过程中的一条重要的分界构造.沿喜马拉雅构造带分布的地壳剧烈变形区域集中分布在断裂以西,向东跨过该断裂的GPS应变场大幅减弱.青藏高原东南缘以阿萨姆构造结为中心的顺时针旋转变形存在旋转内、外圈层速度不一致现象,旋转速率由内向外逐渐增强.     

基于最小二乘配置的板块边界地壳形变应变特征分析

北美板块边界属于地震高风险区域,为了更好地了解该区域地壳形变及应变的变化特征,本文利用北美板块边界PBO网络1997-2008年的GNSS高精度速度场信息,基于欧拉旋转矢量扣除背景场刚性运动后,顾及区域速度场的统计学原理,利用球面最小二乘配置算法拟合推估该区域地壳连续速度场,最后基于速度场与应变场的微分关系在球面上解算...     

用最小二乘配置获得地形变应变场动态图像的几个问题研究

针对应用于地壳形变应变推估拟合的最小二乘配置实现过程中的几个关键问题,利用模拟等距测边网及大面积水准监测网实测资料,获得了基本上符合高斯型函数特征的位移协方差图形,并给出了确定高斯型函数中参数的方法。     

利用最小二乘配置在球面上整体解算GPS应变场的方法及应用

通过对位移与应变微分公式的分析,给出了球坐标系下应用最小二乘配置法由GPS数据整体解算应变场的方法.首先,对模拟数据的理论应变场与采用全部采样数据和随机抽取50%限定采样数据的应变场结果的对比分析,初步验证了最小二乘配置球面整体解应变场方法的有效性.然后,利用1999~2001和2001~2004两期中国大陆区域网GPS速度场数据给出了基于最小二乘配置球面解获得的应变率场结果,概要分析了此期间中国大陆应变率场的动态变化.最后,讨论了最小二乘配置在球面上计算应变场需要注意的问题和建议.     

Horizontal movement and strain characteristics in Tianshan and its adjacent region with GPS deformation data

Introduction The Tianshan Mountain is the youngest cordillera in the present-day continental Asia, and its tectonic evolution is closely related to the collision and subduction between Indian Plate and Eurasian Plate in the Himalayas orogen since Cenozoic…     

利用GPS观测结果研究地壳运动分布动态及其与强震关系

本文简要论述了应用最小二乘配置原理、利用GPS观测资料,建立基于不同参考基准和不同运动学与几何变形含义的地壳运动模型及不同空间分辨率应变场的方法。同时,结合中国地壳运动观测网络区域网和有关GPS连续站观测资料的处理与分析,从GPS观测能够直接获取地壳相对运动和反映研究区域几何变形时空分布状态,讨论了关于地壳运动动态与强震关系的问题。     

GPS水平形变面应变率梯度与强震危险区关系探讨

全球定位系统(GPS)观测和信息处理技术的发展, 为获取高精度地壳水平运动和相关的应用研究提供了良好的基础． 应用中国地壳运动观测网络中心提供的1999—2007年GPS水平形变速率观测结果, 研究了地壳水平形变面应变率梯度与强震发生的关系, 探索了地震中长期预测对强震危险区的判识方法． 结果表明, 中国大陆2001—2011年发生的大部分M_S6.8以上强震, 地震地点均位于面应变梯度高-低值过渡区与块体边界带相交汇的部位; GPS面应变率梯度可以作为中长期强震危险区判识的一种方法, 与最大剪应变率分布相比, 缩小了强震孕育地点的判识范围． 文章最后给出了中国大陆地区未来10年或稍长时间的强震危险区.     

基于GPS应变、地震应变率与震源应力场对帕米尔高原现今构造变形特征的分析

研究帕米尔高原的构造变形特征对于理解印度板块向北推挤过程中的应变分配方式以及应力转换模式具有重要的意义.本文利用区域GPS应变场、地震应变场与震源应力场分析帕米尔高原的构造形变特征.主要结论为:(1)该区域变形主要以NNW-SSE或近N-S向的挤压为主,在高原内部伴有明显的近ENE-WSW或E-W向拉张,应力方向在帕米尔高原与塔吉克盆地区域呈现逆时针旋转的趋势,而在塔里木盆地则显示几乎与帕米尔高原的一致的应力状态,这可能与两侧盆地块体的强度差异有关.(2)安德森断层参数A∅显示帕米尔高原北缘与西侧区域为逆断层应力状态,在高原内部为正断层应力状态,这与GPS应变的结果显示的应变主要集中在主帕米尔断裂与阿莱谷地附近而在高原内部应变较低是一致的,另外应力在喀喇昆仑断裂北段的方向基本平行于断层走向,以及断层北端较低的滑动速率,这说明了地壳挤压缩短可能是帕米尔高原主要的的构造变形特征,并不支持由于边界走滑断裂导致的应变分异或者块体挤出的模式.(3)综合考虑地震应变方向与SHmax从帕米尔北部NNW-SSE方向到天山北部的近N-S方向的转换,GPS应变方向在帕米尔高原两侧盆地都存在不同程度的旋转,应力场安德森参数A∅显示的应力状态以及SKS的结果显示的近ENE-WSW方向,我们认为印度板块向北推挤与天山造山带碰撞导致帕米尔高原不对称的径向逆冲是帕米尔高原现今构造变形的主要成因与构造模式.     

扰动重力梯度张量单分量和组合分量最小二乘配置法模型的建立

建立了利用扰动重力梯度张量Tzz分量和Txx+Tyy、Tzz-Txx-Tyy组合分量确定地球重力场的调和分析法模型,进一步推导了扰动重力梯度张量对角线三分量的自协方差和互协方差函数的级数展开式,推导了单分量、组合分量与重力位系数之间协方差函数的实用计算公式,给出了利用单分量和组合分量解算地球重力场模型的最小二乘配置法基本原理公式.结果表明,最小二乘配置法具有一定的抗差能力,随着观测数据误差的不断增大,其恢复的重力场模型有效阶次不断降低,精度也不断下降;Tzz-Txx-Tyy组合分量解算重力场模型的精度最高,其次为Tzz分量,Txx+Tyy组合分量最差.     

Evaluation of micro-behavior of strain field in Chinese mainland with the GPS time series

Introduction In the last 20 years, with observation technique development in space monitoring to Earth, a large progress has been made in monitoring crustal movement. This makes it possible for us to study crustal movement and the present geodynamic. Continuous GPS observation conducted in Chinese mainland and its neighboring region provides us for studying the present strain field of crustal micro-behavior tectonic. Crustal micro-behavior tectonic means that we can study the dif-ference bet…     

邢台、渤海、海城和唐山大地震震中区现今应变场的基本特征

根据近十多年来华北地区GPS网的观测资料,分别计算了邢台、渤海、海城和唐山4次Ms7级以上大地震震中区现今应变场的主应变参数。计算结果表明,由GPS观测得到的邢台、渤海、海城、唐山地震震中区的主压应变轴方向与震前震中及周围地区的主压应力轴方向是一致的或基本上是一致的,这说明震中区的局部应力场经过震后30~40年的调整,震中区局部的应力场已基本上与区域应力场趋于一致。当前,邢台地震区主压应变率很小为-0.352×10-9/yr,主张应变率较大为3.306×10-9/yr,张应变占绝对优势,地壳处于拉张状态;在渤海地震区,主压应变率为2.593×10-9/yr,比主张应变率(2.947×10-9/yr)略小一些,二者比较接近;在海城地震区,主压应变率为1.276×10-9/yr,小于主张应变率(2.940×10-9/yr),地壳以张应变为主;在唐山地震区,主压应变率为4.539×10-9/yr,大于主张应变率(3.477×10-9/yr),压应变占优势。     

昆仑山口西8.1级地震前后山西及邻区速度场和应变场的变化

在山西及邻区,1999~2004年几乎所有的GPS站速度都小于1999~2001年,鄂尔多斯西部大多数GPS站1999~2004年的运动方向相对于1999~2001年发生了逆时针旋转。鄂尔多斯和山西中南部的NWW向运动与昆仑山口西8.1级大震断裂带以北地区的运动方向是一致的,而鄂尔多斯以南的向东运动与断裂带以南地壳的运动方向也是一致的。鄂尔多斯的逆时针旋转形成了109.0°E以西地区E-W方向的压应变。而它的逆时针旋转和太行山东部的向东伸展运动形成了109.0°E以东地区E-W方向的张应变。鄂尔多斯东部和山西地区在8.1级大震后的增量应变场减弱了基本应变场E-W方向压应变的积累,而鄂尔多斯西部的增量应变场增加了E-W方向压应变的积累。