地震活动与矿井顶板事故影响关系统计分析

针对地震活动与顶板事故进行时空序列统计分析,得出两点新认识:(1)顶板事故与宏观地震序列有较强的频率对应,似乎是"遥相呼应";(2)相当多的顶板事故伴随有周边小震发生。推测部分原因是这些矿井位于地震带附近,部分原因是采矿卸压引发矿震,一些地震可能是宏观地震序列中的一部分。如果能够掌握,并加以利用,对于安全生产具有一定意义:对既定煤田,查找周边对矿区地应力影响强烈的地震带或断裂带,这些矿井顶板事故有可能成为周边地震带或断裂带的"应力窗",而地震带或断裂带的活动又成为煤矿地质灾害的"晴雨表"。在煤田大区,可以把顶板事故群发当作构造应力扰动的一种反映,作为大区构造应力扰动传入矿区,再与开采卸压作用叠加,引起地质灾害的证据。     

芦山地震前的重力扰动

继2008年汶川8.0级大地震“突然”发生后,2013年4月20日芦山7.0地震的“突然”发生,再一次表明大地震短临监测的重要性和迫切性。芦山地震后,对中国大陆构造环境监测网络（简称“陆态网络”）连续重力台站的重力观测资料进行了处理分析,首次发现震前存在两种不同性质的重力扰动信号,周期分别为8~11 s和6~8 s。其中,周期为8~11 s的重力扰动信号从大震前1天开始逐渐增大,并于震中距大于1 570 km时消失;周期为6~8 s的重力扰动信号从大震前7天开始逐渐增大,能够被所有台站监测到。两种重力扰动信号可能反映了芦山地震孕震过程的两个不同阶段,对进一步揭示芦山地震孕震机制具有重要的参考意义。     

地球低阶重力场系数J2异常变化与地震活动的关系研究

1992-2011年地球低阶重力场系数J2先后发生了两次异常变化,时间段约为1997-2000年、2007-2010年;根据中国地震台网（CSN）公布的地震目录,收集1990-2012年间发生在中国大陆MS≥3.0的所有地震资料,初步分析了J2异常变化与地震活动的关系。文中分别对浅源（深度范围0≤h≤70 km）MS≥5.0、MS≥6.0和中源（深度范围70≤h≤300 km）MS≥3.0、MS≥3.5、MS≥4.0地震总数进行了统计分析,建立了地震活动频次随时间变化的时间序列。文中将地震频次时间序列与地球低阶重力场系数J2长期变化作对比分析,结果显示：（1）浅源地震活动存在3个明显的峰值,第一个峰值和第二个峰值出现的时间段分别和“98异常”、“07异常”时间段吻合,第三峰值时间段和地球自转速率转变时刻吻合;（2）中源地震活动与浅源地震活动存在差异,前者仅存在两个明显的峰值,第一峰值出现的时间段和“98异常”吻合,第二峰值相对于“07异常”出现后移现象,然而小波多分辨率分析显示地震频次时间序列的小波细节系数发生显著变化的时段和“07异常”非常吻合;（3）中国大陆发生的7级以上的地震,62.5％位于J2异常变化期间、纬度集中分布于J2节点线35.3°附近。这些结果表明：J2异常变化可能会对中国大陆地震活动产生较显著的影响;地球自转速率转变的时刻对浅源地震活动产生较显著影响,而对中源地震活动影响不明显。最后从地球重力学以及J2变化与地球自转的关系方面分析J2异常变化与地震活动的关系。研究显示：1992-2011年间J2发生的两次异常变化的时间间隔大致为10 a,这和地球自转“10 a起伏”变化相吻合,这些结果对中国大陆地震孕育过程规律的认识以及地震预测研究具有一定的价值。     

华北热灾害链的结构、成因及强震趋势分析

华北地壳热活动强烈,重大自然灾害频发。华北自然灾害具有区域性、群发性、连发性、关联性特征,组成热灾害链。华北热灾害链的典型结构是跨年度干旱-异常路径台风-异常降雨-异常海冰-强震-异常降雨,受控于源于渤海和青藏高原的下地壳不均匀流动形成的 “热河”及其热能有规律地积累与释放,渤海放射状下地壳热流系统与地幔软流圈底辟作用有关。当前华北热灾害链已经有序演变到地震阶段,近5年内在韧性下地壳中6条“热河”的6个撞击区可能发生多个强震,流经辽东湾向北东方向流动的下地壳“热河”撞击区、临汾-太原-大同下地壳“热河”与流经渤海湾-通县-沙河下地壳“热河”的夹击区危险性最大,应当尽快系统监测与热流体有关的地震前兆异常,科学开展地震短临预测。查明华北韧性下地壳中“热河”的三维动态演变,系统梯级开发各条“热河”的热能资源,对于发展经济、减灾减排都具有十分重大的意义。     

新疆高山与盆地地貌分带的一些资料

下面发表的这篇手稿,可能是80年代袁老在整理其参加西北科学考察团阶段的笔记而写出的。可以看出,早在1927—1932年他就在地质考察中进行综合性的观察和纪录,他对天山—准噶尔盆地之间地貌分带的描述生动如画——“天山雪云常不开”“万里栏杆千丈冰”,锵锵有声——“隆隆震耳类似滚雷”,使你对皑皑白雪分布的山顶带和霜劈、冻土现象为主的崩塌带有如身临其境的感觉。往下是两级高山夷平面所构成的高、低草原带,它们之间以悬崖陡坎带相连,从生物和人类在这三带的活动来反映这三带的地形、植被和气候。再往下黄土开始出现;山前阶地十分发育;乌鲁木齐市所在的山前夷平面和由不同外力作用所形成的各成因类型沉积物堆积带……,它们表面的地貌特征、沉积特点以及生物状态,甚至看到风力剥蚀带所裸露的动植物化石、琳琅满目的风蚀石……。这些生动的描绘和深刻的分析,显示出袁老师的敏锐观察和丰富联想,是一篇宝贵的科学资料。     

硅藻质软岩的三维弹粘塑性模型分析

基于Perzyna的弹粘塑性理论的基本假设、粘塑性流动法则及殷建华和Graham的三维弹粘塑性模型,得出了在三轴应力状态下的本构关系表达式。殷建华和Graham的模型提出了“等效时间”,“瞬时时间线”,“参考时间线”,“极限时间线”等一系列新的概念。用三轴应力状态下的本构关系表达式对软岩的固结不排水三轴剪切试验进行了模拟计算,并与试验结果进行了比较。结果表明：数值模拟计算结果与试验结果几乎一致。该模型简单、实用、精度较高,可以模拟硅藻质软岩材料与时间有关的应力-应变关系、孔隙水压力与应变的关系,以及有效应力路径等。     

中国南海西北次海盆西北陆缘洋陆过渡区深水沉积体系特征

高分辨率二维地震资料显示中国南海西北次海盆西北陆缘（水深1 000 m及以下）发育如下深水沉积体系:珠江口盆地南部隆起区缓坡带（水深约1 000~1 500 m、坡度<1.2°）出露神狐南海山,该海山附近发育“海山相关等深流沉积体系”,可能受南海中层水循环（自西向东）底流控制;神狐南海山以南水深约1 500~2 500 m的陆坡区（坡度>2°）普遍发生坡移,发育“重力流滑塌体系”和“峡谷体系”,鲜见等深流沉积;下陆坡区（水深>2 500 m,坡度稍缓<2°）滑塌现象明显减少,主要发育“峡谷体系”以及“席状等深流沉积体系”,席状等深流沉积体系可能受分散的、流速较低的南海深层水循环底流控制。地震沉积记录显示,神狐南海山附近等深流侵蚀特征最早出现于晚中新世早期,其后至现今该区较稳定发育等深流沉积/侵蚀的加积序列,说明南海西北次海盆西北陆缘的稳定底流沉积/侵蚀可追溯至晚中新世早期。     

黄河上游地区地应力状态与地质灾害关系探讨

本文在广泛收集研究区相关资料的基础上, 以实测地应力值为依据, 对研究区的地应力状态进行了模拟分析, 进而对地应力状态与地质灾害的关系进行了探讨。得到如下认识:地震活动是地应力积累到一定程度而释放的结果, 强震活动一般发生在最大主应力方向与断裂走向呈锐角的部位, 地震活动往往发生在局部高应力区。崩塌、滑坡、泥石流灾害在空间分布上与最大差应力的高值区存在较好的对应关系, 但与最大主应力高值区则无明显的对应关系。      

雷州半岛与海南岛玻璃陨石-“雷公墨”的调查与初步研究

概述雷公墨是一种天然玻璃,常称为“玻璃陨石”,因为自古以来多认为是从天空陨落的。“雷公墨”这个名称最早为十世纪中叶唐朝刘恂所采用。现在雷州半岛的群众都称之为“雷公屎”,可能是因为常在雷雨冲刷之后暴露于地表之故。     

断层扰动下地应力场三维有限元约束优化反演

在分析复杂断层构造扰动下的区块G的多点实测地应力分布特点的基础上,通过建立符合研究区地质特点的数值模型,采用基于有限元法及数学约束优化理论的有限元约束优化反演法对研究区的三维地应力场进行了模拟,得到了与实测值吻合良好的结果。通过对反演得到的地应力分布特征进行分析,探讨了复杂断层对区域地应力状态的影响。研究结果表明：断层附近的地应力分布主要受其邻近断层的扰动影响,且受扰乱程度与断层的几何尺寸以及离断层的距离等因素相关;由于断层的扰动作用,断层附近地应力分布十分复杂,尤其是断层端部尖灭区的地应力分布更是如此,因此,有限“点”的实测应力值不能全面反映断层发育区地应力场的全貌,三维数值模拟是区域地应力场定量分析与评价的不可缺少的手法。     

煤矿灾害时空序列特征分析

中国70%以上的矿井灾害并不是随机发生的,而是沿着灾害矿井周边向其他矿井"扩散"。这种"扩散"既包括同类事故,也包括不同类型灾害;有些灾害事故还伴随周边地震活动。当然,也有一小部分灾害事故孤立发生。这些现象显示矿井灾害事故似乎存在一定规律,如果能够掌握并加以利用,具有多方面的意义:(1)各矿区进行统一、科学、合理的释放应力,制定更全面的卸压方案;(2)对于矿井密集的地区,每个矿区要了解周边邻近县市煤矿采掘点、构造应力场、区域应力场情况,在制定开采方案过程中,除了保证自身卸压需要,还要保证整个大区的应力平衡;(3)各煤矿大区需建立灾害通报机制,进行灾害预警,提前防范。彼此掌握大区灾害情况,以利于煤矿生产防灾、减灾。最后,文章提出了开展中场、近场地压监测的设想,并就地压监测与煤矿生产运行进行初步描述。     

黄土高原滑坡灾害形成动力学机制

滑坡灾害是威胁黄土高原人民生命和财产安全、城镇与重大工程建设与运营的重大地质问题。针对黄土高原滑坡灾害形成的动力学机制问题,在大量的调查统计、试验与理论分析基础上,总结得出区域构造应力是黄土高原滑坡高发的主要驱动力,它是滑坡分区分带群发的控制因素,是黄土滑坡的"第一元凶";边坡构造应力既造就了结构面,又不断地改造和松动着结构面,持续地肢解着边坡的完整性,它是单体滑坡形成的主要驱动力,是黄土滑坡的"第二元凶";黄土是一种特殊的结构土,具有极强的水敏性,在土体应力驱动下极易灾变,黄土的这种易灾特性是土体灾变的内在原因,是黄土滑坡的"第三元凶";大量的滑坡发生都与水有关,地表水大量渗入黄土浅表部,会引起浅表崩塌和溜滑灾害,而当水沿着微、细、宏观优势通道进入黄土深部后,就可能引起深层滑坡,因此,动水渗透作用是黄土滑坡的"主凶";工程扰动既会改变边坡原有的应力状态,进而扩展和松动已有的结构面,现今,工程扰动已经成为一种诱发地质灾害的重要地质营力,是黄土滑坡的"帮凶"。      

中国活动构造与环境灾害研究中的若干重大问题

活动构造与环境灾害是密切相关的。活动构造可以直接引起地质灾害,构造活动引发的地震又可以派生出一系列地质灾害,人类不恰当的工程活动还可以恶化地质构造环境而加剧地质灾害。在活动构造与环境灾害相关性研究方面,我国急待启动四大科学问题的研究工作:基于现代大陆动力学的中国大陆区域地壳稳定性分区评价研究;青藏高原隆升与地质灾害;活动断裂的工程危害及其防治;地质灾害的内外动力耦合成因机理。     

灰色聚类分析在地质灾害综合区划中的应用

地质灾害作为一种主要的自然灾害,其综合区划研究成为当前学术界重要的前沿课题。利用灰色聚类分析的相关理论,在确立评价指标体系原则及要求的基础上,建立基于区域多源信息融合的地质灾害综合评价指标体系和评价模型,对陕西铜川地区的区域灾害程度进行了定量评价并得到地质灾害的聚类区划图谱。该地区可划分为极重灾、重灾和中灾3大片区,所得结果与区域实际灾情基本吻合。研究表明,灰色聚类分析的数学模型可以实现区域地质灾害的定量区划研究。      

福建十年地震灾害与减灾

福建减灾十年(1989-1999)正处在我省地震活动十分活跃的时期,共发生4.0级以上地震16次,其中有6次地震造成了地震灾害,使我省经济损失达2.6亿元,人员伤亡412人,并对当地的社会生活和经济建设产生了消极影响。文章分析了本省地震活动特点与灾害特征,分析了造成本省地震灾害的主要因素和地震灾害不十分严重的原因。 在福建减灾十年中,省地震部门坚持以预防为主,依靠科技进步,发挥政府减灾职能,走综合防震减灾道路;认真抓好观测数据高质量产出,各类信息处理与综合分析,震后快速应急三个环节;积极实施全省综合防御地震灾害体系建设,闽南地区综合防震减灾示范工程已经在全国综合防震减灾工作中起到示范作用,福建数字遥测地震台网工程成为中国大陆第一个正式投入观测的全省数字化地震台网;同时加快了法制建设步伐,坚持不懈地进行地震知识的科普宣传教育,努力提高全民防震减灾意识。这些措施对减轻福建十年地震灾害取得显著收益。 为了减轻我省下世纪地震灾害,提出几个值得重视的向题,防患于未然。全省地震前兆台网必须彻底改造,建设高灵敏度、高精度的数字化前兆台网,引入新的观测系统,以期捕捉未来中强以上地震的前兆信息;关注未来城市地震灾害向题,应该开展城市地震灾害环境调查与研究;加强管理,对地震烈度     

Using Bayesian networks in analyzing powerful earthquake disaster chains

Substantial economic losses, building damage, and loss of life have been caused by secondary disasters that result from strong earthquakes. Earthquake disaster chains occur when secondary disasters take place in sequence. In this paper, we summarize 23 common earthquake disaster chains, whose structures include the serial, parallel, and parallel–serial (dendroid disaster chain) types. Evaluating the probability of powerful earthquake disaster chains is urgently needed for effective disaster prediction and emergency management. To this end, we introduce Bayesian networks (BNs) to assess powerful earthquake disaster chains. The structural graph of a powerful earthquake disaster chain is presented, and the proposed BN modeling method is provided and discussed. BN model of the earthquake–landslides–barrier lakes–floods disaster chain is established. The use of BN shows that such a model enables the effective analysis of earthquake disaster chains. Probability inference reveals that population density, loose debris volume, flooded areas, and landslide dam stability are the most critical links that lead to loss of life in earthquake disaster chains.     

中国地震次生地质灾害危险性评价

地震次生地质灾害主要指地震引起的崩塌、滑坡、塌陷、地裂缝、砂土液化。震级大于5级、烈度超过Ⅵ度的地震可能引发不同程度的地质灾害,震级和烈度越高,次生地质灾害越严重。本文根据中国历史地震次生地质灾害活动程度及发生条件,以地(市、区、盟)为单元,进行了危险性评价:高度和中度危险区主要分布在中国中部的陕甘宁川渝滇藏地区,形成一个大致NE向高危险带,其余大部分地区为轻度危险区。      

青藏高原多灾种自然灾害综合风险管理

青藏高原是中国自然灾害多发、频发重点区域,区内地震、滑坡泥石流、冰湖溃决、雪灾等灾种广泛发育,其灾害分布较广,灾损及其影响巨大,已成为高原经济社会可持续、健康发展的一个重要制约因素。高原自然灾害风险等级具有明显的空间异质性。整体上,地震、滑坡泥石流、冰湖溃决灾害高危区位于高原南部和东部边缘大片区域,该区域也是高原多灾种频发地带,许多路网和管网均处于该频发地段,其潜在危害巨大。青藏高原地形地貌复杂、气候变化空间异质性较强、冰冻圈发育,交通等基础设施广布,经济条件较差,这些因素形成了多灾种自然灾害发育的主要致灾因子和孕灾环境。高原受多致灾因子共同影响,各灾种承灾体多有重叠之处,亟须加强多灾种自然灾害综合管控研究。综合风险管控主导思路是决策者利用多灾种成灾机理研究结果,通过工程和非工程措施,以及各部门联防联控理念,全过程防范、减缓或规避自然灾害综合风险。具体综合风险管控策略如实时监测/观测、信息共享、部委会商、群测群防、防灾教育培训、保险承担、灾前规划。     

Natural hazards and disasters in Latin America

Natural hazards and disasters occur widely throughout the world. Disasters can be costly both in terms of human lives and property and ecosystem disruption. Higher death tolls in developing nations may be the result of poverty, rapid population growth, urbanization, and inadequate communication facilities. The purpose of this study is to show patterns of major catastrophic events in Latin America so that their impacts can be evaluated and compared.Latin America was selected because of the variety of recent events commanding wide attention: earthquakes in Mexico, volcanic eruptions in Colombia, hurricanes and floods in Haiti, and drought and mudflows in Brazil. Spatial and temporal aspects of natural disasters are presented in nine tables and 21 maps. The tables give selected disaster data by country for volcanic eruptions, earthquakes, landslides, and atmospheric disturbances from the 16th century to 1989. Most data is derived from disasters occurring during the 20th century and include number of events, people killed, people affected, and U.S.$ damage. Maps show environmental settings for disasters and allow detailed comparison among countries. Floods account for the greatest number of major events in the most countries, earthquakes cause the most deaths and damage, while droughts affect the most people. Peru surpasses all others in susceptibility to major disasters. Assessment of vulnerability to hazards, improved economic opportunities, and an increased social and political concern for poor people should help reduce future losses from natural disasters in Latin America.