由反演加速度图成像中强地震的破裂过程

提出了一种以小震的记录作为格林函数来成像中强地震破裂增长的反演方法。该方法通过迭代法中同时拟合多台的Ｐ、Ｓ波形,估计了子事件相对格林函数事件的破裂时间和振幅。我们用小事件作为格林函数反演了发生在帕克菲尔德地区的２次中强地震的加速度图。第１次地震（Ｍ＝４．６）于１９９３年１１月１４日发生在米德尔山,震源深度１１ｋｍ,在下一次帕克菲尔德主震的假定孕震区内。第２次地震（Ｍ＝４．７）于１９９４年１２月２０     

最大峰值加速度与有效峰值加速度的大小比例关系及影响因素探讨

分别以最大峰值加速度(以下简称PGA)和有效峰值加速度(以下简称EPA)为参数,对金沙江流域上12个工程场点进行了地震危险性分析,得到了各个场点在不同的年超越概率下的基岩PGA和EPA值。通过对PGA、EPA值比较分析认为:PGA与EPA值的大小比例关系主要受年超越概率大小的影响,当年超越概率较大时,表现为PGA>EPA;当年超越概率较小时,PGA与EPA的比例关系还与场点周围的潜源分布形式及潜源的震级上限的大小有关,不同的年超越概率、不同的潜源分布形式和震级上限,可使PGA>EPA,也可使PGA相似文献   

从震源振幅谱随方位角和距离的变化估计破裂传播方向和强运动发生区

使用经验格林函数法估计了产生0.2～10 Hz 频率范围内地面运动的强运动发生区。强运动发生区比总破裂区要小一些,而且与凹凸体的面积一致,后者由低频(<1Hz)波形反演估计的不均匀滑动分布导出。我们证实了在震源区附近观测到的震源振幅谱随方位角和距离的变化,亦即破裂的方向性效应,它是由破裂传播方式和强运动发生区的大小控制的。我们发现,在破裂传播方向的台站上震源位移波谱比侧向台站有更高的拐角频率和更陡的高频衰减,与传播方向相反的台站上有相反的趋势。据此提出了沿径向传播的单向和双向破裂的强运动发生区的大小和平均拐角频率之间不同的关系式。     

破裂速度和地震

设计了一个二维脆性玻璃板的破裂模拟实验,以研究脆性介质的破裂传播过程。从实验中,发现破裂的传播有两种截然不同的方式,一种是破裂速度极缓慢的蠕裂,另一种是破裂速度极快的崩裂,它们之间相差7个数量级。 联系实验中的破裂现象和地震及崩塌现象,认为:在地震破裂过程中,尤其前、主震之间,很可能存在蠕裂过程;在大规模崩塌之前,也可能存在蠕裂过程。     

破裂速度和地震

设计了一个二维脆性玻璃板的破裂模拟实验,以研究脆性介质的破裂传播过程。从实验中,发现破裂的传播有两种截然不同的方式,一种是破裂速度极缓慢的蠕裂,另一种是破裂速度极快的崩裂,它们之间相差7个数量级。 联系实验中的破裂现象和地震及崩塌现象,认为:在地震破裂过程中,尤其前、主震之间,很可能存在蠕裂过程;在大规模崩塌之前,也可能存在蠕裂过程。     

大型地下洞室群地震水平加速度传播特征研究

考虑了高山峡谷基岩场地的深度衰减效应,假设地震危险性分析提供的水平峰值加速度的所在位置,选用攀枝花—会理地震波,通过基线校正和高频滤波作为实际地震动输入,利用FLAC3D软件对某水电站大型地下洞室群进行了地震水平加速度传播特性的研究。数值分析结果表明,厂房周围监测点水平加速度时程和输入地震水平加速度时程相似,但存在0.08～0.12s的滞后时差,输入地震动水平峰值加速度向上传播时具有放大效应,在洞室群附近放大两倍左右。所得结果对大型地下洞室群地震动传播特征问题研究具有一定的参考意义。     

大理石板中心受压时的破裂形式及破裂传播速度的实验研究

本文叙述大理石板中心受压时的破裂形式及破裂传播速度:1.主破裂走向与大理石纹理多数成45°角,少数近似平行,破裂时总是一侧先断通;破裂前存在剪应变,主破裂方向不一定与最弱张裂面一致;2.1gV—L图表明:始发段,刚出现裂纹时,V较大(约10毫米/秒),随L增大,V急剧减小(约0.05毫米/秒);缓裂段,随L增大,V起伏式缓慢增长(0.1—2毫米/秒);速裂段,过一明显转折点后,随L增大,V急剧增长(约1米/秒),破裂发生     

北天山最大水平加速度与震级和震中距的关系

为了评定地震危险性，在土层的最大加速度曲线中，研究加速度振幅衰减函数的意义重大，这对于近场尤其如此。在北天山地区，积累的强地面运动资料（共２６８个记录）大部分是远场的，仅对于一个地震—１９９０年震级为６．３的巴索伦斯克（）地震一有两个台站获得到近场记录。因此，仅仅根据部分资料要想得到最大加速度与震级、震中距的经验关系那是不可能的。对世界强运动有代表性的资料进行总结后得到某些关系，在北天山地区研究了利用这些关系的可能性。由大量这种形式的关系式中选出了阿布季达耶夫（）（１９７９）、卡姆布别尔（）（１９８１）和福库史玛（）塔那卡（）（１９９０）的关系式，研究了数据值Ｉｇ（Ａｐ／ＡＨ）随震级和震中距的分布。此处ＡＰ是根据这些关系式中的每一个计算出的加速度值；ＡＨ是在水平分量上观测到的最大振幅。实验观测资料与由卡姆布别尔和福库史玛，塔那卡所得到的修订了的全球关系式显出令人满意的相符。与阿布季达夫相比，当Ｍ≥５．５时是可以使用的。在这种情况下，作为在其它区域所得到的关系式之使用标准，应用时具备两个条件：（１）在所有震级和震中距的取值域中，数值ｌｇ（ＡＰ／ＡＨ）的分布由中值附近趋向零；（２）均方差值不超过０．４０个对数单     

三向受压状态下地壳岩体的张性变形和张性破裂

本文叙述了处于三向受压状态的地壳岩体产生张性变形和张性破裂的原理,并以珠江三角洲地区为例说明:①岩体内应力集中点的浅部,可产生张性变形和张性破裂;②地质考察所观察到的张性或张剪性断裂,其断裂面上作用的正应力未必是拉应力,极有可能是压应力,但却一定是拉应变;③张性破裂引起的地震,震级较小,一般在4.5级以下,④地震引起的张性地裂缝的走向,就是震源应力场的主压应力方向。     

东昆仑断裂带中东部地震破裂分段性与走滑运动分解作用

基于卫星影像解译和野外考察测量,本文对东昆仑断裂带中东部的3条次级断裂(托索湖断裂、玛沁断裂和玛曲断裂)的滑动速率以及全新世以来的古地震活动特征进行了分析研究。托索湖段与玛沁段走向产生20°和30°的双挤压弯曲,形成阿尼玛卿山挤压隆起,作为托索湖段和玛沁段的破裂分段标志,成为1937年托索湖7.5级地震地表破裂带的终止点;在西贡周西侧和莫哈塘南侧,阿万仓断裂以40°的夹角与东昆仑断裂带相交,形成西贡周断裂交汇区,成为玛沁段与玛曲段破裂分段的标志。通过构造地貌方法获得西段托索湖断裂晚第四纪晚期以来的平均水平速率为10.8±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.2mm/a;中段玛沁断裂带晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为9.3±2mm/a,垂直滑动速率为0.7±0.1mm/a;西贡周断层交汇区平均水平滑动速率为7.4±1mm/a,垂直滑动速率为1.2±0.1mm/a;东段玛曲断裂晚第四纪晚期以来的平均水平滑动速率为4.9±1.3mm/a,垂直滑动速率为0.3mm/a。断裂的滑动速率从西至东呈梯度下降,通过构造转换矢量分解获得阿万仓断裂西支的左旋水平走滑速率为2.4mm/a,东支的左旋水平走滑速率为1.4mm/a,垂直断裂的水平缩短速率为2.3mm/a,阿万仓断裂带西支和东支构成一个滑动分解模式。3条次级断裂的活动均产生独立地表破裂,西侧的托索湖断裂发生了1937年MS7.5级地震,中段玛沁断裂发生了公元1061年格萨尔王时期和距今358~430CalaBP的地表破裂,玛曲段地表破裂距今约1055~1524aBP,显示出段落之间应力触发有关的地震破裂事件沿断裂带单向迁移的特征。同时利用断裂单次地震位移和古地震复发周期获得断裂的长期滑动速率,结果显示与构造地貌方法获得的滑动速率几乎一致,也显示自西向东逐渐递减的趋势。断裂滑动速率的递减与几何结构走向的弯曲以及横向断裂的相交一一对应,东昆仑断裂带的滑动速率梯度递减的主要原因是东昆仑断裂带东延和横向断裂相交,构造转换造成的。     

细观非均匀性对岩石破裂过程和微震序列类型影响的数值试验研究

运用岩石破裂过程分析RFPA2D系统，研究了岩石介质细观非均匀性对宏观力学行为的影响和微震序列特征. 通过对不同均质度系数m=1.1，1.5，2，3，5的5个样本进行破裂过程的模拟，发现均质度不同会产生不同地震序列类型，主要有：前震-主震-余震型、主震型和震群型. 此外，对5种不同均质度系数的岩石样本破裂过程的模拟表明，岩石介质的非均匀性不仅对岩样宏观强度和宏观变形非线性行为有显著的影响，而且也显著地影响试样破裂模式. 随着均质度系数的提高，主破裂呈现脆断模式. 同时介质的细观结构随机性，也对试样宏观破裂模式产生重要影响.     

联合高频GNSS和强震数据快速反演四川泸定6.8级地震断层破裂特征

北京时间2022年9月5日12时52分, 四川甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震.利用震中附近1 Hz高频GNSS观测数据获取了同震速度和位移波形, 并快速测定了泸定地震的震中和震级.实验结果表明: 高频GNSS反演的震中与美国地质调查局(USGS)发布的震中相差32 km, 与中国地震台网中心发布值相差16 km; 高频GNSS反演的震级, 与两个机构均仅差0.1个震级单位.针对地震预警、震后快速响应等时效性应用, 提出了一种联合高频GNSS和强震数据的线源破裂特征快速反演方法.泸定地震实验结果表明: 在震后20 s时可获得稳定的线源模型, 破裂长度、方向和破裂模式值分别为33.3 km、151°和0.6, 破裂方向与USGS震源机制解断层走向相差14°, 反演的断层破裂模式为双侧破裂.提出的地震断层破裂特征快速反演方法可用于地震预警、震后灾害快速评估以及紧急响应, 同时可为今后联合高频GNSS和强震数据快速测定地震破裂特征提供参考.

     

宏观非均匀性对岩石微震序列类型和破裂方式影响的数值试验研究

运用岩石破裂过程分析RFPA^2D系统．研究了岩石介质宏观非均匀性（含裂纹）对宏观力学行为和微震序列类型的影响。通过对5种不同岩石介质结构的宏观非均匀性样本进行破裂过程的数值模拟,发现非均匀程度不同会产生不同地震序列类型,主要有：前震-主震-余震型、主震型和震群型。此外,对5种不同均质度系数的岩石样本破裂过程的模拟。结果表明,岩石介质结构的宏观非均匀性不仅对岩样宏观强度和宏观变形非线性行为有显著的影响,而且也显著地影响试样破裂模式。随着非均匀程度的降低,主破裂呈现脆断模式,而随着非均匀程度的增加而呈现韧性破坏特征。     

1976年M_S7.8唐山地震断层动态破裂及近断层强地面运动特征

采用美国南加州地震委员会(SCEC)Steven Day博士提供的三维有限差分断层瞬态破裂动力学模型(3D-FDM),以1976年唐山M_S7.8地震为例,从简化的断层双侧破裂模式出发,对该地震发震断层的动态破裂过程及近断层地表运动特征进行了仿真模拟和计算.研究区域为围绕发震断层200 km×140 km×40 km(深度)的长方形块体组成,模拟计算的空间分辨率和时间分辨率分别为200 m和0.012 s,形成的空间网格节点数为1051×701×201.在DELL小型上作站上,我们实现了对源程序的移植和并行计算.同时,通过引进计算机可视化技术,对模拟数据进行了3D/4D解释分析.另外,在对源程序修改过程中,实现了对京津唐地区三维地壳速度结构的嵌入,在一定程度上增强了对地震波传播以及地面运动模拟的真实性,并讨论了地震破裂的方向性对近断层地表运动的影响.最后根据初步研究结果结合京津唐地区活动断层构造特征,对唐山M_S7.8级主震后随之而来的1976滦县M_S7.1级余震及宁河M_S6.9级余震的动态触发机制提出了新的解释.由于受主震破裂方向性作用的影响,使得主震对后续两个较大余震产生的动态应力变化的峰值在断层的走滑方向上较大,为2～3 MPa,在逆冲方向上较小,为0.1～0.2 MPa.即唐山主震的发生使得其周边的应力场有一个瞬态的应力调整,唐山主震对后续余震的发生有促发作用.     

1976年MS7.8唐山地震断层动态破裂及近断层强地面运动特征

采用美国南加州地震委员会（SCEC）Steven Day博士提供的三维有限差分断层瞬态破裂动力学模型（3D-FDM）,以1976年唐山M_S7.8地震为例,从简化的断层双侧破裂模式出发,对该地震发震断层的动态破裂过程及近断层地表运动特征进行了仿真模拟和计算.研究区域为围绕发震断层200 km×140 km×40 km（深度）的长方形块体组成,模拟计算的空间分辨率和时间分辨率分别为200 m和0.012 s,形成的空间网格节点数为1051×701×201.在DELL小型工作站上,我们实现了对源程序的移植和并行计算.同时,通过引进计算机可视化技术,对模拟数据进行了3D/4D解释分析.另外,在对源程序修改过程中,实现了对京津唐地区三维地壳速度结构的嵌入,在一定程度上增强了对地震波传播以及地面运动模拟的真实性,并讨论了地震破裂的方向性对近断层地表运动的影响.最后根据初步研究结果结合京津唐地区活动断层构造特征,对唐山M_S7.8级主震后随之而来的1976滦县M_S7.1级余震及宁河M_S6.9级余震的动态触发机制提出了新的解释.由于受主震破裂方向性作用的影响,使得主震对后续两个较大余震产生的动态应力变化的峰值在断层的走滑方向上较大,为2~3 MPa,在逆冲方向上较小,为0.1~0.2 MPa.即唐山主震的发生使得其周边的应力场有一个瞬态的应力调整,唐山主震对后续余震的发生有促发作用.