泾阳5.2级地震前的加卸载响应比异常

正加卸载响应比是尹详础等人提出的一种中短期地震预报方法,这种方法通过测量地震加卸载过程中本尼奥夫应变的比率进行,可能反映了作用于断层的地球潮汐力引起的库仑破裂应力变化。当孕震系统处于稳定或线性状态时,加卸载响应比接近1,当孕震系统处于非稳态时,加卸载响应比大于1,通常在强震发生前,加卸载响应比会在震前出现几个月到几年的高值异常,这种前兆现象已被众多研究者多次观测到并以之作为地震预测的依据。     

地震预测新途径的探索

为了寻求解决地震预报问题的新途径,本文分析了各种现有主要地震前兆。虽然它们在地震预报工作中曾经起过,并且今后还将起着重要的作用,但是,毋庸讳言,现有的各种前兆与地震的发生都不存在唯一性的对应关系。这表明,到目前为止,还没有找出这些地震前兆和地震孕育过程之间真正内在的本质联系。 本文从岩石的固有特征及稳定性问题的本质出发,借鉴经典力学中的量纲分析与现代信息论的概念,提出了一个表征地壳力学稳定性的新的无量纲参数F_yF_y=1-M_p/M_o,其中M_p,为地壳材料加载时的广义切线模量,而M_o是其弹性模量。所以F_y表征着地壳材料在同一载荷增量条件下,在加载与卸载过程中力学响应的比值。这一参数正好反映了稳定问题的本质。 最后讨论了参数F_y的测量。地壳介质的加载与卸载可以通过固体潮来实现。由此引起的力学响应(广义位移)可以借助于多种现代技术进行测量,例如地面激光测距,SLR,VLBI和GPS等。     

未震空区与卸载地震

近年来,地震预报的地震学方法清理结果表明,利用地震空区预报未来强震有一定的效果,但是虚报率较高。作者研究发现,在一些没有发生地震的孕震空区周围,发生了某种“卸载地震”,以至终止了空区的孕震过程。文中总结了某些卸载地震的特点和利用对卸载地震的识别从而减少虚报的效果。卸载地震的作用有可能对其它无震前兆异常提供解释。     

加卸载响应比的数值模拟

用数值模型来模拟和验证加卸载响应比（ＬＵＲＲＬｏａｄ／Ｕｎｌｏａｄ　ＲｅｓｐｏｎｓｅＲａｔｉｏ）理论．编制非均匀各向异性材料宏细观损伤破坏程序,模拟固体材料在损伤破坏时的加卸载过程,证实了加卸载响应比理论的正确性．结果表明,ＬＵＲＲ这一反映地球介质临近破坏的指标,也可以用来预测材料的破坏．同时讨论了一些参数（如均匀程度和脆性程序）对ＬＵＲＲ的影响,发现材料越呈脆性,或越均匀,ＬＵＲＲ值上升得越晚,曲线越陡．该结果对用ＬＵＲＲ指标预测地震具有一定启发．     

加卸载响应比(Load/Unload ResponseRatio)、能量加速释放(AE/MR)的临界区尺度及地震预测

加卸载响应比理论的主要思路是：系统在稳定状态时加载响应与卸载响应的比值与非稳定状态时加载响应与卸载响应的比值是完全不同的。大震前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种现象可以用来对地震进行中期预报。同时，加卸载响应比理论和能量加速释放可能有相同的物理机制。为了验证这种地震预报方法的可行性，我们研究了几例发生在澳大利亚与中国，M5．0～7．9之间的地震，其中包括破坏严重的澳大利亚纽卡斯尔地震和中国的唐山地震。我们利用以震源中心一定范围内的数据计算了震前的加卸载响应比和能量加速释放的幂律拟合。能量幂律加速释放存在一组最佳的拟合，一定范围内加卸载响应比达最大值表明加卸载响应比也有一个临界区尺度。进一步讲，加卸载响应比与能量加速释放的临界区尺度是相似的。这些结果表明加卸载响应比与能量加速释放有相同的物理机制。进一步的研究可能会对这种物理机制提供更好的解释，同时也能对地震的中期预报提供理论基础。     

信息综合集成方法在短期地震预报中的应用

本文将地震过程视为一个复杂系统,随着孕震过程的发展,系统从平衡态向着远离平衡态方向发,不稳定性增大,并向着失稳态接近,这时大量前兆发生发展,复杂发生增加。文中应用系统科学中的信息集成方法分析前兆异常,确定异常综合,用统一的系统叁量概率合成、信息熵、有序度等作为系统由向非过渡的标志。结果表明,用信息综合集成方法分析后的异常反映了孕震过程演变到短期阶段。该方法为短期地震预报提供了较为可靠的依据,具有实     

加卸载响应比理论在以磁报震中的应用探索

加卸载响应比理论具有雄厚的物理基础，把它引用到以磁报震中，即有利于以磁报震工作的发展，也是对加卸载响应比理论应用的延拓。我们取太阳日照为加载，地磁垂直分量Ｚ为响应，研究了利用北京台１９７０－１９８６年资料所计算出的响应比与１９７６年唐山大地震的关系。结果发现１９７６年地震前约半年时间内的响应比明显高出其他各年。通过地震前后共１７年的资料分析，确认这正是地震前兆。     

加卸载响应比孕震积分在新疆地震预测中的综合应用研究

本文首先利用加卸载响应比孕震积分, 对2001年以来新疆境内南天山西段和喀什—乌恰交汇区发生的4次M_S≥6.0地震, 进行了震例检验。 结果显示, 孕震初期孕震积分在背景值附近波动, 变化平缓。 随着孕震程度的加剧, 孕震积分不断增加至峰值点, 快速回落过程中或恢复后发震。 我们还将加卸载响应比孕震积分初步应用到南天山西段的部分定点形变资料中, 对比分析了哈拉峻台、 乌恰台钻孔倾斜以及乌什水管仪、 伸缩仪和体应变趋势日均值与以台站为中心, 250 km为半径的加卸载响应比孕震积分时序图。 结果表明, ① 哈拉峻台和乌恰台区域内构造应力场应力处于不断加载的过程, 引起了定点形变资料速率的大幅度、 不稳定变化; ② 当构造应力场上的应力处于缓慢不断加载的过程时, 会引起定点形变测项速率方向发生改变, 表现形式为趋势异常; ③ 目前, 南天山西段构造应力场应力水平处于不断加载的过程。     

地表潮汐应变观测的响应比及特征

运用非线性系统加卸载响应比理论，研究了潮汐应变观测的响应比特征，解决了响应比理论应用中的两个基础问题：加、卸载荷的计算和潮汐前兆观测中加卸载响应比的计算模型选择潮汐应变观测中的一些潮汐和非潮汐的以及与孕震力学过程有关的信息为响应参量，在不同的加、卸载方式下对各种响应比的震兆变化及特征进行研究，研究结果表明，加卸载响应比只在非线性系统的输入与系统的失稳密切相关时，才显示出失稳的前兆特征，且主要表现为短临前兆。     

加卸载响应比理论若干问题的深入研究及其三维数值模拟

地震孕育过程的实质是震源区的损伤演化过程 ,这一演化过程是远离平衡态的不可逆过程。加卸载响应比理论从这一基本点出发 ,根据孕震区介质对加载和卸载的不同响应 ,提出了地震预测的新方法。本文对加卸载响应比方法理论和应用中的若干问题进行了较深入的研究 ,主要得到以下结论 :1 )从损伤力学的角度对加卸载响应比的力学机理进行理论阐述 ,通过加卸载响应比与损伤变量在宏观和细观上的密切联系 ,论证了加卸载响应比的物理实质是定量地刻划了非线性系统偏离稳态 (或逼近失稳 )的程度。而地震的孕育发生过程正是孕震系统的损伤演化直至失稳…     

量纲分析应用于地震预测的探索

加卸载响应比(LURR)的基本思路是希望能够通过刻画震源区介质的损伤程度,反映地震孕育的进程,从而预测地震.近30年来,很多人对加卸载响应比做了大量基础研究,取得了一系列新的进展.加卸载响应比在地震预测实践中也取得了一定的效果,异常区与地震发生的位置有较好的对应性,但是预测效果仍不够理想.究其原因主要是:在实际预测中对当地的地球物理情况考虑的不够.本文采用量纲分析与加卸载响应比结合的方法,综合考虑当地的地球物理情况,例如剪应变率和平均地震波能量等因素的影响.文中选取1970年以来发生在中国大陆的34个震例资料,通过分析得到了与发震震级和时间相关的无量纲量π₁和π₃,根据对实际数据的拟合,π₁和π₃均与震级成指数关系.在应用于地震预测实践时,首先根据LURR空间扫描结果选取异常区,然后确定异常区的地球物理参数,通过π₁确定震级M,再由π₃确定发震时间T.     

“泛西南”地区加卸载响应比异常及大震活动预测与追踪

21世纪初, 在中国西南及周边地区(本文称为“泛西南”)开始出现大面积的加卸载响应比(以下简称LURR)异常, 根据LURR异常演化, 我们于2008年首次提出该地区正在孕育着“超大地震”。 追踪研究结果显示, 孕震积分I_t于2012年7月达到峰值。 根据LURR与量纲分析方法结合得到的预测地震时空强的新方法, 我们预测: 2015年7月前后(±25月), 在“泛西南”地区将发生8级左右“超大地震”。 我们在2014年参加的两次会议上交流了这一预测结果, 2015年4月25日尼泊尔M_S8.1强震发生在预测范围内。 尼泊尔M_S8.1地震后, “泛西南”地区的加卸载响应比大尺度异常不仅没有消退, 反而更加增强。 I_t于2015年7月达到新峰值, 超过了尼泊尔地震前的水平, 因此, “泛西南”地区可能仍面临非常严重的地震灾害。     

美国西部地区加卸载响应比的时空扫描及其地震趋势研究

加卸载响应比理论是近年来提出的地震预报新方法, 在中国大陆地区的实际地震预测中取得了较好的效果。 为了研究加卸载响应比理论是否适用于不同地质条件的地震, 是否具有普适性, 选择了典型的美国圣安德烈斯断层带及其周围地区的地震作为研究对象, 计算分析了美国西部地区加卸载响应比的变化情况, 并对该地区未来的地震趋势进行了研究。     

LURR's Twenty Years and its Perspective

Seismogenic process is a nonlinear and irreversible one, so that the response to loading of a seismogenic zone is different from the unloading one. This difference reflects quantitatively the process of an earthquake preparation. A physics-based new parameter-Load/Unload Response Ratio (LURR) was proposed to measure quantitatively the proximity to a strong earthquake and then used to be an earthquake predictor. In the present paper, a brief history of LURR is recalled; inspection of real earthquake cases, numerical simulations and laboratory studies of LURR, prediction efforts in terms of LURR, probability problem of LURR and its prospect are also expatiated.     

地震预报可能性的物理分析

分析了岩石的破裂过程,认为地震是非线性系统失稳的结果,加卸载响应比反映了岩体趋近应力峰值的程度,其异常仅标志着某地区具有发生地震的危险性,指出临震预报的困难在于地震往往发生在应力峰值之后,同时还讨论了临震预报的可能性。     

加卸载响应比与震前应力积累模式研究

加卸载响应比是一种中短期地震预测方法.按照该方法,通常在大地震发生之前加卸载响应比时间序列会出现明显的异常高值.早先的研究发现,震前临界区域的选择对加卸载响应比的计算有很大影响.我们发展了一种使用震前应力积累区域取代传统圆形区域计算加卸载响应比的算法,提高了加卸载响应比的地震预测能力,其震前库仑应力场分布采用地震断层位错模型将同震滑移量反向滑移的方法计算.美国南加州近20年来发生的4次M6.5地震以及2008年中国汶川MS8.0地震的研究事实表明,使用库仑应力算法得到的加卸载响应比时间序列,前兆变化相对于圆形区域算法更为明显,且对目标地震的位置、震级预测更为明确.库仑应力算法的这一独特性质,使我们可以针对不同地区的活动构造特征对未来地震发生的地点和大小提供信息和约束.     

加卸载响应比在震后趋势估计和震前中短期预测中的应用

以加卸载响应比方法在青藏高原北部地区几次中强地震预报中的应用为例 ,讨论了天然地震序列下样本条件对加卸载响应比Y值的影响 ,探讨了该方法在震后趋势估计和震前中短期预测应用中的若干问题 ,以探索提高响应比方法预测地震的成功率 .     

地震临界区域尺度与地震预测

地震临界区域尺度的界定对于地震前兆研究有着重要意义。通过加卸载响应比(LURR)及震前矩张量加速释放(AMR)两种模型对地震临界区域尺度进行了分析。采用不同半径区域内地震事件的Benioff应变分别计算LURR和AMR时间序列,震前引起时间序列异常变化最明显的半径尺度所定义的区域就是最佳地震临界区域。华北地区M>5震例研究结果显示两种模型所得到的最佳地震临界区域具有明显的一致性,最佳临界区域半径与主震震级之间统计的线性关系斜率约为0.34～0.36。研究结果表明通过不同预测模型可以较为定量的评价地震临界区域尺度,从而为地震预测研究提供依据。     

一种将GPS观测应用于地震中短期预测的简单尝试

本文尝试采用一种类似于加卸载响应比的简单算法将GPS观测应用于地震中短期预测.算法根据孕震区域在不同阶段的加卸载响应比变化判断未来地震的发生趋势:当地壳处于稳定状态时,得到的时间序列在1.0附近波动;而在临近地震之前会出现明显的异常高值.以2004年美国南加州的Parkfield地震为例对方法的有效性进行了研究,发现在地震发生前半年左右震中附近GPS台站得到加卸载响应比时间序列都发生了比较明显的异常变化;而一些距离震中较远台站却没有观察到类似的异常变化.这可能反映了孕震区地壳介质稳定性的变化,表明通过处理GPS观测资料可能获得新的地震前兆异常.     

加卸载响应比──一种新的地震预报方法

引入一个能够定量反映非线性系统不稳定程度的新参数──加卸载响应比Ｙ，这一参数可以用于地震及其它地质灾害的预测．对里氏震级４-８级地震进行后验性震例检验的结果表明，８０％以上的震例，在地震前Ｙ值均显著大于１．这一方法已预测出几次发生在中国大陆的中强地震及１９９４年１月１７日的美国洛杉矶６．６级地震．