细胞自动机的多重分形特征和动力学根源

用大量弹簧滑块组成的模型可以模拟地震的复杂性,本文以细胞自动机(CA)为数学工具,结合地震学和岩石力学的结果,考虑了能量的输入和损耗,进行了地震事件的数字模拟。对模型中输出的"地震"事件进行了时间和空间的多分形分析,并对自组织临界(SOC)状态进行了讨论,进而得到事件至少在时间域里的分布呈现出层次结构,符合自相似特征。本文的CA模型属于确定性的混沌系统,而对于处在SOC状态下的大量事件的频度和大小的统计与G-R指数律很好地吻合。结果表明,虽然自组织(SO)可能是更准确的地震表征,但SOC仍然是研究地震现象的很好的模式。     

细胞自动机的多重分形特征和动力学根源

用大量弹簧滑块组成的模型可以模拟地震的复杂性，本文以细胞自动机（ＣＡ）为数学工具，结合地震学和岩石力学的结果，考虑了能量的输入和损耗，进行了地震事件的数字模拟。对模型中输出的“地震”事件进行了时间和空间的多分形分析，并对自组织临界（ＳＯＣ）状态进行了讨论，进而得到事件至少在时间域里的分布呈现出层次结构，符合自相似特征。本文的ＣＡ模型属于确定性的混沌系统，而对于处在ＳＯＣ状态下的大量事件的频度和大小的统计与Ｇ－Ｒ指数律很好地吻合。结果表明，虽然自组织（ＳＯ）可能是更准确的地震表征，但ＳＯＣ仍然是研究地震现象的很好的模式。     

地震复杂性成因的数值模拟

以最简单的弹簧滑块模型为理论基础,由完全确定性的动力学公式出发,采用细胞自动机技术,研究模拟地震序列时、空、强复杂性的成因。当中公有非线性动力学因素时,模拟序列的时空强特征十分复杂,当引入弹性结构的不均匀性,模拟大事件的空间和强度特征明显受控于断层的不均匀性。由模拟结果推测认为地震的复杂性是由于地球的不均匀性和断层破裂的非线性动力学相互作用而引起的。     

细胞自动机用于地震偏移:数值模拟试验

利用细胞自动机模型进行了地震偏移处理的尝试．采用格子Boltzmann模型和三角形网格,以向下两个方向的粒子代表下行波,根据归一化的地震记录计算粒子数密度,在相应的时刻在代表地表的网格点上设定粒子数密度,以下行粒子在网格中的演化模拟波场延拓过程．粒子系统演化结束时即得到偏移后的波场图象．本文对一个常速介质理论模型进行了偏移处理,得到了满意的结果。     

影响地震活动性因素的非均匀细胞自动机模拟研究

基于细胞自动机模型,构建了由81×81个细胞单元组成非均匀二维单断层介质样本,研究了断层结构细观非均匀性以及相关模型参数变化对模拟输出结果和强度分布特征的影响。研究结果表明：结构非均匀性是影响地震活动性的控制性参量,随着非均匀程度的增强,地震事件数量增多,震级分布变得越来越均匀,破裂演化模式由相对“脆性”向“塑性”变化;介质结构的初始条件和应力加载的随机性对地震活动演化过程基本不产生影响。此外,应力降分配系数减小使b值主体线性段向大震级延伸;随着局部摩擦损耗系数增大,模拟地震事件的数量有所增加,大震级事件数量和震级衰减增强,b值主体线性区间变窄,使断层的变形破坏方式由相对“脆性”向“塑性”变化。这些对我们理解孕震过程的复杂性是有帮助的。     

影响地震活动性因素的非均匀细胞自动机模拟研究

基于细胞自动机模型,构建了由81×81个细胞单元组成非均匀二维单断层介质样本,研究了断层结构细观非均匀性以及相关模型参数变化对模拟输出结果和强度分布特征的影响。研究结果表明:结构非均匀性是影响地震活动性的控制性参量,随着非均匀程度的增强,地震事件数量增多,震级分布变得越来越均匀,破裂演化模式由相对"脆性"向"塑性"变化;介质结构的初始条件和应力加载的随机性对地震活动演化过程基本不产生影响,此外,应力降分配系数减小使b值主体线性段向大震级延伸;随着局部摩擦损耗系数增大,模拟地震事件的数量有所增加,大震级事件数量和震级衰减增强b,值主体线性区间变窄,使断层的变形破坏方式由相对"脆性"向"塑性"变化。这些对理解孕震过程的复杂性是有帮助的。     

基于大陆地震活动特点建立的简化动力学模型--细胞自动机模型

基于大陆地震活动的特点和已建立的由弹簧－滑块－阻尼器组成的平面网络非线性动力学模型研究结果,根据细胞自动机的原理,提出了对这类模型的一种简化模型－细胞自动机模型。其演化规则是根据大陆地震活动特点和从上述非线性模型中总结出来的,介质参数采用分维分布设定。将新建的模型应用于３０×４０单元组成的较大系统中,探讨了该模型显示的一些地震活动特点。     

摩擦时间依从的地震活动性细胞自动机模型

设计了一个改进的单断层地震孕育过程细胞自动机（ＣＡ）模型,通过设计外界通过 施加应力与模型间进行的能量交换和模型的细胞之间存在的非线性力学作用,试图理解地震 活动特性的力学机制．与早期细胞自动机模型相比,改进了参数的取值方式,将摩擦时间依 从的理论引进模型,使该细胞自动机模型更接近实际的孕震系统．研究表明参数取值方式对 人工地震序列和各细胞破裂事件的非均匀时间特性有重要影响,较小震级和较大震级范围中 的事件分别遵从明显不同的累积频度一震级关系．     

摩擦时间依从的地震活动性细胞自动机模型

设计了一个改进的单断层地震孕育过程细胞自动机（ＣＡ）模型,通过设计外界通过 施加应力与模型间进行的能量交换和模型的细胞之间存在的非线性力学作用,试图理解地震 活动特性的力学机制．与早期细胞自动机模型相比,改进了参数的取值方式,将摩擦时间依 从的理论引进模型,使该细胞自动机模型更接近实际的孕震系统．研究表明参数取值方式对 人工地震序列和各细胞破裂事件的非均匀时间特性有重要影响,较小震级和较大震级范围中 的事件分别遵从明显不同的累积频度一震级关系．     

用细胞自动机模型模拟地震活动过程的时空分布

本文基于Ｂｕｒｒｉｄｇｅ，Ｋｎｏｐｏｆｆ（１９６７）的弹簧滑块模型和Ｂａｋ（１９８８）提出的细胞自动化模型，结合一些基本的物理概念和一些已知的观测结果，构造了用于观察一定区域内带断层的细胞自动化模型，得到了与实际地震活动类似的时空分布规律，验证并肯定了一些地震预报手段。     

Dynamical Implications of Earthquake Modeling Using Stochastic Cellular Automata

Combining stochastic energy import and deterministic energy loss,this paper does digital modeling for earthquake events by using stochastic cellular automata(CA),and derives energy fractal dimension analysis and multifractal analysis for time sequences of "earthquake" events from this model.The preliminary results show that statistical energy-frequency distribution of many events yields to the classic Gutenberg-Richter relation; different energy initial statuses and propagation rules both influence the output of the model.The b value tightly correlates to model parameters.The complexity of earthquake phenomena essentially may be both stochastic and deterministic.     

利用非均匀细胞自动机模拟震级与应力降关系

为解释实际观测资料震源破裂过程与自相似(分形)模型的不一致性, 本文基于观测结果, 构建了由81×81个细胞单元组成二维非均匀断层模型, 并通过设计的细胞自动机模拟程序进行了模拟试验。 研究结果表明: 断层结构非均匀性是影响孕震过程特征的重要因素, 而且地震强度分布并非简单的自相似。 随着断层非匀质性增加, 破裂过程出现由相对的脆性破坏向塑性破坏特征变化的趋势。 利用细胞自动机不仅能较好地解释震级-频度关系中的大、 小震级段低头现象, 而且也可解释大震级事件具有相对恒定的应力降, 得到了与实际观测研究相一致的结果。     

南美西海岸(智利)地震科学研究回顾及其对地震监测预报的启示

智利俯冲带是全球地震活动最为活跃的地区之一,2010年以来已经发生了3次8级强震。本文在调研了该地区地震地质、历史地震、运动学特征等方面研究成果的基础上,梳理了其中与地震预测预报有关的观测现象,总结了相关科学问题的研究进展和认识过程。结果显示:(1)智利俯冲带历史地震记录丰富,基于现代大地测量的断层震间闭锁研究深入,近年来多次8级地震均发生在历史地震破裂空段和滑动亏损较大的强闭锁区;(2) 2010年Maule M_W8.8地震和2014年Iquique M_W8.1地震震前均有不同程度的前兆变化,Maule M_W8.8地震前主要是"一类空区"和"二类空区"的嵌套;而Iquique M_W8.1地震前还伴有b值持续降低,前震活动频繁,GPS时间序列瞬态变化等一系列短临异常变化;(3)同震位错和震间闭锁的空间分布显示智利俯冲带断层摩擦性质复杂;(4)孕震物理力学机制复杂,不同学者不同方法之间还存在一些认识争议。     

Ant-Miner算法改进及在地震预测中的应用

首先阐述了Ant-Miner算法的原理,然后从不同角度对Ant-Miner算法进行研究分析,并针对该算法的不足之处提出了相应的改进和优化方案.最后将经过改进的Ant-Miner算法应用到地震预测中.结果证明优化后的Ant-Miner算法比传统C4.5分类算法能达到更好的效果.     

Analysis of Seismic Risk by Using Site Earthquake Response Intensity

Based on the site historical earthquake data,a method of seismic risk analysis is presented.Once the frequency of earthquake response intensity and the relative value showed a logarithmic linear,the maximum similarity method would be used to obtain β,λ,and Imax,and also achieve the results of risk analysis on each site.At the same time,the "logic tree" method can be used to calibrate the uncertainty of the risk on each site.Then the final results of risk analysis indicate that this method is feasible,particularly for the sites showing intensity anomaly.     

日本兵库县南部地震灾害及其启示

本文叙述了日本兵库县南部地震的灾害特点，分析了灾害严重的原因及地震灾害以对政治、社会、经济、科学研究的影响，总结了应汲取的经验和教训。     

利用GIS进行地震滑坡分析

地震滑坡是由地震引发的一种十分严重的震害，它对人类生命财产所造成的损失是巨大的。地震滑坡事件是一个复杂的过程．影响因素多种多样，滑坡的形成机制十分复杂。为正确认识地震滑坡，以1920年宁夏海原大地震为例，利用GIS强大的空间分析功能，多角度、多层次地对地震滑坡的形成、发生、发展机制进行了研究。指出了用GIS技术研究地震烈度等对地震滑坡的影响作用、合理评价和预测某一地区地震滑坡发生的可能性。     

地震巨灾模型中的随机地震事件集模拟

地震巨灾保险是降低地震灾害风险的有效手段之一,而地震危险性分析是地震巨灾模型的主要分析模块之一。传统的概率地震危险性分析主要是基于潜在震源模型、地震活动性模型和地震动衰减模型等并采用概率方法得到场点的地震危险性值,该危险性表示的是未来所有地震对场点的综合影响。然而,在使用地震巨灾模型进行地震风险分析时需要用到单个地震事件对场点的影响,这就需要根据潜在震源区生成一系列单个地震事件,并计算每个事件对场点的影响。本研究采用蒙特卡洛方法,基于第五代中国地震动参数区划图中所采用的地震活动性模型(潜在震源区及其地震活动性参数),模拟符合我国地震活动时间、空间和强度分布特征的地震事件集。模拟时遵从的基本理论为:地震发生在时间上符合泊松分布,震级分布可用古登堡-里克特定律来描述,空间分布特征则用潜在震源区及其地震发生率来描述。模拟得到的地震事件包含以下参数:时间(年、月、日)、地点(经度、纬度)、深度、震级、断层走向以及衰减特征等。该模拟地震事件集可满足地震巨灾模型中地震风险分析的需求,已应用于我国地震巨灾模型中。