华北大震序列的断裂系模式及破裂过程的联合反演

本文从断裂系扩展的角度,研究了华北邢台、渤海、海城和唐山地震序列的发生过程.通过对前震-主震-余震地震活动图象的剖析,我们发现,这些地震序列是由不同长度、不同几何分布的相关断裂系相互作用和扩展的结果.根据地震活动图象和断裂扩展理论,对每个地震序列提出了相应的断裂系模式,并用断裂有限单元法将震源机制、地震活动图象的分期变化和大地形变等观测资料相结合,进行联合反演,再次对断裂系模式的几何和力学参数进行了修正,从而得到各个地震序列破裂过程的最佳结果.同时我们还发现,一个走滑大地震序列临近结束时,地震活动图象的总体轮廓呈现Z形.这是由于断裂系内的拐折扩展分支相互作用和连通成为一体的结果,这种总体Z形的出现,可作为地震序列结束的标志.     

澜沧-耿马地震序列的非均匀断裂系破裂模式及弹塑性断裂计算方法

分析了澜沧-耿马地震序列的各种观测资料和结果,提出了一个能更好模拟该序列的非均匀断裂系破裂模式.在该模式中,不仅主断裂是由非等长、非同向、非共线的断裂组成,而且应力场和介质也是非均匀的.为了研究非均匀断裂系扩展过程,分别研究了弹性和弹塑性情形的断裂准则和计算方法,进一步发展了研究地震破裂过程的正、反演方法.     

澜沧-耿马地震序列的非均匀断裂系破裂模式及弹塑性断裂计算方法

分析了澜沧-耿马地震序列的各种观测资料和结果,提出了一个能更好模拟该序列的非均匀断裂系破裂模式.在该模式中,不仅主断裂是由非等长、非同向、非共线的断裂组成,而且应力场和介质也是非均匀的.为了研究非均匀断裂系扩展过程,分别研究了弹性和弹塑性情形的断裂准则和计算方法,进一步发展了研究地震破裂过程的正、反演方法.      

唐山地震序列的构造过程

本文采用地质构造、地震活动图象、震源机制资料综合分析方法,对唐山地震序列主要的构造过程进行研究。其结果表明,唐山地震序列是一个由多条断裂参加并逐次活动的复杂构造过程。先后显示活动的断裂及其错动性质是:唐山断裂带右旋剪切、蓟运河断裂左旋剪切、滦县—乐亭断裂右旋剪切、卢龙断裂右旋剪切。北西向蓟运河断裂与唐山断裂带构成一对共轭剪切构造。沿唐山断裂带的主震破裂面由初始阶段的北北东向北东—北东东和南西方向扩展,形成不对称的“S”形曲面。与现代地壳应力场最大剪切应力方向不完全一致的先存断裂的活动和地震破裂面转向扩展,是序列震源机制解P、T轴取向离散的主要原因之一。     

研究地震破裂过程的一种新的方法及其应用

本文研究了1981年1月23日发生在四川道孚的Ms=6.8级地震和1983年2月13日发生在新疆乌恰的Ms=6.2级地震以及与它们相连系的有关地震的破裂扩展过程。本文除用体波资料研究外,主要是从断裂扩展和终止的角度,用单断裂和断裂系的力学模式从理论和试验方面分别模拟了这些地震破裂扩展的全过程,并研究了这些地震序列本身以及它们和周围地震的空间分布关系。因此提出了能更可靠地确定地震破裂面的几何尺度,确定地震断层的活动段和闭锁段的位置和长度的一种新方法,简称为扩展过程的拐折点方法。该方法还能解释和判断在不同断层部位发生的那些地震所具有的震源力学特征。并初步将该方法应用于鲜水河断裂带的地震趋势分析。      

邢台Ms≥5地震的时空分布及其机制

本文研究了邢台Ms≥5地震的时空分布图象。结果发现:不同时间段的Ms 5地震的活动部位不同,活动的区域互不重复。邢台地震序列有着特殊的扩展、交替、平衡的活动图象。根据M 4地震的时空分布,其结果是相似的。文中简单地讨论了各阶段活动图象产生的机制,并对序列时间分布的规律做了总结。     

1989年巴塘6.7级震群的复杂时－空扩展和震源力学机制a

研究了1989年巴塘地震序列的复杂时空扩展图象和震源机制;根据现场观测资料, 分析了强震前后水准观测反映的震区断层运动;从给出的巴塘震群的简化震源力学模式, 讨论了这次群发强破裂过程与不规则雁行震源断裂系的障碍扩展及分叉有关。      

断裂系扩展过程与地球物理场变化特征的实验研究

给出了判断断裂之间有无相互作用的力学判据.为了研究断裂间相互作用对地球物理场的影响,对若干类常见断裂系的扩展过程及扩展过程中的声发射b 值和波速变化进行了模拟实验研究.结果表明,各种断裂系由于相互作用的不同,扩展过程,声发射b 值和波速度化均有明显的不同特征.     

断裂之间的相互作用和应力场计算

分别用有限元和边界元分区算法研究了压应力作用下断裂之间的相互作用问题。提出了区别独立断裂和断裂系的力学判据和计算方法。对若干几何排列的断裂组, 计算了存在相互作用的长度与间距比值条件, 并计算了相互作用对位移场、应力场和应变能分布的影响, 还重点讨论了共轭形断裂系和共轭地震的关系。      

山西大同震群序列的震源力学特征和有限元数值模拟

统一研究了1989－1993年期间发生的大同震群活动特点及主要地震的震源机制和破裂过程．为了模似大同震群的震源力学特征，从断裂扩展的角度提出了共轭形断裂系破裂的力学模式，并给出了位移场、应力场和应变能分布的有限元计算结果．此外，还着重讨论了三次大同地震高潮期前记录的地热前兆现象．      

唐山地震破裂过程的雁行断裂模式及理论和试验的模拟

按照重新定位后的震源位置及更多的补充资料,重新计算了唐山地震序列中主要地震的震源机制.用新方法和原有方法重新测定了主要地震的破裂几何尺度和震源参数.并进一步研究了1976年至今的余震活动性. 新结果指出,两个7级以上地震的震源机制更加相似,破裂方向也几乎相同.Ms=7.8地震的破裂长度在77——87km之间.它东北端的破裂终止点是在榛子镇稍南而不是芦龙附近.根据新的结果,本文提出一个非等长雁行断裂力学模式.理论和试验结果指出,新模式能更好地模拟唐山地震的破裂过程,并能较好地解释那些用已有模式不能解释的观测事实.      

华北东部地区的共轭地震破裂与地质构造

本文研究了华北东部地区地震与地质构造的关系。对该地区１９６６－１９７６年发生的５次强震的震源机制、地震形变一、余震活动、极震区等震线、地形变制量资料进行了综合分析，发现华北东部地区地震破裂具有在强度上不对称的共轭剪切破裂特征；地震破裂相对于地质构造具有突出的新生性。     

1966年以来华北地区一系列七级大震破裂过程的数值模拟

用非连续变形分析方法(DDA+FEM)数值模拟，在华北地区各地块相互制约的块体系统环境中，地块边界断层上发生1966年邢台地震、 1969年渤海地震、 1975年海城地震、 1976年唐山地震等不同类型破裂模式大震的破裂过程. 数值模拟结果给出每个大震释放的主应力场，最大剪应力变化等值线图，地震前后位移变化矢量图，发震断层滑移随时间变化以及走滑错距和应力降等震源参数. 这些结果与地震的震源机制，用地震波资料研究得到的震源参数,宏观等震线,地表观测的水平位移矢量图基本一致. 其中1969年渤海地震正交破裂模式的结果与宏观等震线及小震分布图像更接近. 1976年唐山地震复杂震源模式与该震早期余震分布图像更相符. 表明用DDA+FEM方法进行数值模拟研究，能较好地模拟地震破裂过程.     

唐山地震的破裂过程及其力学分析

由 P 波初动符号资料在 DJS-6机上计算了主震及17个较大余震的断层面解,并按照有限移动源模式测定了主震及三个最大余震的震源参数.主震是发生在一个近似直立的右旋走滑断层上,走向 N30°E,破裂方式为不对称的双侧破裂,以2.7公里/秒的平均速度向北东传播70公里,向南西传播45公里.测定的主震震源参数例如平均位错136厘米,地震矩1.24×1027达因·厘米,应力降12巴等.大多数M_L>5.0的余震是发生在主破裂面附近及主破裂面两端的扩展分支上,该扩展分支位于膨胀符号区并与主破裂偏离80°左右.较大余震的多数亦集中在这两个扩展分支上.本文试图从理论上分析这种断裂扩展的力学特征.对于脆性材料的复合变形情形,破裂不再沿原来平面扩展,而是与原来平面偏离一个角度的另一面内扩展.并提出一个力学模型,计算了断层扩展角,计算结果与观测事实比较吻合.根据以上结果,本文讨论了唐山地震特点及发生的力学条件,认为唐山地震不同于发生在大断层上能用粘滑机制解释的那类地震,它和海城地震类似的是,除水平应力场作用外,还可能有地下物质的变迁,由于这种变迁使局部地壳受到垂直力.它和海城地震不同的是,它发生在一个比较均匀的脆性介质内,因而能够积累能量发生大震而没有前震.      

强余震的断裂力学机理

一、裂纹扩展的方向利用应变能密度理论,结合裂纹闭合的作用,研究混合型裂纹的扩展。在考虑裂纹闭合的影响时,我们仿照Mclintock和Walsh (1962)的思路,研究直的裂纹。薛昌明根据应变能密度理论研究混合型裂纹失稳扩展的问题。这个理论在裂纹扩展方向上给出比通常所用的最大拉应力理论更合理的结果,而且不必计算能量释放率就可以得     

板内逆断层地震破裂的基本特征及分段标志研究

通过对１６ 个板内逆断层地震的基本类型、构造环境、地震地表破裂尺度、几何形态、运动学特征及余震分布图像的研究分析,较系统地归纳了板内逆断层地震破裂的基本特征及分段标志．研究表明：（１） 逆断层破裂往往沿走向延伸较短,常表现为二维面状分布形态;（２） 地震断层未出露地表或仅有部分出露地表;（３） 逆断层地震破裂较走滑断层和正断层产生的地震破裂更为复杂,不仅表现在构成整体破裂带的各个单条破裂的力学性质差异方面,而且表现在几何结构方面．     

2010年青海玉树7.1级地震发生的构造背景及其动力学分析

为了解2010年4月14日青海玉树7.1级地震活动背景和构造背景,探讨其发震的动力学过程,综合历史和现代地震资料,通过对玉树地震发震前的青藏高原东部地震活动特征分析,探讨了地震活动的大尺度时-空图像与玉树地震孕育发生的关系,研究其发震构造、震源机制解、余震分布和余震序列特征,从而综合探讨玉树地震发生的动力学背景和过程.结果表明,玉树地震的发生不是一个偶然事件,而是地震活动和构造运动的必然结果,是地震孕育和地球动力学过程的必然表现.     

地震断裂系统的分形和在地震预报中的应用

本文基于地震断层具有自相似结构,从分形概念出发,依据地震资料提出了适合于前震和余震的分形模型,在此基础上讨论了前震和余震的b值特征,提出了地震矩不均衡度的概念。本文还探讨了利用分数维和地震矩不均衡度进行地震预报的可能性。研究发现,正常情况下,地震矩不均衡度呈现低值,大震发生前出现高值异常,震后降低;在空间上,震前2—4年其异常范围大,震前一年异常区逐渐缩小,大震发生在异常集中区内或其边缘。     

A Review of Earthquake Statistics: Fault and Seismicity-Based Models, ETAS and BASS

There are two fundamentally different approaches to assessing the probabilistic risk of earthquake occurrence. The first is fault based. The statistical occurrence of earthquakes is determined for mapped faults. The applicable models are renewal models in that a tectonic loading of faults is included. The second approach is seismicity based. The risk of future earthquakes is based on the past seismicity in the region. These are also known as cluster models. An example of a cluster model is the epidemic type aftershock sequence (ETAS) model. In this paper we discuss an alternative branching aftershock sequence (BASS) model. In the BASS model an initial, or seed, earthquake is specified. The subsequent earthquakes are obtained from statistical distributions of magnitude, time, and location. The magnitude scaling is based on a combination of the Gutenberg-Richter scaling relation and the modified Båth’s law for the scaling relation of aftershock magnitudes relative to the magnitude of the main earthquake. Omori’s law specifies the distribution of earthquake times, and a modified form of Omori’s law specifies the distribution of earthquake locations. Unlike the ETAS model, the BASS model is fully self-similar, and is not sensitive to the low magnitude cutoff.