利用华北北部深部地球物理资料数值模拟地壳应力场

利用华北北部近20多年的地震测深资料进一步深化分析解释,结合其它地质、地球物理资料,给出地壳分层结构,求得弹性力学参数,得到三维有限单元的地壳模型．参考区域构造应力场,在考虑重力影响的情况下,对模型边界作适当约束,利用线弹性三维有限单元程序进行各节点位移和各单元应变、应力计算．通过分析上、中、下地壳各层的最大主压应力等值线图,探讨地壳应力场的分布特征与地震的关系．     

用遗传有限单元反演法研究东亚部分地区现今构造应力场的力源和影响因素

利用遗传有限单元反演法对东亚部分地区构造应力场进行二维平面应力模型拟合反演运算,得到了影响该地区现今构造应力场分布的边界作用力相对值和方向．其中,陆陆碰撞边界的挤压作用力最强;洋壳俯冲边界的挤压边界力较弱;活动边缘海盆地存在拉张边界力作用．      

四川盆地及其西部边缘震区居里等温面的研究

利用航磁资料和三维磁性层反演方法，对四川盆地及其西部边缘地区航磁异常进行了数据处理，求取了研究地区内居里等温面的定量埋深．以区域构造特征、地温梯度分布和人工地壳测深结果印证了反演结果的可靠性．通过深部地热场的分析讨论，论述了四川盆地西部边缘地区的地震，是在川青块体和康滇菱形块体与杨子板块碰撞作用下，产生了强烈的应力积累；又由于地幔热流的上涌，中、下地壳发生塑性蠕变，为岩石的裂错和应力的释放提供了调整单元深部环境下的孕育和发生．      

应力-耗散热地温前兆机理研究<

强震前在震区及其周围出现明显的浅层地温升高异常是一种普遍现象．目前已有的几种机理解释虽均可以各自找到某些方面的证据,但都存在一些矛盾．本文通过理论分析、实测资料对比并结合岩石力学实验结果,提出了一种应力-耗散热地温前兆机理模式．其主要观点为: 地壳应力场对岩土介质非弹性变形做功所产生的耗散热,可能是震前地温上升的主要原因之一,其中地震中期阶段的区域性、趋势性地温升高,主要与区域应力场强化因素密切相关;而地震短临阶段的突发性地温升高,则主要与震前震源区应力场剧烈变化调整因素密切相关．由于土层远较岩石层容易产生塑性变形耗散热,所以震前的地温异常应在土层覆盖地区表现得最为明显,且主要集中在浅层土层内,形成所谓的热罩现象．      

青藏高原南部上地壳正断层地震活动的一种可能解释

利用三维弹-粘性有限元分析,探讨青藏高原内部张性构造应力状态的可能形成机制．根据数值模拟结果得到以下结论：如果较破碎的高原上地壳物质具有小于其下部岩石圈物质的有效粘滞系数时,在印度大陆向北的强烈挤压下,青藏高原南部地壳上部仍可以处在张性应力状态下;如果上地壳的粘滞系数较高,则得不到正断层应力状态．模拟结果显示,具体的构造应力状态随岩石圈深度的增加而变化,由浅层的以张性应力状态为主过渡到其下部的走滑断层应力状态．张性应力状态可能主要存在于青藏高原南部的地壳上部．     

三峡水库地区构造应力场特征三维黏弹性数值模拟

利用三峡水库地区地壳三维黏弹性有限元模型,定量研究区域构造应力场空间分布特征,为三峡库区地震危险性评价提供库区构造应力场的相关信息. 1 方法 根据多学科观测资料,建立三峡水库地区地壳三维黏弹性有限元模型.     

地壳三维结构的层析成像方法——爆炸和地震资料的联合反演

给出了利用人工爆炸和天然地震资料联合反演获得地壳三维速度结构层析成像的理论和方法．地壳速度结构被看作是空间坐标的连续函数，而不事先把速度模型参数化，从而避免了不同的参数化过程对反演解带来的不确定影响．给出了把两类资料联系在一起的积分核的具体表达式．用文中的方法处理了唐山滦县地区的实测资料，获得了该区中、上地壳三维结构的层析成像结果．并与仅用人工地震资料所获得的结果做了对比．      

上部岩石圈应力状态的三维有限元模拟

本文较详细地介绍了上部岩石圈应力状态的三维有限元模拟的方法及得到的垂直应力特征。假设在地质时间尺度上,上部岩石圈0～40公里范围内(简称地壳)以线弹性变形为主。考虑到地壳三维不均一性对地壳应力场的影响,将地壳沿水平方向分成七种地质构造单元:大洋、大陆、高原、洋中脊、海沟、转换断层和三联点,沿径向方向分成二层,以重力(包括引力和离心惯性力)和温度变化作为载荷,采用三维有限单元法计算了地壳的应力场。计算结果表明:(1)地壳垂直应力以压应力占绝对优势,张应力只发生在洋中脊等异常带及其它特定地区,(2)在同一深度上,垂直应力随纬度的增大而线性增加,(3)在深25公里范围内,垂直应力随着深度的增加而增大,其值与海姆法则预测值吻合;(4)异常高的垂直应力梯度往往发生在异常带(板块边界)邻近地区。     

山西地堑系现今构造应力场

利用综合震源机制解和原地应力测量资料,对山西地区的构造应力场进行了概括分析,认为该地区与其东部的华北地区具有明显差异的应力状态．其次,通过拟合观测资料,对影响该地区构造应力场分布的边界力作用等进行了反演研究．反演计算结果显示,边界力作用是影响山西地区现今构造应力场的主要因素,区域内部的材料及其性质是影响构造应力场分布的次要因素．山西地区构造应力场水平最大主应力与断陷盆地展布具有一致性．      

冀中坳陷滑脱构造动力的数值模拟

根据地质资料及新近完成的临城——巨鹿深地震反射剖面的分析结果,初步断定冀中坳陷地壳内存在低角度滑脱构造．利用有限元数值模拟方法,分析地幔热物质侵入到地壳内,对华北新生代盆地构造运动方式的影响．着重讨论坳陷西侧太行山稳定地壳的阻挡作用与滑脱构造发育的关系．模拟结果显示：① 地幔热物质的侵入在冀中坳陷上地壳造成张应力区,随时间推移,上地壳的拉张应力状态基本不变,与坳陷区上地壳现代正断层活动形迹基本一致;② 中生代曾经活动过的逆冲断层的存在与太行山的阻挡,可以形成滑脱构造;③ 随着地幔热物质侵入时间的推移,侵入体上方中地壳承受的水平向压应力逐渐加强,随水平向压应力的集中,在侵入体上方的中地壳可能孕育走滑断层的地震．     

地震前兆场物理模式与前兆时空分布机制研究(二) ——强震孕育时应力、应变场的演化与地震活动、地震前兆的关系x,auto,auto,415px);}style> hf=httprztl.com >business

分别研究构造块体内有多个震源体和单个震源体孕育时，应力集中过程、时空分布规律及其与地震活动、地震前兆的关系．结果表明:① 当区域应力场增强到相当水平时，破裂开始在某个或某些块体内发生，区域应力场将随着时间而变化，强震的成组性是这个动态应力场演变的结果．在此过程中，多个高应力集中区的存在与发展，有可能导致震前异常与地震关系的多样性；② 孕震块体的应力变化过程一般显示出非线性，在经历了长期弹性变形后，从进入非弹性变形阶段到主破裂前，可能经历不止一次的非弹性变形与断层软化过程；与此相应，孕震块体中的应力、应变场要表现出复杂的时空演化图象；受应力、应变控制的地震前兆场必然表现出多方面的复杂性.      

塔里木盆地构造应力场的数值模拟及其对油气聚集的意义

据塔里木盆地结构和盆地地层资料建立了盆地三维地质模型,用三维有限单元方法计算模拟了塔里木盆地现代构造应力场。分析了在构造力和重力共同作用下,盆地由浅至深各构造层应力变化特征,并研究了盆地内油气藏聚集与地应力场的关系     

低速体与深浅断裂共同孕震过程的数值模拟初步研究

利用含劈节点黏弹性三维有限单元计算方法 ,对由地球物理探测结果提出的华北地区强震孕育物理模型进行了数值模拟分析 ,进而 ,在利用GPS资料反演计算首都圈地区断裂活动性的基础上 ,对首都圈三维区域应力场和能量的演化进行了模拟计算 ,并提出了强震危险区和震级上限预测意见     

各向异性问题数值模拟中的交替算法

利用有限差分数值模拟对各向异性在内界面存在的问题进行了研究．首先给出了含有15个弹性参数二维各向异性介质波动方程组的有限差分格式；然后主要分析了在二维横向各向同性情况下，这一差分格式在内界面处切应力的连续性问题．从而提出了各向异性问题数值摸拟中的交换模拟技术，并对理论模型进行了数值模拟．数值计算表明，结果与理论模型的分析是一致的．      

两类热弹性问题的准静态解及其地震前兆场的时空分布特征.

控制内陆浅源地震孕育及发生的应力场可视为基本应力场与变化应力场的叠加,后者往往起着重要的作用．本文讨论两类与地热有关的产生变化应力场的问题：一类是局部高温区问题,包括载热流体侵入竖直或水平裂隙的情况和存在静态局部高温区的情况;另一类是断层在稳态扩展中出现位移间断的同时也释放热能的情况．将它们理想化为热弹性理论的三维准静态问题,并给出各自的解．求得其在地表附近某平面上所产生的若干地震前兆附加场的近似表达式,如温度场、体应变及地下水位场、垂直形变及地倾斜矢量场．讨论它们在该平面上的时空分布特征,并就诸情况进行对比．为综合利用它们的前兆观测资料,探索阶段性的地震前兆信息提供某些可能的理论基础．     

唐山大地震孕育过程的数值模拟研究

根据1976年唐山7.8级地震的前兆资料，结合岩石破裂物理、震源物理、构造物理、地震前兆、地震力源、地壳结构等方面的研究结果，采用含有菱形硬包体的饱和水孔隙介质模型，数值模拟了唐山大地震的孕育过程．首先导出了考虑岩石非弹性体积膨胀和应变软化、孔隙水渗透的固-液两相介质的孕震动力学方程组，提出了用增量形式求解该方程组的有限差分法，然后计算模拟了硬包体内含有断层软弱带时的唐山大震的孕育过程，及其时空变化特征．数值模拟结果表明，唐山大地震的孕育主要经历了弹性积累、早期非弹性体积膨胀、断层第1次加速软化(加速破坏和蠕滑)、天津-宁河一带第2次非弹性膨胀、断层第2次加速软化(临震加速破坏和蠕滑)和发震等过程．这里，与断层的加速破坏相对应，孕震介质的某些部分出现了非弹性膨胀的弹性恢复和二次非弹性膨胀．与前兆观测资料比较分析可以发现，上述模拟结果可以比较好地解释实际观测资料的变化特征．同时，数值模拟还进一步揭示了唐山地震孕育场的时空变化规律和复杂图象，为地震前兆场变化的物理机制的研究奠定了基础．      

应力释放模型及其对中国几个地震区活动特征的模拟结果

应力释放模型是在弹性回跳模型的基础上发展起来的一种随机点过程模型,可用来分析、模拟、预测某一地区的地震活动．本文系统地介绍了应力释放模型的数学模型理论和分析问题的一般方法,并应用应力释放模型对我国华北、西南和台湾地区的地震资料进行了系统的模拟和分析．结果表明,应力释放模型对这些资料的拟合明显优于常用的泊松模型．同时,这些地区不同的应力积累和释放的特征反映了各个区域地震活动的本质差异．     

邢台地震区地壳速度结构特征与强震孕育发生的关系

运用三维有限单元法,探索地壳结构的非均匀性对地壳应力场的影响．假定分层地壳结构中镶嵌高速块体,低速块体,高、低速块体３种情况,分别计算壳内平均应力与水平剪应力的变化图像．结果表明：高速块体单独存在可导致高应力在高速体内的局部集中,并在其边缘和四个角区形成应力的高度集中,有利于强震的孕育和发生;低速体单独存在时,由于低速体本身不能积累应力,而其上部的应力集中程度不大,难以形成强震;高、低速体的同时存在则有利于高应力在高速体内的高度集中和在高速体外的地壳上、下部的相对集中,形成对大地震孕育、发生更加有利的条件．本文结果与邢台地震序列的空间分布图像吻合甚好．     

邢台地震区地壳速度结构特征与强震孕育发生的关系

运用三维有限单元法,探索地壳结构的非均匀性对地壳应力场的影响．假定分层地壳结构中镶嵌高速块体,低速块体,高、低速块体３种情况,分别计算壳内平均应力与水平剪应力的变化图像．结果表明：高速块体单独存在可导致高应力在高速体内的局部集中,并在其边缘和四个角区形成应力的高度集中,有利于强震的孕育和发生;低速体单独存在时,由于低速体本身不能积累应力,而其上部的应力集中程度不大,难以形成强震;高、低速体的同时存在则有利于高应力在高速体内的高度集中和在高速体外的地壳上、下部的相对集中,形成对大地震孕育、发生更加有利的条件．本文结果与邢台地震序列的空间分布图像吻合甚好．     

延庆-怀来盆地大震危险性分析研究di

根据延庆-怀来盆地深部探测研究结果，结合浅部活动构造、古地震事件、地震活动性和地壳应力场分布以及其它相关资料进行了综合分析研究．同时与邢台等地震区的深部结构进行对比研究，认为延庆-怀来盆地及其周边地区具有发生中强地震的深部构造背景，不排除有发生7级地震的可能性．