青海玉树MS7.1级地震发震应力场与非稳定发震机理的模拟

分析了玉树地区的地应力场、速度场.在此基础上,对青海玉树2010.4.14 MS7.1级地震发震机理进行了数值模拟.将围岩看成弹性体,断层看成具有应变软化特性的弹塑性体,断层和围岩组成统一的地质介质系统.在地应力、孔隙压力及边界位移的作用下,应力逐渐积累,当达到断层的摩擦破坏强度时,断层产生位移软化,断层突然滑动,能量突然释放,应力突然下降,形成地震.根据这一过程,对玉树地震进行了模拟.玉树7.1级地震是在印度板块向北推挤,青藏高原向东南侧向挤压,在玉树地区形成主压应力为北东东方向的水平应力场,使甘孜—玉树断裂带产生左旋走滑错动形成的.模拟结果给出了应力降、能量释放量、断层走滑和垂直错动量、地表变形,地震复发周期、应力积累速度等重要参数,模拟结果与野外调查资料具有较好的一致性.     

断层地震孕育和发生的不稳定性模型

在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β（围岩切线刚度与断层刚度最大值之比）是决定地震失稳的重要参数,只有当ββ≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳.     

青海玛多MS7.4地震对周边活动断裂的库仑应力加载及发震概率增量的计算

2021年5月22日2时4分位于青藏高原巴颜喀拉地块内部青海果洛州玛多县发生了M_S7.4地震(玛多M_S7.4地震),震中位于98.34°E,34.59°N,震源深度17 km(中国地震台网中心测定).震后区域应力调整直接导致了周边断层的库仑应力变化和主震断层外余震的发生,进而影响到区域地震活动性并改变了即发地震概率.本文利用有限断层滑移模型计算了青海玛多地区主要断层的库仑应力变化,结合Dieterich地震发生率模型,给出了库仑应力扰动下超越某一特定震级地震的发震概率公式,得到了受青海玛多M_S7.4地震所产生的库仑应力场的影响周边8条断裂(段)分别发生M_S≥7.0和M_S≥6.0地震的概率变化.结果表明,8条断裂(段)的发震概率均有不同程度的增加.对于发震概率增幅较为明显的甘德南缘断裂、玛多—甘德断裂和西藏大沟—昌马河断裂在震后短时间内(约10年内)发震概率迅速提升,之后趋于平稳,不排除有潜在发生破坏性地震的可能,特别是发生M_S≥6.0地震的可能性.针对达日断裂,由于库仑应力增加造成的影响不明显,短期内发生M_S≥7.0或M_S≥6.0地震的可能性不大,但随着时间的推移,不排除几十年后有潜在发生破坏性地震的可能,尤其要关注发生M_S≥6.0地震的可能性;东昆仑断裂特别是玛沁—玛曲段仍然是未来强震发生的可能区段,需重点关注和防范M_S≥6.0地震乃至M_S≥7.0地震的发生;玉树—甘孜断裂发生M_S≥6.0地震,尤其是发生M_S≥7.0地震的危险性不高,而乌兰乌拉湖—玉树南断裂有潜在发生破坏性地震的风险,对于M_S≥6.0以上地震需要加强防范.     

基于时间相依地震活动性模型的地震时间序列模拟

模拟地震时间序列在地震危险性分析和地震灾害预测等领域中具有重要作用,地震活动性模型是模拟地震序列的重要理论基础.本文以时间相依地震活动性模型为理论模型,系统梳理了现有时间相依地震活动性模型理论与方法,研究了断层（震源）上最新地震发生时间已知、未知以及地震历史开放间隔已知三种情况下地震发生概率的计算方法,分析了地震复发间隔的变异系数对时间相依地震发生概率的影响.研究了基于布朗模型的特征地震准周期发生的物理原理,建立了时间相依地震时间序列的模拟方法.研究结果表明,在地震离逝时间较长的情况下,基于时间相依地震活动性模型计算的地震发生概率要显著大于泊松模型;在地震历史开放时间已知情况下,计算的地震发生概率要高于地震离逝时间未知的情况.地震复发间隔的变异系数越小,模拟的地震时间序列越呈现周期性.本文研究结果可提高长期地震概率预测水平,模拟的具有时间相依特征的地震时间序列可用于地震预测、概率地震危险性分析以及地震灾害预测等领域.

     

An approach on dynamic earthquake prediction by georesistivitymeasurements

Ａｎａｐｐｒｏａｃｈｏｎｄｙｎａｍｉｃｅａｒｔｈｑｕａｋｅｐｒｅｄｉｃ┐ｔｉｏｎｂｙｇｅｏｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓＨＯＮＧ－ＫＵＩＺＨＡＮＧ１））（张洪魁），ＱＩ－ＸＩＮＧＳＨＥＮ２）（沈启兴），ＷＥＩＷＵ１）（吴卫）ＹＵ－Ｌ...     

基于板块构造理论黑龙江亚板块地震活动动力学模型的研究

基于板块构造理论,根据黑龙江亚板块所处的地震动力学环境和构造物理条件,结合区域地震活动图像,分析研究总结出的地震活动特征,着手建立了动力学分析模型,通过历史和新近地震活动的检验,证明该模型可以较为圆满的解释区域内绝大多数显著地震活动现象,对未来地震趋势研究工作有较大参考价值.     

基于深度卷积神经网络的2021年5月21-22日云南漾濞地震和青海玛多地震震级估算

以探索深度卷积神经网络震级估算模型对2021年5月21日云南漾濞和5月22日青海玛多地震预警震级估算的可行性为目标,本文使用P波到达后不同时间窗下的特征参数作为深度卷积神经网络输入进行训练和验证,构建了1~40 s内不同时间窗下的深度卷积神经网络单台震级估算模型,并采用多台加权平均方法对玛多地震主震以及漾濞地震主震、前震和余震共11次地震事件进行实时震级估算.结果表明：在P波到达后1~40 s的不同时间窗下,随着时间窗的增加,深度卷积神经网络单台震级估算模型对训练集和验证集的震级估算误差和标准差逐渐减小,且逐渐趋于稳定;对于云南漾濞M_S6.4主震与青海玛多M_S7.4主震,大部分单台震级估算误差主要分布在±0.5震级单位内;通过多台加权平均方法计算预测震级,漾濞主震与玛多主震在首台触发后2 s时,震级估算结果分别是M6.0和M7.0;同时,随着首台触发后时间的增加,漾濞与玛多主震的震级估算逐渐接近实际震级,且在首台触发后9 s时,漾濞主震和玛多主震的震级估算分别是M6.2和M7.3;在首台触发后1 s时,对于玛多与漾濞地震的前震和余震,多台加权平均震级估算结果也主要分布在±0.5震级单位误差范围内.该方法为中国地震预警系统的震级估算方案提供了潜在可能.

     

2008年汶川8.0级地震前地下流体异常回顾与统计特征分析

地震地下流体在地震预测研究与震情跟踪中发挥着重要作用.本文基于中国地震地下流体前兆观测台网所涉及的资料范围,系统收集了2008年四川汶川8.0级地震的可能地下流体前兆异常,分析了这些异常的空间展布、时空演化以及形态等总体变化特征.结果表明,收集到的68项异常均位于10^-8应变量范围内,59项异常位于汶川8.0级地震3倍破裂区（约900 km）范围内,占异常总数的87%,这与国内外已发表的地下流体前兆异常空间分布范围和震级之间的关系相符,说明汶川8.0级巨大地震的前兆观测范围至少包含该地震3倍破裂尺度甚至更大;异常出现时间总体呈现出临近地震异常数量增多的特点,但异常数量并非逐渐增多,而是在震前5个月和1个月突然增多;异常形态特征复杂,水氡和水位总体呈现出趋势性异常特征,水温总体表现出短临变化特征,主要表现为震前1—3个月突升、突降或波动异常变化.此外,本文还结合国内外已发表的地震地下流体前兆异常以及地震孕育理论,讨论了异常的空间分布、时间尺度与未来震中的关系,这对深入认识地下流体前兆异常及产生机理都具有重要的现实意义和科学价值.     

基于GIS的中国地震危险性模式研究

从与历史地震数据的时间衔接考虑,合理选择初始地震危险性模式。借鉴美国地震危险性图编制的思路,并基于GIS的思想和技术,使用历史地震数对初始模式进行多次叠加改造,获得当今中国地震危险性模式。与实际地震灾害的对照结果,验证了该方法的有效性。可见,基于GIS的中国地震危险性模式研究具有一定的现实意义。     

基于震例研究的地震预测预报分析

对国内外45 例地震预测预报震例的相关资料与文献进行查证与整理,总结、分析了震例中采用的中长期预测方法、短临前兆异常以及预报结果。研究表明,对地震发生的时间、地点和震级三要素均明确预测的概率较低,且仅为三要素的粗略预测,准确预测地震目前尚难做到。中国在地震预测过程中更注重对短临前兆异常的观测,在震前小震活动异常、地下水化学组分、地下水状态、地磁、地电、地倾斜、地应力应变、电磁波异常、前震平静等前兆预测方法中,根据震前小震活动异常作出临震预测的成功率较高,可作为预测某些类型大震的重要参考指标之一;国外震例大多是对地震进行中长期预测,在中长期预测结果的基础上采取以“防”为主的防震减灾策略,长期预测的理论和方法比中国丰富。     

基于物理的随机地震动模型研究

基于物理联系研究地震动随机性,建立了随机地震动与基底输入傅氏谱、场地固有圆频率和场地等价阻尼比之间的物理关系,从随机傅氏谱函数角度描述了地震动随机过程的随机性本质。结合Ⅳ类工程场地的实测地震动记录资料,由数值方法识别了给出基本随机变量的概率分布参数。与实测记录对比表明,本文建立的随机地震动模型具有明确的物理概念,可充分反映地震动的变异性特征。     

地震预测的构造物理模型研究

在系统收集和分析中国大陆的活动构造、地震活动和地球物理场资料的基础上，初步圈定出769个构造物理潜在震源，并对其中477个位于主要强震区、带内的潜在震源进行了空间几何定量描述和基本震源参数的系统分析，在GIS平台上开发了分析系统，逐一计算了每一潜在震源的十年发震概率，圈定了1999～2008年的强震危险区，根据发震概率的大小对危险区的危险性进行分类。近几年发生的强震与预测结果的对比检验结果表明，用构造物理模型确定的十年地震危险区具有较好的预测效果。     

Influence of 2008 Wenchuan earthquake on earthquake occurrence trend of active faults in Sichuan-Yunnan region

The Wenchuan earthquake coseismic deformation field is inferred from the coseismic dislocation data based on a 3-D geometric model of the active faults in Sichuan-Yunnan region. Then the potential dislocation displacement is inverted from the deformation field in the 3-D geometric model. While the faults' slip velocities are inverted from GPS and leveling data, which can be used as the long-term slip vector. After the potential dislocation displacements are projected to long-term slip direction, we have got the influence of Wenchuan earthquake on active faults in Sichuan-Yunnan region. The results show that the northwestern segment of Longmenshan fault, the southern segments of Xianshuihe fault, Anninghe fault, Zemuhe fault, northern and southern segments of Daliangshan fault, Mabian fault got earthquake risks advanced of 305, 19, 12, 9.1 and 18, 51 years respectively in the eastern part of Sichuan and Yunnan. The Lijiang-Xiaojinhe fault, Nujiang fault, Longling-Lancang fault, Nantinghe fault and Zhongdian fault also got earthquake risks advanced in the western part of Sichuan-Yunnan region. Whereas the northwestern segment of Xianshuihe fault and Xiaojiang fault got earthquake risks reduced after the Wenchuan earthquake.     

国家体育馆屋盖模型二维地震反应试验研究

国家体育馆双向张弦屋盖模型模拟地震振动台试验是国内外首次进行的如此大尺寸空间结构的试验,作者进行了竖向和水平的二维地震动输入的振动台试验,通过对试验得到的结构在二维地震动作用下的加速度、应变、内力响应的分析,为评价国家体育馆屋盖结构在二维地震作用下的抗震性能及今后同类结构的抗震设计提供了试验数据,同时结果表明双向张弦结构具有良好的抗震性能,是一种具有良好应用前景的新型大跨度结构体系。     

福建地区地下流体异常与中强地震福建地区地下流体异常与中强地震

在对福建的地下流体资料进行综合分析的基础上，提取了1990年以来闽台地区若干次中强地震的前兆异常信息，并对异常点的变化形态、时间、空间分布与地震活动特征进行了研究，初步掌握了闽台地区地震前地下流体中、短期或临震的前兆异常特征，并发现在不同的观测位置，将出现不同的地下流体前兆异常。     

石河子市建筑物群体、人员和经济损失动态震害预测及设防效益分析

根据石河子市建筑物、人口、经济现状和社会发展情况,按照建筑物、人口和经济增长率,对石河子市未来10年地震灾害损失和人员伤亡进行了动态预测,结果表明,一方面由于经济的发展和人口的增加,将有更多的社会财富和人口将受潜在破坏性地震的威胁,绝对经济损失将不断增加;另一方面,由于新建的设防建筑物的增加,建筑物总体抗震能力不断增强,在相同地震烈度影响下,其相对经济损失和人员伤亡将不断减少.并对石河子市建筑物总体抗震能力、抗震设防的效益进行了初步分析.     

An interfacial mechanical model for the analysis of earthquake

IntroductionChina is a country suffered frequent earthquake disasters. The investigation on the mechanism of earthquake is of great significance. In the recent decades numerous researchers had carried out a great deal of research works on the theory of seismology and related in-situ observations (DU, SHAO, 1999; JIANG, et al, 1998; JIAO, et al, 1999; ZENG, SONG, 1998). However the mechanism of earthquake and relevant calculations still remain unsolved and problems still exists in pre…     

2015年尼泊尔强震序列对中国大陆的应力影响

基于2015年尼泊尔地震序列的破裂模型及均匀弹性半空间模型,计算了该地震序列传递到中国西藏境内发生在定日县地震和聂拉木县地震的应力.2015年尼泊尔地震序列导致定日县地震和聂拉木地震节面和滑动方向的库仑应力增加(2~3)×103 Pa和(2.4~3.1)×105 Pa, 表明这两个地震受到尼泊尔地震序列的触发.其次,我们计算了2015年尼泊尔地震序列在中国大陆及其附近主要活动断层上产生的库仑应力变化.喜马拉雅主山前逆冲断裂和青藏高原内部的拉张正断层上的库仑应力有较大的增加,而青藏高原的走滑断裂,如阿尔金断裂、东昆仑断裂、玉树玛曲断裂、班公错断裂西部、嘉黎断裂的库仑应力有较大的降低.天山南北两侧的断裂库仑应力降低.而华北及东北、华南地区的库仑应力变化几乎可以忽略不计.最后,计算了该地震序列造成的水平应力变化.水平面应力在2015年尼泊尔地震序列北向(青藏高原大部和新疆区域)增加(拉张),而在地震序列东侧的西藏南部和川滇地区南部降低(压缩),在华北和东北仅有少许增加,在华南地区有少许降低.在中国西部,主压应力表现为以2015年地震序列为圆心的向外辐射状,而主张应力方向与同心圆切线方向大体一致.水平主压应力方向在东北地区为北东向,在华北地区为北东东向,在华南地区为南东东向.这种模式与现今构造应力场方向相似,表现了2015尼泊尔地震序列所代表的印度板块和欧亚板块的碰撞是中国大陆构造变形的主要动力来源.     

双层黏弹介质模型条件下地震应力扰动的时空特征

基于简化双层黏弹介质模型及其变形过程的时间属性,考虑震后地壳上层(黏滞性相对较弱)短时间的弹性扰动及后续较长时间内下层(黏滞性相对较强)黏性变形对上层应力扰动的联合作用,研究地震应力扰动的时空变化.结果显示,地震应力扰动在震后一段时间内逐渐增大,之后缓慢衰减.并且模型参数越接近真实地体,应力扰动增大及衰减过程就越缓慢,持续时间越长,即地震活动具有较长时期的时间"记忆"特性.因而,在地震活动及库仑应力变化研究中,长时期的应力扰动影响不宜忽略.地震应力扰动有一定的空间作用范围,在此范围内应力扰动随距离衰减明显,距离震源较近处衰减较快、距离震源较远处衰减相对较慢,此范围之外应力扰动可忽略不计.在本文所取与实际地壳相对较为接近的模型参数条件下,应力扰动的空间作用范围大体是震源线性破裂尺度的2.5倍.地震应力扰动随震级增大而逐渐增大,在本文模型参数条件下,震级大于6级之后,应力扰动随震级快速增加.地震破裂尺度测量误差所导致的应力扰动计算误差的相对大小,与时间无关,与破裂尺度(震级)及震源距有关,随震源距的增大而增大,但对应力扰动的总体变化趋势及变化范围影响甚微.当距离足够远时,应力扰动计算误差的相对大小趋于常数,就6、7、8级地震而言,最大应力扰动计算误差分别小于应力扰动值本身的22%、30%及38%.