断层活动应力轴的确定及首都圈应力场

本文从应力应变关系的基础上给出了利用断层形变资料计算断层活动的水平主应力方向的公式,并用邢台、唐山和海城的地震断层形变资料求解了主应力方向,其结果和震源机制解一致。还用首都圈跨断层资料计算了水平主应力轴,结果表明主应力优势方向为ＮＥ５０°～ＮＥ７０°,近１０年来总趋势无显著变化     

冰川消退能触发北美洲的地震吗？

用球形自引力的粘弹性地球模型计算了北美洲由冰川运动引起的岩石层应力和断层稳定性的空间和时间演变过程。对3个距前冰川边缘不同距离的地点进行了地震活动性突然增强的起始时间、断层失稳模式和不稳定性量级的研究。结果发现:冰川卸载会触发冰缘范围内接近沙勒沃伊(47.5°N,70.1°W)和冰缘外的沃巴什峡谷(38.5°N,87°W)内的古地震。但是,离前冰缘越远,回弹应力衰减得越多,因此,在新马德里(36.6°N,89.5°W)所发生的M=8大地震不大可能是由冰川卸载触发的。     

唐山地震孕育过程的数学模拟——(二)地震孕育过程的数学模拟

选择北纬38°—41°30′,东径114°20′—120°20′范围为模拟地区,其中包括12条断层和一个硬块体,假定断层为不抗拉介质,在压应力作用下能承受剪应力。采用物理非线性有限单元法,模拟上述地区在压应力作用下的地震孕育过程。为了简化计算,化为平面应变问题。数学模拟结果与地形变和震源机制等资料较吻合,本文的主要结果为:(1)唐山地震孕育过程中区域应力场的时间变化。(2)唐山地震孕育体的形成过程。(3)震前主应力轴的旋转。(4)唐山地震的初始破裂区。(5)地温变化在大震发生中的突变性作用。     

断层带破裂过程与声发射特点的实验研究

本文从破裂特点、声发射特点及应力位移曲线方面讨论了软弱夹层与主压应力轴交角对断层带活动的影响。实验证明,当交角大于45°时破裂分为三阶段;主震前在断层带及其附近有大量前震,并且沿断层两盘发生较明显的位移,但交角小于45°时则没有     

海城地震前短期宏观前兆的可能机制

依据黄海、渤海及邻近地区的实测地应力结果,探讨了活动断裂的走向与区域最大水平主应力方向的关系。结果表明:如果活动断裂的摩擦系数基本相同,则在构造应力场逐渐增强过程中地区内走向为N52°E和N64°W附近的断层面上的剪应力将首先达到摩擦强度而产生滑动(粘滑或蠕滑);走向为N33°W至N21°E附近的断层则不易滑动。海城地震前的短期宏观前兆可能是在走向有利于滑动的断层面上剪应力较早达到断层的剪切强度(τ_(12)≥τ)而产生蠕滑的结果。     

2004年阳江MS4.9地震震源参数分析

利用广东数字地震台网的资料计算了2004年9月17日广东阳江Ms4.9地震的震源机制为:节面走向57°,倾角47°,滑动角69°,主压应力方向342°,倾角0°,主张应力方向252°,倾角75°,属逆断层性质;地震矩为1.69×1015N·m,应力降为1.7 MPa,震源半径为876 m.根据阳江地区震前22个ML＞2.5的中小地震震源参数,得到一些经验关系.S波拐角频率随时间的变化显示出Ms4.9地震前有下降趋势;阳江序列P轴方位角的变化显示出震前4个月应力开始趋于一致.     

利用GRACE重力和重力梯度变化估计2012年苏门答腊地震断层参数

2012年4月11日苏门答腊北部附近海域发生M_W=8.6地震,国际上采用不同数据获得了该地震的断层滑动模型,但断层走滑性质存在较大差异.卫星重力GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）观测覆盖震中区域,可以提供很好的断层参数估计约束.本文采用GRACE月重力场模型数据提取了此次地震同震重力和重力梯度变化,表明了北向分量的优越性.并与断层模型理论计算结果进行了比较,分析了T_xx（北-北向重力梯度）分量对断层参数的敏感性,以及基于粒子群算法以及Okubo位错模型反演了该地震断层参数.结果表明GRACE观测到的同震重力梯度变化在空间形态分布上与断层模型模拟结果符合较好,但振幅差异较大.重力和重力梯度的北向分量可以很好地压制条带误差,其中g_N（北向重力变化）和T_xx的误差最小,其次是T_xz（北-上向重力梯度）,误差最大和对条带误差抑制效果最差的是T_xy（北-东向重力梯度）.T_xx对断层的深度不敏感,对其余断层参数较敏感.基于GRACE反演得到的断层的走向角为113.63°,倾角为89.99°,滑移角为175.26°,平均滑移量为28.18 m,相应的矩震为8.71级,且此次地震的走滑性质为右旋走滑.     

1985年乌恰7.4级地震形变带

1985年乌恰7.4级地震在克孜勒苏河谷阶地上出现地表形变带,主要由地震陡坎、地震断层、地裂缝与挤压脊等形迹组成。长约15公里,最宽达800米。分布形态为一向东北突出的弧形形变带。逆断层走向近东西,倾向160°—210°,倾角30°左右,最大水平倾向断距约2米。正走滑断层走向340°—350°,倾向北东,倾角80°—88°,最大右旋水平位错为1.55米。走滑逆断层走向为280°—305°。倾向西南,倾角30°左右,最大右旋水平位移1.25米。挤压脊多呈东西向分布,最大缩短距离为0.4米     

印尼地区地震断层面上的海潮负荷应力特征

对印尼地区3574次M≥5.0地震震源断层面上的海潮负荷应力进行计算,研究了地震断层上的负荷应力随深度变化以及随断层倾角和走向的变化特征.结果表明,地震断层上的负荷正应力大于负荷切应力.逆断层上的负荷应力最大,其它依次为斜滑断层、正断层和走滑断层.倾角范围在0°—50°的断层上的负荷正应力随倾角增大有减小趋势,负荷切应力在30°—50°倾角范围的断层上较大.负荷应力随断层走向的趋势性变化不明显.不同类型断层上的负荷正应力和切应力在震源深度15km处均达到最大,之后随深度增加而减小.当震源深度小于40km时,断层面上的海潮负荷应力的量级与固体潮应力相当.因此指出,在潮汐应力对地震影响的研究中,对震源深度小于40km的海洋和沿海地震,除固体潮汐应力外还需要考虑海潮负荷应力的影响.     

美国加州兰德斯—莫哈韦地震带：一条新的断层系？

正如大多数20世纪美国加州地震那样,1992年6月28日7.4级兰德斯地震也没有发生在圣安德烈斯断层上。这次地震是过去50年间发生的6次M≥5.0地震中的最后一次,这些地震的震中和滑动方向限定了一条穿过莫哈韦中部地区长120km、走向N15°±5°W的地震带。这条地震带以前没识别出来,我们称它为兰德斯—莫哈韦地震带,它可能是一条与无数条老的走滑断层斜向交切的年轻贯通断层。根据一个简单的地块转动和新断层形成的运动学和动力学模型,这些老断层(可能还有圣安德烈斯断层弯曲段)由于走向变得不太理想,也许正逐渐失去其适应上地壳形变的能力。这一模型及其引起的有关地壳应力、地块转动以及新断层形成等方面的争论,涉及有关构造学、地震构造学、地壳形变、地震预测以及构造地质学等领域的一些尚未解决的问题。     

广州地磁台转换函数的长期变化和季节变化

本文全面系统地研究了1960——1987年广州地磁台转换函数的变化.结果表明:(1)季节变化的特点是夏季幅度大,冬季幅度小,具有12和6个月的主要周期成份;长期变化则表现以每年0.0025的速率下降.转换函数 B 的长期变化和季节变化不明显;(2)由转换函数 A,B 求出的帕金森矢量的方向明显地受海洋的影响,反映了海洋效应;(3)转换函数 A,B 的逐月值与地磁活动相关,而年均值与地磁活动无关.A 的年均值无明显的11年或22年周期.长期变化可能主要受地球内部电性结构的影响.      

模拟引潮力作用下的岩石破裂特征──加卸载响应比理论的实验研究之一

根据加卸载响应比理论，选用纵波速度作为响应参数，在实验室内，在模拟构造应力和引潮力的共同作用下，使岩石失稳破裂．在整个过程中测量纵波在岩石中的走时或速度，发现加卸载响应比Ｙ的值，在系统稳定时近于１；而在失稳前，逐渐增加，最大可达到１０．实验结果和理论预测曲线非常相近．认为可用纵波速度的响应比来表示岩石系统的稳定程度．     

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.     

“弹性回跳”前的微破裂活动与变形序列

本以两承压岩体相互作用系统作为“弹性回跳”地震模型，用损伤力学的方法研究了系统失稳即地震前位移速率、声发射等前兆规律与岩石破裂过程的关系，用差分法在计算机上求得了地震发生过程中的变形与地声序列曲线，研究发现在某些情况下出现地声相对平静是由于两岩体介质中某一介质体破裂而另一个介质体弹性恢复所致。     

岩体准静态运动失稳的 CUSP 型突变模型

为了研究岩体在水平力(N)和垂直力(P)作用下运动的稳定性问题,本文对简化的岩体系统建立了突变理论模型,用以定量描述引起运动失稳的应力条件.文中导出了系统的总势能函数表达式,证明了该系统可由 CUSP 型突变模型描述,确定了N-P 控制空间中使系统失去稳定平衡的分叉集 B.得到的主要结果是:对 N-P 控制空间中使岩体运动保持稳定平衡和失稳的区域进行了划分;分析了作用力的渐变导致状态突变的过程,和点(N,P)在控制空间的运动途径对岩体运动稳定性的影响;讨论了势能发生突变时,所要求的应力变化量级.并根据这些初步结果,讨论了地震过程的某些现象.      

X射线岩石CT的历史与现状

采用X射线CT技术无损探测岩石内部结构和裂纹演化过程 ,起源于 2 0世纪 80年代后期 ,由最初对CT图像的认识逐步深化为对岩石裂纹演化规律的分析和应用研究。基于室内岩石试件扫描断面的CT图像 ,目前在岩石变形破坏过程的实时监测、加荷条件多样化、裂纹演化规律性、裂纹宽度的定量测量、岩石裂纹三维图像重建、损伤演化与损伤变量分析、CT成果应用研究等方面取得了一系列进展。岩石CT面临的主要问题是如何获得各种试验条件下精确的CT图像及其成果的应用研究。岩石CT的生命力在于自身理论、技术发展和在相关领域的应用程度     

EXPERIMENTAL STUDY OF TEMPERATURE EVOLUTION AND IDENTIFICATION OF INSTABILITY POSITION OF PLANAR STRIKE-SLIP FAULT DURING PROCESS OF STICK-SLIP

Stick-slip of fault in laboratory accompanies change of temperature. Temperature change is not only concerned with sliding friction, but also with the stress state of the sample. In this article, we use infra-red thermal imaging system as wide-range observation means to study the temperature variation of different stages during the deformation of sample. The rock sample for the experiment is made of granodiorite from Fangshan County with a size of 300mm×300mm×50mm. It is cut obliquely at an angle of 45°, forming a planar fault. Two-direction servo-control system was used to apply load on the sample. The load in both directions was forced to 5MPa and maintained constant (5MPa) in the X direction, then the load in the Y direction was applied by a displacement rate of 0.5μm/s, 0.1μm/s and 0.05μm/s successively. The left and below lateral of the sample were fixed, and the right and top lateral of the sample were slidable when loaded. The experiment results show not only the temperature change from increase to decrease caused by conversion of stress accumulation to relaxation before and after the peak stress, but also opposite variation of temperature increase on fault and temperature decrease in rock during instability stage. Most important of all, we have found the temperature precursor identifying the position of instability through the temperature variation with time along the fault. It shows that rate of temperature increase of instability position keeps relative high value since the stage of strongly off-linear stage, and accelerates in stage of meta-instability. After separating the effect of friction and stress, we found that temperature increase occurs in the rock near the fault instead of on the fault, which means the mechanism of temperature increase is stress accumulation. Temperature of fault at the instability position does not increase, which means the position is locked. We speculate that the position of locked area on fault with high stress accumulation near the fault may be the future instability position. It is of significance of studying temperature variation during stick-slip to the monitoring of earthquake precursors. Heat caused by friction of earthquake needs long time to transfer to the surface and could not be detected as a precursor. While the stress of surface rock near the fault would change as the stress of interior rock changes, which could cause detectable temperature variations. The research purpose of this article is to find special change positions before instability. As the temperature variations are caused by stress and slip of fault, the results are also meaningful to analysis of stress and displacement data related to earthquake precursors.     

甘肃北山花岗岩裂隙几何学特征研究及岩石质量初探

文中以甘肃北山花岗岩中发育的构造裂隙(主要指节理)为研究对象,通过野外裂隙调查,应用传统的概率统计方法与分形几何学理论,利用Mapinfo,ArcGIS平台进行裂隙几何学参数(方位、长度、密度等)的统计、计算和裂隙网络的空间结构分析,研究花岗岩岩体中裂隙的几何学特征。并以此为基础,对甘肃北山花岗岩岩体质量优劣进行初步评价。结果表明:在10～200cm范围内,裂隙网络是分形的;5个测点裂隙网络的分维值分别是1.636,1.548,1.596,1.724,1.604。分维数D不仅能刻画岩体中结构面发育的数量,而且能反映结构面在岩体中分布的均匀程度和交切方式。因此,可以表征岩体的质量优劣,对岩体质量进行分级。按照分维所划分的岩体质量分级,北山花岗岩属于裂隙较发育、岩体质量等级一般的岩体     

THE STABILITY OF ROCK-VENEERED HILLSLOPES

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ　Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｈｉｌｌｓｌｏｐｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｒｅｍａｉｎｓａｎｅｌｕｓｉｖｅｇｏａｌｆｏｒｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ.Ｔｈｅｏｒｉｅｓｂａｓｅｄｕｐｏｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ,ｌｏｇｉｃ,ａｎｄｓｐ...     

在超声作用下岩石射气异常行为与微破裂特征

通过实验证实,超声作用可提高岩石射气水平,每经历一次超声振动,其射气水平都有更明显的增长;使用麦吉斯肯2型图象分析系统,首次对振动后的岩石进行了微破裂特征的定量分析,并得出微破裂的程度与振动次数有明显的正相关性;确认于超声作用下,岩石射气的异常行为与微破裂特征有本质的联系.但是超声振动时,岩石的射气强度不能作为预测地震震级的判据,而振动结束后,其射气能力并无改变.