断层走滑不均匀性对地面变形的影响

根据塞积群理论导出了走滑断层两端点固定时位移场随位置的不均匀分布解析表示关系,分析和讨论了断层上不同位置的位移场分布特征, 采用新导出的断层滑动不均匀分布公式对地面的水平位移场和垂直位移场进行了数值模拟计算,并与传统的Okada 位错模型在理论和计算结果上进行了对比分析.理论和计算结果分析表明：断层滑动不均匀分布公式是Okada位错模型在一定条件下理论上的扩展,而Okada位错模型是走滑不均匀公式的零阶近似;断层滑动不均匀分布公式与Okada 位错模型计算的地面位移场在走滑方向、垂直于断层走向和垂直于地面方向的近场变形差异最大在50%至65%之间,而最小差异在1%以内.     

临汾水准巨幅形变的位错理论模拟与异常性质判定

在假设临汾台水准出现2次巨幅形变异常为断裂错动的情况下,笔者基于矩形断层位错模型模拟了罗云山断裂(土门-峪里段)错动所引起的垂直形变场分布,并通过D-InSAR技术对研究区域内的地面形变场进行了实测。分析结果表明:1从理论上讲,罗云山断裂(土门-峪里段)错动是可以产生长轴与断裂走向平行的椭圆状变形区域,其中,位于断裂上盘的区域中心变形量最大,变形量向外围逐渐衰减为零;2次错动导致的变形波及范围分别约为长轴18km和26km,短轴12km和17km;显著变形幅度分别约为1—3mm和4—14mm。2而同期D-InSAR实测形变场显示,临汾台水准出现2次巨幅异常期间,研究区域内未发现与断裂走向一致的连续变形区域,仅在盆地内部存在可能由于过量开采地下水所导致的地面沉降,其变形范围约为10—12mm和1—5mm。3实测形变场与理论形变场在变形区域和变形幅度上均不一致,说明断裂活动不是临汾台水准出现2次巨幅形变的主要原因,可能为断裂上盘的土层点局部变形所致。4通过断层位错模型的理论模拟与D-InSAR技术的实际监测相结合,可以有效地确定临汾台跨断层水准出现的2次巨幅形变异常的性质,可为重大水准异常的核实提供科学依据。     

临汾水准巨幅形变的位错理论模拟与异常性质判定

在假设临汾水准两次巨幅形变异常为断裂错动的情况下,基于矩形断层位错模型模拟了罗云山断裂（土门-峪里段）错动所引起的垂直形变场分布,并通过D-InSAR技术对研究区域内的地面形变场进行实测,分析结果表明：（1）断裂错动理论上可导致长轴与断裂走向平行的椭圆状变形区域,位于断裂上盘的区域中心变形量最大,变形量向外围逐渐衰减为零,两次错动导致的变形波及范围分别约为长轴18Km和26Km,短轴12Km和17Km,显著变形幅度分别约为1-3mm和4-14mm。（2）D-InSAR实测形变场显示两次异常期间研究区域内未发现与断裂走向一致的连续变形区域,仅在盆地内部存在可能由于过量开采地下水所导致的地面沉降,变形范围约为10-12mm和10-15mm。（3）实测形变场与理论形变场在变形区域和变形幅度上均不一致,说明断裂活动引起临汾水准巨幅形变的可能性不大,可能为断裂上盘的土层局部变形所致。（4）通过断层位错模型的理论模拟和D-InSAR技术的实际监测相结合可以有效地确定跨断层水准巨幅形变异常的性质,为重大水准异常核实提供科学依据。     

地震动有限元模拟方法的精度验证

假定破裂断层到地面覆盖层之间的地壳结构为均匀的各向同性介质,将移动位错源在全空间辐射的地震波作为覆盖层底部的入射波,采用有限元方法进行覆盖层地震响应分析,就能得到考虑断层破裂过程的地震动数值模拟结果。这种方法可以大大减小计算区域,从而提高计算效率。本文对基于位错源得到的均匀弹性全空间的解析解和有限元法的结果进行了比较,验证了该方法的计算精度。     

考虑地震位错引起的大地水准面形变的源参数反演

本文首先讨论了地震位错引起的参考系,即大地水准面形变问题.给出了位错引起的大地水准面高和垂线偏差的变化,以及大地水准面高随位错面倾角变化等数值结果.在进一步考虑大地水准面形变的条件下,给出用表面视位移和重力变化资料反演位错模型参数的处理方法,以及用于确定唐山地震源参数和大地水准面高的变化的实例.研究结果表明,在使用大地测量资料进行地震位错模型参数反演时,考虑大地水准面形变不仅在理论上更加严格,而且在实际应用中也确有意义.      

向错-位错组合模型模拟渭河盆地地壳水平变形特征

基于向错-位错组合模型模拟渭河盆地内主要断层的滑动与转动运动变形,通过数值计算获得断层滑动及转动变形引起的地表水平位移,并与盆地内实测GPS水平位移进行了对比。结果表明:采用向错-位错组合模型能够完整地描述断层实际的滑动与转动运动变形状态,组合模型模拟断层滑动与转动引起的地表水平位移与实测GPS水平位移,无论在量级或是运动趋势上均具有较好的一致性特征。     

球体和黏弹性球体位错理论在尼泊尔Ms8.1地震中的应用与分析

本文利用球体位错理论和黏弹性球体位错理论,基于USGS发布的尼泊尔地震断层滑动模型,分别计算该地震造成的同震水平和垂直位移场,两种位错理论计算结果高度吻合,且都与实测GPS同震位移在空间分布和量级上具有较好的一致性,表明了两种位错理论的可靠性和实用性.为了更好的比较和分析这两种位错模型,分别模拟尼泊尔地震同震水平和垂直位移场,两种位错模型模拟结果均验证了尼泊尔地震主要以逆冲滑动为主,该次地震造成的水平位移较大,地震造成的南北方向上的水平位移最突出,且集中在加德满都附近区域;但模拟结果也存在差异,在近场两组结果水平位移和垂直位移差异占同震信号的不足3%,在远场两组结果的水平位移差异占信号的5%～9%左右,而垂直位移差异占信号的比例普遍在10%以上,显示出地球的黏滞性对近场水平同震位移和垂直同震位移影响较小,对远场水平位移影响有限,但是对垂直位移影响较大,即表明在计算远场同震位移时应该考虑地球黏滞性的影响.     

南北地震带区域形变异常特征与地震关系研究

利用南北地震带及附近地区20世纪70年代以来的区域水准网和90年代以来的GPS监测网资料, 结合地质构造和监测区发生的多次6级左右及以上震例, 分析了震前区域性形变场异常的基本特征。 进而根据资料支持程度, 分别以GPS、 区域水准观测位移为地表约束, 以“973”项目活动地块划分结果为地质依据, 进行非震负位错模型反演计算, 研究了数值模拟结果反映的活动块体和边界断裂构造变形状态与地震的关系。 在此基础上, 定性与定量相结合分析研究了强震前区域性水平、 垂直构造形变异常特征及可能的机理, 初步总结了基于区域水准、 GPS观测与数值模拟的强震前区域构造形变异常的一些判据。     

位错引起的大地水准面变化

从动态的观点介绍了大地水准的物理意义。用数值分析方法计算了常见的几种断层位错导致的大地水准面局部变化的分布图像,并着 断层位错的倾角与大地水疰同变化 之间的关系。     

球体位错理论计算程序的总体设计与具体实现

本文详细介绍了球体位错理论计算程序的总体设计思想、 各类配套文件的具体内涵以及各类输出文件的物理含义, 同时介绍了程序的使用方法和注意事项, 为读者独立使用该程序提供参考。 球体位错理论计算程序主要由三部分组成: ① 位错格林函数计算程序, 基于具体的球对称地球模型提供离散的二维格林函数数值框架; ② 积分计算程序, 对离散的格林函数数值框架进行双二次样条插值运算, 并对四类独立位错源对应的格林函数进行适当组合, 从而计算出任意位置任意类型震源在地表产生的同震变形(含位移、 应变、 重力变化和大地水准面变化); ③ 辅助文件, 用于提供发震断层模型和计算点位信息。 一般情况下, 读者不需要理解位错格林函数计算程序和积分计算程序, 只需要对辅助文件提供的信息进行针对性改动, 就可以计算目标地震在目标观测站引起的同震变形。