唐山地震孕震过程的数值模拟

本文用二维马克斯威尔粘弹性模型,模拟了唐山地震的孕震过程,探讨了唐山地震的力学背景与某些前兆异常的机理。研究结果表明:唐山地震震源体的形成可能是在定常边界力作用下,由于地壳介质的非均匀性,使弹性应变能在局部地区长期积累的结果。唐山断块区内可能存在坚固体所具有的高强度是造成应力差与应变梯度增大的决定因素,唐山地震前的许多异常现象与应变能积累到后期、地壳内发生岩石膨胀与断层蠕滑(相当于坚固体的软化)密切有关。     

探究地震发生的孕震过程--核燃料循环开发机构陆域地下构造的前瞻性研究

核燃料循环开发机构在力求探明地震发生机制的同时 ,于 1996年开始大力开发新的地震观测方法 ,即“陆域地下构造的前瞻性研究”。该项研究的题目有以下 3个 :1有关地震发生的研究 ;2地震与有关地下水动态的深地层综合研究 ;3活断层带的地壳活动研究。前两项在歧阜县南部的东浓矿山、后一项在该县北部的神冈矿山实施。 2 0 0 1年该项研究将进入第二阶段 ,下面简要介绍该项研究的有关情况。1　有关地震发生的研究1.1　研究目的在地震发生的孕震阶段 ,地壳深部部分岩石的微组织发生变化 ,当这种变化的程度和分布达到某一状态时便产生急速破坏 ,…     

武定6.5级地震孕震过程测震学特征

研究了1995年10月24日云南省武定6．5级强震前的地震活动性参数、空间分布图象、距震中135km的巧家台振幅比、波速比演化特征，结果表明武定6．5级地震孕育发生有明显的阶段性变化，经历了早期（1988年4月－1992年7月），中期（1992年8月－1995年3月），晚期（1995年4月－1995年10月）阶段的发展，最终发生了强震。最后应用岩石破裂实验结果，分析了武定6．5级地震孕震过程。     

孕震物理过程探索

本文根据非线性科学观点，从多分形、自组织临界现象和浑沌动力学等三个方面综述了地震孕育过程的动力学演化特征及其系统的不稳定性问题。     

孕震模式与地震前兆

问题的提出唐山地震前,我国地震科技人员从前兆观测资料分析中,注意到了京津唐地区有发生较强地震的可能。但是,震前没有能够作出短临预报。虽然有的单位根据前兆资料,提出过预报意见,但震级偏差太大。     

孕震期地震活动特征

国内外很多学者对大震孕育时期的地震活动特征已作过许多研究,本文试图在前人工作的基础上做些新探索,以寻求今后工作的方向.据前人总结,大震孕育期的地震活动有如下特征:①条带状分布:据我国地震工作者的研究,渤海、松潘、炉霍、大邑、马边等地震前,地震活动呈条带分布.     

1989年大同地震的前兆特征及孕震过程

自1976年和林格尔6.3级地震之后,晋冀蒙交界地区M_L≥4地震有一个由西向东总体迁移的过程,小震活动自1985年以后形成空区,1987年以后形成条带。最早的前兆异常开始于1985年前后,并分布在空区内。以一批断层位移异常为标志的中期异常开始于1987年5、6月份,还有少数地下水位及地电阻率异常,全部分布在空区外围。短期异常开始于1989年3月,以地下水动态、水化、地磁异常为最多,兼有测震、地形变异常,其中地磁异常主要分布在空区的内部及其边缘地区,其它异常沿山西构造带和燕山构造带延伸较远。本文根据地震活动及前兆异带演化的阶段性推测了大同地震的孕育过程。     

唐山地震前后的异常变化及孕震过程初探

本文概括了唐山地震前后各阶段异常变化的情况,指出了现象的复杂性及异常时空变化的图象和异常类型变化与强震事件之间的联系。唐山地震的实际观测资料给地震成因和前兆规律研究提出了一系列有待解释的问题。资料表明:应综合研究震源及源外更大范围内地壳深部和浅部的应力、地球物理、地球化学场的变化机制,建立符合观测实际的孕震过程和前兆成因理论,综合解释大地震前后震源及更大区域内异常变化的全过程,提取地震前兆信息。综合分析唐山地震的各种现象及地质构造条件,比较不同的理论,实验结果,可得出的重要认识是:产生异常复杂性的原因可能来源于前兆成因的多样性,并与复杂的地体环境有关。构造地震前在较大地区内显示的复杂前兆图象,可能是非均匀不连续地质体中多种局部力学过程的综合反映。文章分析了不同研究者室内实验的几种基本结果,认为可用非均匀不连续地质体在低应力状态下显示出相对均匀性及高应力状态下显示的不均匀性来解释唐山地震孕育和异常的发展过程。这可能是大陆内部构造地震孕育的一种基本过程。     

1990年共和7.0级地震孕震过程讨论

共和７．０级地震的发生及共和盆地内古地震遗迹的发现,说明共和盆地不属于低烈度区,其地震危险性是不容忽视的,在诸多学研究的基础上,分析了共和地震的构造背景,讨论了共和地震的孕震过程,发现该次地震的孕育经历了近２０年,并且可以分为长、中、短、临４个阶段,反映了地壳介质由弹性形变、朔性形变、硬化直至破裂的过程。     

孕震过程中地震活动时空不均匀性的研究

在大地震的长期孕育过程中,孕震区的地震活动一般都要经历一个加速增强过程和一个异常平静过程,显示出地震活动时空不均匀性的加剧。基于这一事实,本文定量地定义了描述确定区域地震活动空间不均匀性的两项指标,即地震频次不均匀度F_d和地震能量不均匀度E_d。在阐明其理论依据的基础上,以我国近十几年内发生的8个6—7级地震为例,总结了F_d的异常时间T_f和E_d的异常时间T_e与未来地震强度的相关性。由其相关性出发,对1987年1月8日甘肃迭部发生的5.9级地震作了检验,检验效果尚好。一系列震例的总结和检验说明:运用指标E_d、F_d定量地探讨和预报某一确定区域地震发生的可能性是可行的。     

孕震过程中地震活动时空演化的非均匀特征

运用刻画强震前中,小地震在时空分布上不均匀性的参量ＧＬ值的方法,系统研究了华北地区２８次Ｍｓ≥５．０中强震前ＧＬ≥１．０的高值异常在空间上的分布特征和时间上的变化特征,系统开展了该地区不同地震活动水平的计算震级下限,时间窗,空间窗的合理性研究。对计算中所选取的参数进行优化和修改;采用全时空扫描的方法研究,追踪华北地区历次中强震前ＧＬ值的异常变化。结果表明：华北地区８２％的中强震前约１～３．５年内,在未来震中的附近出现明显的高值异常区,地震多发生在异常区的边缘或附近。ＧＬ值异常区的时间曲线表明,异常持续时间为３～２５个月不等,异常持续时间优势分布为３～１４个月,约占总异常的７８％;异常结束后,地震发生的优势分布为０～１４个月,约占总异常数的８３％,由此认为,ＧＬ值方法可能成为华北地区中强震预测的一个较为有效的方法     

刚度效应与孕震过程

本文对刚性试验机及其理论的发展作了简要回顾,并将此理论运用于地震过程的研究。提出了新的刚度效应孕震模式,探讨了破裂介质与其周围弹性介质的共同作用对发生地震可能性的影响。其力学状态的失稳临界条件可表示为: k+λ≤0式中k和λ分别为两种介质荷载-位移关系曲线的切线斜率。 文中还对此刚度效应孕震模式的特点以及依据此模式进行地震预测的可能性作了新的探索。     

汶川地震和芦山地震的孕震机理及震前中长期地震危险性研究

运用非连续变形分析法与三维有限元法相结合的方法,以GPS资料作为位移速率和震源机制的约束条件,通过数值模拟研究了青藏高原及其东侧邻区构造地块的运动、变形、相互作用及其与近30年来发生于该区的大地震之间的关系。研究中引入了以应力与摩擦强度的比值定义的断层“失稳危险度”,通过数值模拟计算得到了研究区地壳块体边界断层的失稳危险度分布。结果表明,失稳危险度高的地段与近期该区发生的M_S≥7.0地震所在的位置基本一致,其中龙门山断裂带上包括汶川和芦山大地震的发震断层均为失稳危险度最高值地区。计算得到的应变率强度分布图显示,青藏高原东部边缘整条地带均为应变率强度的陡变带,特别是以龙门山断裂带上的陡变最为明显,其西侧应变率强度为东侧的近4倍,而且,这个带位于宽度相同、走向与龙门山断裂带走向相一致的高应变能密度带中,表明这两次大地震前,作为其发震断层的龙门山断裂带已积累了相当高的应变能,失稳危险度高,处于力学上的不稳定状态。模拟计算得到在上地壳层中,2001年昆仑山口西M_S8.1地震引起汶川、芦山地震发震断层的库仑破裂应力增加约0.016 MPa,相当于龙门山断裂带约两年的应力积累,也就是说,使汶川、芦山地震发震断层的失稳破裂提前了约两年。 此外,关于2008年汶川M_S8.0地震的模拟计算表明,汶川地震的发生也使包括芦山地震发震断层的龙门山断裂带西南段和东昆仑断裂带东南端的库仑破裂应力增大,应变能积累增强,这说明汶川M_S8.0地震的发生对已处于失稳危险度较高状态的2013年芦山地震和2017年九寨沟地震发震断层的提前失稳破裂起到了促进作用。      

统计物理,孕震过程及地震危险性（三）

2 在地震危险性估计中的应用至今我们已经集中讨论了如何解释地球上大范围的地震现象和孕震断层现象这一基本问题。在这一部分中,我们将考虑     

电磁辐射与孕震过程的初探

通过1994年青海共和的几次强余震和1999年河南县Ms5.1，玛沁Ms5.0，以及2000年甘肃景泰Ms5.9，兴海Ms6.6级地震前后平安电磁波资料的分析，总结了电磁辐射在进入短临阶段后的一些特征，得出了在孕震过程中电磁辐射异常与地震的关系，并初步探讨了地震电磁辐射源的形成与影响电磁辐射的可能因素。     

统计物理,孕震过程及地震危险性（二）

1 统计物理和孕震过程在这部分,我们将评析作为临界现象或自组织临界现象的孕震过程的许多物理模型的一些结果。在此之前,很值得讨论一下“模型”的含义。将自然物质中发生的     

统计物理,孕震过程及地震危险性（一）

地震活动的标度性表现出与统计物理中处于临界点及附近的其他复杂系统的显著的相似性。这导致了作为临界现象的孕震过程的各种物理模型的发展,包括由大量离散单元组成的物质中存在的局部非线性动力机制,表现出不稳定性和雪崩式过程的简化的流变性。特别是有人认为,地震可作为“自组织临界现象”的一个例子,类似于沙堆在持续地从顶部供应砂粒的情况下自然形成临界角的情况。在这个处于稳定边缘的状态下,雪崩能量的分布满足幂律,等价于古登堡-里克特频度-震级定律,并且其动力学行为对于动力学细节相对不敏感。在此我们回顾了以下几种不同尺度的模拟孕震过程的复杂物理模型的结果:(1)断层上的动态滑动;(2)断层扩展;(3)断层形成。每个物理模型都具有一些共同的特性,比如在常应变率构造加载作用下的动态能量流、强烈的局部相互作用和由动态的或固定的物体不均匀性产生的涨落。但是它们在假定的动力机制细节上和数值方法上差异显著。然而,所有这些模型都存在临界或近临界特性,定量上具有与所观测的脆性断层及地震的分维或多分维标度律相吻合的性质,包括古登堡-里克特频度-震级定律。有些结果对于动力机制细节很敏感,因此不是自组织临界性的严格例子。不过,这些不同的物理模型的结果具有一些普遍的统计特性,类似于在许多临界现象中所见的普适性。这些普适性在地震危险性概率评估的实际问题中具有重要意义。尤其是,各种自组织临界性(或近临界性)概念为在地震危险性评估中作为第一步的“稳态”的假定提供了一个科学基础。无论是在观测中还是在模型中,古登堡-里克特定律(能量或地震矩的幂律)只适用于有限尺度范围。相应地,频度-震级分布可以用能量或地震矩分布的伽玛函数来表示(其中包括了一个幂律和一个指数衰减的尾)。这允许频度-震级分布的外推和由所测地震矩或构造矩释放率来估计最大可信震级。对提出的其他问题的回答不太清晰,例如在有强烈局域相互作用的系统中预先作泊松过程假定有何影响,以及用光滑的多边形对多分维的震中分布进行分区的影响。有些模型的结果给出了可以作为主震前兆的地震活动性的预警图象。然而,无论在理论上还是在实践上,对于可靠的中期预测的可能性及有关问题,仍没有达到共识。     

孕震过程的数学物理模拟及其在地震预测研究中的应用

本文从大陆强震成组活动的事实出发 ,通过数值模拟和岩石破裂实验方法 ,对成组孕震过程中多震源体的地震活动所表现的基本特征及其相互作用和相互影响 (增减震机制 )进行了深入的研究 ,并利用数值模拟和实验分析结果对中国 2个典型地震活动地区 ,即华北地震区和川滇地震区的地震活动特征进行了解释 ,同时对地震前兆复杂性的产生原因和机制进行了初步探讨。地震活动具有空间不均匀性和时间非平稳性之特点。前者表现为地震在空间上往往成带、成区分布 ,后者则表现为地震活动在时间轴上具有活跃和平静 (高潮和低潮 )相交替的丛集特性。中国大陆…     

1906年玛纳斯7.7级地震孕震过程的数值模拟研究

根据玛纳斯 7 7级强震区的构造格架 ,利用三维有限元方法对 190 6年玛纳斯 7 7级地震的强震区进行了应力模拟研究。结果表明 ,玛纳斯地震的震源区不仅位于应力集中的部位 ,而且该部位集中的应力还会随着时间的增长而增大。数值模拟较好地再现了 190 6年玛纳斯 7 7级地震震源区的应力积累过程     

三峡水库地震孕震机理与未来地震趋势初探

以三峡库区区域地质构造、活动断裂及库区水文地质特点为基础,借鉴老一辈地震工作者对三峡地区地震地质活动的勘察与科研成果,阐述了蓄水后岩石的库水与地质相互作用对该区水文地质及构造的影响,浅释了三峡库区水库地震孕震机理;用三峡遥测台网及宜昌台定点地壳形变手段在蓄水前后的监测资料,对三峡宜昌库区水库诱发地震作了初步探讨及趋势分析。研究显示,库区地震活动的时空强频随着库区水体的变化而增强,并与活动断层空间分布呈一致性,具备水库地震的明显特征。预测认为:未来三峡宜昌库区的巴东-黔江与高桥断裂带、仙女山、九湾溪及天阳坪断裂交汇带,是诱发ML4.0～4.5水库地震的危险区。