利用非连续变形数值方法研究块体运动及其应力场初探

依据非连续变形数值分析方法 (DDA法 )的基本理论 ,提出利用地壳形变观测资料解算块体运动及其应力场的“位移载荷法”,给出了相应的计算公式。根据断裂分布格局建立华北不连续块体模型 ,利用经过重心基准变换的华北 GPS网观测资料计算了块体的运动方向 ,结果与观测资料比较吻合 ,块体视应力场的计算结果反映了本区的应力场状况。初步研究表明 ,DDA是一种值得进一步深入研究的新方法。最后对存在的问题和应用前景作了阐述。     

中国大陆及其周边块体的现时运动、变形及其动力学解释

运用块体不连续变形分析方法 ,对利用GPS测量数据解算中国大陆及其周边块体的位移进行分析。结果显示 ,除块体 2、10、13为近东西方向的运动 ,块体 15为近北东向的运动外 ,其余块体均朝南东或南东东方向运动。同时 ,各块体还以各自的角速度绕其重心旋转。整个研究区在南北方向是压缩的 ,所得的最大主应力方向与利用震源机制解与原地应力测量的结果总的来说大体一致。最后 ,对产生中国大陆及周边块体运动与变形的动力源进行了讨论     

非连续变形正分析中的块体相互侵入问题研究

依据非连续变形正分析方法的基本理论，提出了一种考虑多块体运动系统中特定块体边界允许适量侵入的方法－－子矩阵高速法，并给出了相应的调整公式。以青藏块体东北缘及其周围地区为例，考虑特定块体边界不同程度的侵入，模拟得到：（1）考虑侵入后，的确使模拟的结果得到明显改善；（2）用子矩阵调整法考虑特定块体边界适度侵入是切实可行的。     

对青藏东北缘现今块体划分、运动及变形的初步研究

利用2维非连续变形分析方法（DDA），以位移代替围压作为边界约束力，研究青藏东北缘现今块体划分及其运动变形。根据该地区地质构造及地震活动，以GPS点测量位移作为模拟结果约束点，得出了较合理的块体划分模型和随时间演化的主应变分布图，并把应变高值区与近几年来发生的5级以上地震作对比，得出了研究区内地震危险性可能较大的区域。另外，对模拟的甘青块体与阿拉善块体的边缘带断裂左旋运动做了大概计算。     

据断层垂直形变确定华北活动块体边界

根据中国华北地区断层形变测量资料的系统处理结果和已知构造带的分布 ,给出了该区现今主要块体的活动边界 ,分别统计了不同区带断层垂直运动的平均速率 ,对其差异性进行了对比 ,并结合地震活动的空间分布进行了分析。结果表明 ,不同区带的断层活动差异性显著 ,断层测点分布条带与主要构造带或地震活动带一致时 ,其断层垂直运动的平均速率较高 ;在区块与条带相交或相邻的情况下 ,条带上比区块的断层平均活动速率明显偏高     

空间大地测量测定板块运动的新进展及其与地质学成果的比较

阐述利用空间大地测量测定和研究板块运动的基本方法、研究成果及最新进展 ,并和地质学方法进行了比较。结果表明 ,用地质学方法与用大地测量方法建立的板块运动模型参数在整体上具有很好的一致性 ,但对某些板块而言两者相差甚大 ,超出了模型误差的范围 ,其中 ,所有大地测量得到的太平洋板块速率都大于地质模型 ,极位置经度都偏小。不同作者利用空间大地测量建立的板块运动模型参数也存在着一定的差异 ,这种差异与所利用的数据类型、板块及其边界划分方案、测站的数量与分布状态及测站取舍的原则有关 ,尤其是与测站的分布及强变形 (非刚性板块运动 )测站的取舍有关。在研究区域性地壳运动时 ,采用不同的板块运动模型将会得到不同的背景场 ,从而会得到不同的区域运动图像 ,因此选择合适的背景场模型是至关重要的。     

地壳运动的参考框架

由于包括GPS测量在内的大地测量方法都属于相对测量，因此在用大地测量观测结果研究地表观测点的位移时，得到的位移图像与所采用的参考框架有关。介绍了WGS84系列和ITRF系列的两种全球参考框架，包括它们的定义、现实和维持的方法、两者间的一致性以及参考框架的转换。对局部变形分析提出了一种局部参考框架，并讨论了不同情况下参考框架的选用问题。     

基于大地测量观测的断层运动研究综述

以基于大地测量观测资料研究断层运动为主线,分析讨论地震大地测量观测资料在分析研究断层不同孕震周期运动模式中发挥的作用。回顾断层位错模型的发展,包括弹性回跳理论的提出、位错理论在描述同震、震间和震后形变中的发展应用,总结地震大地测量观测在判断断层孕震阶段中的应用,为断层地震危险性分析提供支撑。     

昆仑8.1级地震前青藏块体东北缘构造运动特征

利用青藏块体东北缘1993、1999和2001年的GPS观测资料和1980年以来的跨断层流动形变资料，分析了昆仑8．1级地震前青藏块体东北缘地区水平运动演变与断层异常活动的一些特征。结果显示：震前水平运动与变形强度减弱，断层形变异常发育。结合块体和构造研究认为，青藏块体内部8．1级大震的蕴育和发生，对块体边界构造区域影响显著；震后调整和应力转移可能加速块体东北部某些构造部位应变能的积累。     

相对于一组稳定点的位移的确定方法

在分析地壳变形时,除了要确定各构造块体间的相对运动外,常常还需要确定各构造块体本身的变形状态,为此介绍了确定某一个构造块体内的变形监测点相对于该块体内一组相对稳定点位移的几种方法,并用一个例子证明这些方法可得到基本相同的结果,因而可根据资料处理不同的需要加以选用。得到的这种位移可作为各块体变形分析的基础。     

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伽师地区强震群前后地壳运动变形的数值模拟

运用 DDA( Discontinuous Deformation Analysis)方法 ,用 GPS测量资料模拟了伽师强震群前后的地壳运动及变形的演化过程。模拟结果表明 :1994～ 1998年整个研究区域以南北向压应变增大为主 ,帕米尔东北侧和南天山的应变率较大。伽师及邻近区域有明显的南北向挤压为主的应力集中。若强制应力集中块体沿最大剪应力方向 ( NEE向 )破裂 ,在伽师地区会出现显著的应力降。相对喀什的速率场表明 :帕米尔与南天山有较大的南北向相对挤压运动 ,由于帕米尔向北运动的带动使塔里木块体有微弱的右旋运动。破裂后托特拱孜断裂和柯坪断裂出现相对左旋运动 ,能量有沿着断裂向北东东方向传递的趋势。     

青藏块体北部构造形变与玉门5.9级地震

依据GPS观测的青藏块体内部的水平运动以及跨断层形变观测结果的总体异常特征，对昆仑山口西8．1级地震引起的近期地壳运动变化特征进行了分析。结合中国西部的受力环境，讨论了青藏块体内部不同断裂带力学上的相互关联。认为2002年12月14日玉门5．9级地震与昆仑山口西8．1级地震之间存在着构造和力学上的内在联系，它可能是在昆仑山口西8．1级地震的影响下，青藏块体北缘地区相关构造局部应力场适应性调整的产物。     

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一种高精度数字地温测量系统

介绍了采用高Ｑ值石英测温晶体组成的高精度数字温度传感器。该传感器在高分辨率和宽温度范围内频率随温度的变化呈线性关系，其主要特点是抗干扰能力强及数字量输出。阐述了由单片机组成的测量系统，它对传感器输出的地温频率信号进行信息处理、数值转换并显示、打印及远距离传输。该系统除用于地温前兆观测外，还用于高精度机械加工的环境温度测量。     

青藏活动地块区运动与变形特征的数值模拟

利用二维有限元模型,以GPS测量的构造运动为约束条件,探讨了青藏活动地块在弹性应变积累过程中的运动与变形状态。模拟结果表明,青藏活动地块区在整体运动过程中,内部变形以大范围的分布为特征,其内部的应变分布和弹性应变能积累速率表明了Ⅱ级活动地块与活动边界带的显著变形差别：活动地块内部的应变和弹性应变能积累速率相对较小且分布较均匀;活动边界带上变形相对集中,应变和弹性应变能积累速率相对较高,并呈非均匀分布。这反映了青藏地块区内所含的各Ⅱ级活动地块的运动变形的整体性特征及彼此间的差异性特征,也揭示了活动地块构造通过边界带变形等方式对大陆强震的控制作用。     

GPS约束下唐山地区断裂带现今运动速度特征非连续接触模拟

以1999～2007年GPS观测结果为基础,使用二维接触有限元方法计算唐山地区主要断裂带的运动速度状态。模拟结果表明,现今地壳形变运动状态下唐山地区主要断裂带运动状态具有差异性。由于山海关块隆对唐山块陷的推挤作用,唐山断裂带以右旋拉张运动为主,同时在蓟运河断裂带位置处保持着快速的挤压应力积累,具有较高的地震危险性。     

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孕震断层的形变模型及其失稳判据

提出了孕震断层的形变模型，讨论了该模型的形变特征，给出了其失稳的临界条件。通过对失稳过程的分析，对孕震期作了新的划分，并给出了失稳临界条件的形变判据。指出：综合使用ＧＰＳ测量、跨断层短基线测量和固体潮观测，可以对孕震的时间进程实施追踪，并可对孕震的危险程度作出判定。