加卸载响应比──一种新的地震预报方法

引入一个能够定量反映非线性系统不稳定程度的新参数──加卸载响应比Ｙ，这一参数可以用于地震及其它地质灾害的预测．对里氏震级４-８级地震进行后验性震例检验的结果表明，８０％以上的震例，在地震前Ｙ值均显著大于１．这一方法已预测出几次发生在中国大陆的中强地震及１９９４年１月１７日的美国洛杉矶６．６级地震．     

岩石非线性破裂的衰减特征

在实验室内，模拟了在构造应力和引潮力的共同作用下岩石失稳破裂的过程，记录了整个过程中不同应力条件下通过岩石样品的纵波波形曲线．以此为基础，分别在时间域和频率域计算了Ｐ波波列能量随应力的变化；并根据Ｑ值的定义，导出了接收到的波列的能量与岩石衰减Ｑ的关系式，从而计算出不同应力条件下相应的Ｑ值及其变化．利用加卸载响应比的定义，得到以Ｑ为响应参数时岩石系统的加卸载响应比随应力的变化曲线，其结果和响应比理论的预测相当吻合．因此认为，Ｑ值的加卸载响应比可以表征岩石系统的稳定程度，并可以用于预测岩石的非线性失稳．     

加卸载响应比在震后趋势估计和震前中短期预测中的应用

以加卸载响应比方法在青藏高原北部地区几次中强地震预报中的应用为例 ,讨论了天然地震序列下样本条件对加卸载响应比Y值的影响 ,探讨了该方法在震后趋势估计和震前中短期预测应用中的若干问题 ,以探索提高响应比方法预测地震的成功率 .     

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．     

新疆伽师地区非弹性衰减、场地响应与震源参数研究

本文用伽师地区11个数字地震台记录的地震波形资料,用Atkinson方法反演该地区地震波的非弹性衰减;用Moya方法反演11个台的场地响应。扣除地震记录中的传播路径、场地响应与仪器响应后,用遗传算法测定参与计算的76次地震震源参数。分析结果表明:伽师地区Q0值小于天山中东段地区Q0值,这表明该地区构造运动要比天山中东段剧烈,地震活动反映的情况也是如此;11个台的台基都有不同程度的放大效应。在单对数坐标下,76次地震震级与地震矩、震源尺度成正相关关系,与拐角频率成反相关关系。地震震级与应力降之间没有明显依赖关系,表明该地区地震应力降值可作为一个参数为地震预测服务。     

固体潮地震预测与固体潮地球动力学研究的分析比较

固体潮研究是研究地震成因、地震前兆与地震预测的重要内容.在开展固体潮地震预测研究之前,固体潮主要用于地球动力学研究.然而固体潮地震预测研究与固体潮地球动力学研究的目标截然不同.地球动力学从大的时间尺度和地球整体运动(包括地球内部及表面的构造运动)来探讨其动力演化过程,进而寻求其驱动机制.固体潮地震预测研究则是研究小时间尺度、区域性地壳构造运动中与地震有关的固体潮异常现象.二者相差甚远.在现行地震预测体系中,固体潮研究也远不能与测震学研究的重要性相比.为什么会出现这种情况?固体潮地震预测研究有什么特点?这些问题的讨论,有助于帮助我们强化地震预测的目标和概念、改进固体潮地震监测技术系统、探索新的数字信号处理方法.     

加卸载响应比理论在华南地区中强震的应用

用加卸载响应比理论对华南地区12例中强以上地震进行研究, 结果表明有8例在震前响应比值有明显的高值( Y≥ 2. 0)异常显示, 通过对响应比值随时间变化特征的分析表明, 响应比对5级左右地震有较好的中短期预测效果, 因此响应比理论可作为华南地区地震预测方法。     

加卸载响应比与震前应力积累模式研究

加卸载响应比是一种中短期地震预测方法.按照该方法,通常在大地震发生之前加卸载响应比时间序列会出现明显的异常高值.早先的研究发现,震前临界区域的选择对加卸载响应比的计算有很大影响.我们发展了一种使用震前应力积累区域取代传统圆形区域计算加卸载响应比的算法,提高了加卸载响应比的地震预测能力,其震前库仑应力场分布采用地震断层位错模型将同震滑移量反向滑移的方法计算.美国南加州近20年来发生的4次M6.5地震以及2008年中国汶川MS8.0地震的研究事实表明,使用库仑应力算法得到的加卸载响应比时间序列,前兆变化相对于圆形区域算法更为明显,且对目标地震的位置、震级预测更为明确.库仑应力算法的这一独特性质,使我们可以针对不同地区的活动构造特征对未来地震发生的地点和大小提供信息和约束.     

安徽前兆测项固体潮加卸载响应比综合研究

试验表明,加卸载响应比的异常变化具有明确的物理意义.已有研究大都分析地下水位、地倾斜单测项加卸载响应比变化规律.在对安徽省近30个台站地下水位、地倾斜、体应变多年观测资料整理分析的基础上,通过振幅因子响应率计算固体潮加卸载响应比,以一定范围内发生的中等以上地震,作为主要震例,综合分析了前兆测项加卸载响应比的变化特征,提出了资料分析和地震趋势预测的方法和依据.     

量纲分析应用于地震预测的探索

加卸载响应比(LURR)的基本思路是希望能够通过刻画震源区介质的损伤程度,反映地震孕育的进程,从而预测地震.近30年来,很多人对加卸载响应比做了大量基础研究,取得了一系列新的进展.加卸载响应比在地震预测实践中也取得了一定的效果,异常区与地震发生的位置有较好的对应性,但是预测效果仍不够理想.究其原因主要是:在实际预测中对当地的地球物理情况考虑的不够.本文采用量纲分析与加卸载响应比结合的方法,综合考虑当地的地球物理情况,例如剪应变率和平均地震波能量等因素的影响.文中选取1970年以来发生在中国大陆的34个震例资料,通过分析得到了与发震震级和时间相关的无量纲量π₁和π₃,根据对实际数据的拟合,π₁和π₃均与震级成指数关系.在应用于地震预测实践时,首先根据LURR空间扫描结果选取异常区,然后确定异常区的地球物理参数,通过π₁确定震级M,再由π₃确定发震时间T.     

宁夏：基础地质成果丰硕

在此次土地调查中,宁夏回族自治区完成了全区的地质灾害调查与区划,建立了地质灾害群测群防网络,开展了汛期地质灾害调查与预警预报工作,建立可视化地质灾害气象预警预报会商系统,成功预测地质灾害14次。     

2019年长宁6.0级与夏河5.7级地震前的地磁日变化异常

运用地磁低点位移、地磁加卸载响应比和地磁逐日比三种地磁日变化异常分析方法,分析了2019年6月17日长宁6.0级和10月28日夏河5.7级地震前的地磁前兆异常现象.研究发现,两次地震前三种方法分析的结果均出现了异常,两次地震均发生在异常集中交汇区域.综合分析表明,应用地磁低点位移、加卸载响应比和逐日比预测区叠加法可以提高震中位置预测的准确度.     

加卸载响应比20年及其展望

地震孕育过程是一个非线性、不可逆的过程,震源区介质的加载响应不同于卸载响应,这种加载响应与卸载响应的差别可以定量地刻画地震的孕育过程。基于这个物理概念,提出了一个新的参数加卸载响应比,作为一类地震前兆,用来定量预测强震的发生。在本文中,首先简单回顾了加卸载响应比的发展历史,然后详细介绍了地震震例检验、数值计算、实验研究、地震预测精度、可信度等方面的内容,最后对加卸载响应比的前景进行了展望。     

加卸载响应比的时空变化与美国南加州地区地震趋势

由尹祥础提出的加卸载响应比方法已经在中国的许多地区以及美国、日本和澳大利亚的一些地区应用.这一方法在地震中期预测中已经显示出良好的前景.近年开展的岩石力学实验和数值模拟工作验证了加卸载响应比的可靠性.在研究震例时发现,很多大地震前的几个月至几年加卸载响应比出现异常,该方法在中国、美国、日本等地区做出过一些成功的中期预测.     

地磁加卸载响应比方法最佳阈值研究

地磁加卸载响应比方法(LURR)是从测震学中移植过来的、用于地震中期分析预测的一种地磁学方法。笔者应用红山地震台地磁数字化观测数据进行了地磁加卸载响应比的计算分析,经过统计得出在阈值选择为3.0时对地震进行预测的效果比较好,其与地震的对应概率为42%。同时,笔者还认为可能受限于方法本身及外界因素,地磁加卸载响应比方法在进行地震预测时,其虚报率及漏报率较高。     

泾阳5.2级地震前的加卸载响应比异常

正加卸载响应比是尹详础等人提出的一种中短期地震预报方法,这种方法通过测量地震加卸载过程中本尼奥夫应变的比率进行,可能反映了作用于断层的地球潮汐力引起的库仑破裂应力变化。当孕震系统处于稳定或线性状态时,加卸载响应比接近1,当孕震系统处于非稳态时,加卸载响应比大于1,通常在强震发生前,加卸载响应比会在震前出现几个月到几年的高值异常,这种前兆现象已被众多研究者多次观测到并以之作为地震预测的依据。     

海上丝绸之路大型地质灾害:特点与现状

海上丝绸之路深海地质灾害类型众多.主要分析了海底滑坡、三浅地质灾害和地震海啸这三种类型的地质灾害.传统多波束测深、三维地震勘探、深海钻探、声呐成像系统、海底地理信息系统是识别海底滑坡最有效手段.然而,准确解释和量化滑坡参数对于确定滑坡群的机制需要物理实验模拟和数值模拟;对于"三浅"地质灾害,地球物理技术是最有效的钻前预测方法,但在超压的定量预测方面还存在一些不足,识别准确度不高,因而,需要发展海底原位监测技术,提高"三浅"地质灾害的预测精度.南海海啸最主要的威胁来自其东部边缘的马尼拉俯冲带,而非印度洋.我国国家海洋环境预报中心已开发应对南海及其附近区域的潜在海啸威胁的定量海啸预警系统.但是,海上丝绸之路环俯冲带产生的地震海啸,影响甚广,亟待建立完善的预警系统.     

加卸载响应比(LURR)理论的实验研究

利用大尺度岩石试件破坏声发射实验，对加卸载响应比(Load/Unload Response Ratio)理论进行了实验研究。实验采用的加载条件力求能够模拟地下岩石的复杂受力过程。在加载过程中，岩石试件内部出现的损伤用声发射技术进行了记录。实验数据经过分析之后所得的结论与加卸载响应比理论预测的结果相符合。把加卸载响应比值Y的变化情况与声发射事件定位的过程相对比，也可以进一步看出岩石材料内部的损伤发展过程与加卸载响应比Y值的变化具有一致性。而高Y值的异常情况出现，又是在材料发生最终破坏之前，所以，可以用加卸载响应比理论定量地分析岩石试件损伤演化情况，从而对岩石材料的破坏及地震做出预测。实验结果再一次验证了加卸载响应比理论。     

煤层应力变化与He, Ar发射关系

岩石、岩体中稀有气体He, Ar的发射能反映地质体中现存的应力状态, 通过对重庆南桐矿区鱼田堡煤矿煤体应力状态与煤、瓦斯突出关系的研究表明: (1)从抽放孔瓦斯中所测的结果表明, 在被卸压煤层的应力集中带有He明显的发射, 在量值上比空气高几十倍, 而且可以随应力集中带的迁移而迁移. (2)氩的组分和同位素的峰值则位于应力释放的位置. (3)在回采面上, He与Ar的变化在瓦斯突出的预测上可以构成重要的数据对; 它们对应力状态的响应比瓦斯的响应灵敏度高得多. (4)在抽放孔中He, Ar, CH4的等值图对于显示煤体(包括其他地质工程体)应力相对大小与方向随时间、空间的动态变化也十分有意义, 具有潜在的利用价值.     

南海北部深水盆地浅水流的地球物理特性及识别

浅水流(Shallow Water Flow,SWF)是深水环境海底浅部地层中超压的砂体流动,是对深水钻井最具破坏力的一种地质灾害,严重制约深水油气开发.为有效预测和防治浅水流,需要对浅水流地球物理特性进行研究,并在研究区内加以识别.本文借鉴国外主要深水盆地对浅水流问题的研究经验,对南海北部深水盆地潜在浅水流区域采取以属性判定、超压分析为主,振幅识别为辅的方法进行预测.精细层序地层学解释发现,南海北部深水盆地存在上新世以来的古珠江深水水道沉积体系和第四纪水道,这些水道砂体疏松未固结、孔隙度大、有效应力低、几乎表现出流体特性.基于遗传算法的混合反演方法发现,研究区存在典型的AVO响应,横波速度极低,低频特征明显,振幅强度弱,连续性较好,存在极性反转,高泊松比和高纵横波速度比.研究结果表明,南海北部陆坡具备浅水流发生的潜在条件,深水水道发育区为潜在的浅水流危险区,浅水流具有独特的地震响应特征,泊松比高达0.49,纵横波速度比约为3.5~9或更高,SWF层位对地震属性的敏感度V_P/V_S>AVO响应>泊松比.