滇西地区强震前兆源过程的力学模型与数值摸拟

云南西部地区的强震和大地震主要发生在一些板内大型走滑断裂带上，有一个10～20 km的深度优势层位；地震的破裂基本上是以走滑型破裂为特征．联系云南岩石层结构与动力学背景，我们认为，本区的地震可能有这样一种成核过程: 由于岩石层结构的层次性、非均匀性，在整个岩石层板块构造运动背景场中，可能会在岩石层的中深部形成局部剪应变集中区或滑动区，尔后这个剪应变集中区或滑动区沿着断层带边界向地表滑移扩展．当滑动由深部向浅部扩展时，滑动峰将遇到断层面上的最大抗剪强度区而被阻碍闭锁，形成一个地震活动空区．随着构造荷载的逐渐增加，滑动最终要向前扩展导致整个闭锁区的失稳破裂，产生大地震．给出了描述这个地震过程的一个简单的近似积分方程；数值结果表明，该模型具有一个向不稳定非线性加速发展的阶段，这个阶段对地震前兆的形成可能有重要意义．      

滇西地区强震前兆源过程的力学模型与数值摸拟

云南西部地区的强震和大地震主要发生在一些板内大型走滑断裂带上，有一个１０～２０ｋｍ的深度优势层位；地震的破裂基本上是以走滑型破裂为特征．联系云南岩石层结构与动力学背景，我们认为，本区的地震可能有这样一种成核过程：由于岩石层结构的层次性、非均匀性，在整个岩石层板块构造运动背景场中，可能会在岩石层的中深部形成局部剪应变集中区或滑动区，尔后这个剪应变集中区或滑动区沿着断层带边界向地表滑移扩展．当滑动由深部向浅部扩展时，滑动峰将遇到断层面上的最大抗剪强度区而被阻碍闭锁，形成一个地震活动空区．随着构造荷载的逐渐增加，滑动最终要向前扩展导致整个闭锁区的失稳破裂，产生大地震．给出了描述这个地震过程的一个简单的近似积分方程；数值结果表明，该模型具有一个向不稳定非线性加速发展的阶段，这个阶段对地震前兆的形成可能有重要意义     

冲积谷SH波地震响应的快速计算

本文提出一种能快速计算均匀冲积谷地中ＳＨ波传播问题的方法，该方法先把谷地分成简单单元的集合，求出每个单元的标量格林函数，合并这组单元以分析整个谷地的情况，能精确计算刚性基底的公式扩展到了考虑了可变形边界和任意入射角的情况。对于三角形谷地，此种既用解析解又用数值解的方法成功地通过了检验，表明该方法能节约大量的计算时间。     

雷达干涉测量对1992年兰德斯地震的运动学过程分两步反演的贡献

研究了1992年兰德斯地震的破裂过程。采用了两步法以限定滑动幅度和破裂时间之间的相互影响，否则会影响仅用地震资料得到的解。首先用独立的大地测量资料来约束滑动分布及其不确定性，然后获取破裂传播的时间特征。第一步用干涉测量数据和全球定位系统测量数据进行独立反演和联合反演，以给出三段断层模型上沿走向和倾向的滑动分布特征。我们采用遗传算法来检验解的唯一性，并使用最小二乘找出拟合最佳的模型。根据大地测量的反演结果我们认为：用干涉测量数据足以给出兰德斯地震的滑动分布。由于在我们的构型中地表形变对浅层滑动比较敏感，因而所得到的地表滑动幅度比深层要高。得出的滑动分布与地表的地质观测结果一致，并证实了兰德斯地震的不均匀特征。霍姆斯特德谷断层（第2段）上绝大多数滑动发生在浅层，最大深度约为7m。另一个滑动较大的区是在8km深的约翰逊谷断层上（第1段）。第二步则反演了强地面运动数据，使用了预设的最终滑动幅度和由大地测量数据推断的不确定性，对破裂过程的时间进程进行了约束。第二步强调地震随时间的强烈变化。高滑动区破裂前缘传播速度快，当破裂沿断层传播遇到阻力时其速度会减慢。平均而言，破有缘传播速度接近S波速度，并在开始后约20s约束。滑动幅度和破裂速度的较大变化表明：对破裂过程的描述用凹凸体的连续破裂比用匀速脉冲传播更为准确。     

论非均匀断层滑动弱化速率的标定

尝试用二维断层模型来描述断层在不稳定开始时滑动弱化速率的定标律。断层由一系列受滑动摩擦力作用变弱的片区组成，这些片区被牢固的障碍体所分隔。第一组断层包含不同尺度总滑动长度相同的片区的平均分布，而第二组断层由各种分形康托尔集合组成。破裂的整体活动性质由指数增长率λ来描述。对无限均匀的断层，系数λ由摩擦定律的弱化速率控制。在非均匀断层系中我们估算每一个断层的弱化速率，因为一个断层系的指数增长率λ与均匀断层是一致的。利用这种均匀断层的破裂过程，我们根据不同尺度均匀性断层和给定的系数λ来计算弱片区上的弱化速率。对于大尺度的破裂，弱化速率与尺度无关，长片区的开始过程类似于无限断层的破裂情况。本文考虑的是小尺度和所有不同几何形状的破裂，弱化速率记为α=β0^*／a，其中a为破裂尺度或者单个断层长度的一半，β0^*≈1．158。本文计算了滑动弱化距离Dc的值，在此基础上讨论了计算结果的物理含义，并给出了这个参数与尺度相关的可能解释。     

用有限元反演2009年拉奎拉(意大利)Mw6.3地震的DInSAR数据

断层滑动分布通常是通过假设当地地壳是弹性、均匀、各向同性的半空间由大地测量数据恢复的。在过去的几十年里,空间密集的大地测量数据(如,DInSAR图像)同震形变突出的复杂图案,需要新的模拟工具,譬如能够代表地壳流变学和复杂几何关系的数值方法。在这种研究中,我们发展了一种能对当地地壳进行更加真实解释的有限元反演大地测量数据的方法。这种方法应用于2009年拉奎拉地震(MW6.3),使用了同震位移的DInSAR图形。结果突出了不可忽略的介质结构的影响:均匀和非均匀模型显示的差异占断层滑动分布值的20%。此外,非均匀模型中在震源的上方出现了一个新滑动区。我们对分辨率也进行了研究,显示出由大地测量数据恢复的有关断层滑动分布的信息应被认为是周围片区的平均。     

中国及邻区现代构造应力场的数值模拟

我国及邻区的现代构造应力场作为一平面应力问题用有限单元法进行了计算。将本区地壳看成是一不均匀的弹性板,根据各地区杨氏模量E、泊松比v和地壳厚度T的不同,组成12种材料区。全区被分成288个三角形单元。考虑了五种应力和位移边界条件,这些边界条件分别反映了印度洋板块、太平洋板块及菲律宾海板块对我国及邻区施加应力的相对大小。将计算得到的最大剪应力值与强震分布进行对比,将最大主压应力方向与震源机制解的最大主压应力方向进行对比,选择一种和实际符合得最好的边界条件作为可取的模式。结果表明:来自印度洋板块的作用力最大,大约是来自太平洋板块和菲律宾海板块作用力的两倍。     

中心回线瞬变电磁法2.5维有限单元算法

瞬变电磁法的野外资料解释基本上停留在一维水平，本文从生产实践中常用的中心回线法入手，基于电磁场本身的叠加原理，从麦克斯韦方程组出发，导出了中心回线瞬变电磁2.5维二次场（纯异常）的有限单元计算公式. 该算法采用三角形有限元网格，在尽可能拟合地下电性断面的情况下减少有限元网格的节点数和单元数；用选主元的LU分解法求解线性方程组，做到了在移动场源时只需改变右端项；在反傅氏变换中，使用新的波数选取方案，让波数m随时间t滑动. 最后给出的算例表明，该算法直接计算异常场，计算速度快、精度高.     

卡斯凯迪亚消减带的幕式颤动和滑动：静滑动震颤

发现在最初被认为不活动的北卡斯凯迪亚消减带的深部界面观测到的重复性缓慢滑动事件具有独特的非地震性地震学特征。颤动状的地震信号与用跨越过去6年的地壳运动数据识别出的滑动事件在时间和空间上相关。在滑动事件之间的时段内，颤动活动要么不存在，要么很小。我们称这种颤动和滑动相关现象为幕式颤动和滑动(ETS)。我们认为幕式颤动和滑动的活动可以作为卡斯凯迪亚特大逆冲地震区应力加载的实时指标。     

毛毛山断裂带位移累积滑动亏损特征及其分段意义讨论

在对毛毛山断裂带断错微地貌划分对比的基础上详细分析了其位移分布特征。结果表明，毛毛山断裂的水平位移和垂直位移均具较明显的分组现象和可公度性特点。在空间分布上具明显的互补性，从东到西水平位移具累积滑动亏损特征，垂直位移则具累积滑动补偿性，这反映了沿断裂带活动性质与活动强度的差异性和非均匀性。位移累积滑动亏损直接反映了断裂在一定时段内的特征滑动行为，是进行分段的重要依据     

在不同频带上分析的1997年日本山口地震的震源过程

使用强地面运动资料的反演分析,构造了１９９７年日本山口地震的一组震源破裂模型。对低频带和高频带,分别采用合成格林函数和经验格林函数（ＥＧＦ）,高频模型的滑动区在空间上相应于低频模型的大滑动区边缘,在时间上相应于初始破裂。计算的滑动－应力关系显示,高频模型的应力衰减速率更快,并且所有模型在恒定应力水平时几乎没有滑动。     

利用三维有限单元格林函数反演1989年ma Prieta地震的震源机制

以三维节理单元为基础,讨论了利用三维双节点节理单元模型,反演地形变资料的理论基础及方法的应用,推导了具体应用的有限元公式及反演的数学公式,并编制了相应的计算程序．利用三维有限单元格林函数反演了1989年Loma Prieta地震的震源机制．结果表明,Loma Prieta地震破裂面上滑动分布极不均匀,最大的滑动量和剪应力集中在震源西北部约10 km处,应力降约几兆帕．      

中国大陆与邻区强震分区活动性及其随时间演化

根据主要构造分布、震源机制解分布及地震活动状况，将中国大陆及邻区分成20个单元，6个区。利用中国地震局地球物理研究所提供的地震目录，计算近百年来各单元和各区的6级以上强震释放应变能，做出时间滑动后的应变能—时间曲线图，分析认为：(a)中国大陆及邻区百年来的强震活动是一个复杂的时空动态过程，每个区、带有其高、低潮，然而各地区没有统一的地震释放应变能高潮与低潮；(b)强震的活动与平静只是相对而言的，没有绝对的活动或平静；(c)微动态期划分较好的体现了强震活动特征，每个微动态期内至少有一个高潮期，且强震集中在一个主体地区内发生，各搬动态期的能量可以有起伏。通过进一步的讨论和分析，提出中国大陆地壳变形主要受三方面因素的控制：(1)印度板块、太平洋板块和菲律宾板块的活动及其变化控制中国强震活动图像的总体格局；(2)大陆地壳结构的非均匀性及其变化影响了主体地区的形态结构；(3)地壳形变的继承性影响强震活动主体地区形成与变迁的过程。     

丽江7.0级地震震源环境及其破裂过程讨论

本通过对丽江Ｍｓ７．０地震发生环境和破裂过程的分析讨论，得到以下认识：丽江地震发生在滇西北裂陷区北部块体内，这是一个由三组深断裂切割包围的三角形断块，断块内发育有裂陷盆地（大具－丽江裂陷盆地）；该区除了水平应力作用外，还有很强的来自地幔物质上隆引起的垂直应力作用；主余震分布在地壳一个由相对低速区包围的高速区内。地壳介质结构横向非均匀性－地壳高速块体的存在，可能是丽江地震震源成核的重要成因。丽江７     

内陆地震

内陆地震在世界各地，地震并不是均匀地发生的。大多数地震发生在相互作用的板块的边缘，如发散带（洋中脊、裂谷）、汇聚带（岛弧）、走向滑动带（转换断层）、碰撞带（褶皱山脉和走滑断层），这就是板间地震。但是地震不全是发生在板块之间，它也发生在板块内部。发生于...     

关于“用单元降刚法探索中国大陆强震远距离跳迁及主体活动区域转移”的讨论——横向各向同性“杀伤单元”才是更好的途径

《地球物理学报》第55卷第1期的"用单元降刚法探索中国大陆强震远距离跳迁及主体活动区域转移"一文提出用减小剪切模量的方法模拟地震断层错动的效应,这种处理虽然可以模拟压扭性走滑断层错动时的剪应力降低,但会导致垂直于断层的正应力也剧烈变化,因此这种简单的减小弹性模量的方法并不合理.本文探讨了一种更好的方法--横向各向同性"杀伤单元",利用该方法模拟断层滑动效应得到了较为合理的结果,与Okada解析解吻合较好,能够正确反映断层滑动时的应力变化.     

与苏门答腊-安达曼特大地震相联系的板块边界形变

2004年12月26日的苏门答腊-安达曼地震是自现代空间大地测量和宽频带地震学出现以来发生的第一个巨大地震（矩震级Mw〉9．0）。它为研究这种巨大且罕见的事件的特性提供了前所未有的机会。我们根据在苏门答腊西北部的近场全球定位系统（GPS）的探测结果并结合原地和远处的珊瑚礁垂直运动的观测，对这次事件造成的地表位移进行了估计。结果表明，该地震是由范围长〉1500km、宽〈150km范围内的巽他俯冲巨型逆断层破裂造成的。巨型逆断层在苏门答腊北部的近海滑动超过了20m，大部分的滑动深度不超过30km。对比大地测量学和地震学推断的滑动分布，发现在500秒长破裂发生之后的1．5个月内，断层滑动增加了～30％。在我们再次布设GPS测点之前，有震的和无震的滑动都出现在了巨型逆断层的浅部，那里是亚齐大海啸的源头。滑动在断层东南缘的锡默卢岛之下沿走向突然尖灭，在该处地震成核，并且2002年的晚期在此曾发生过一次Mw=7．2级地震。此外，该边缘也与2005年3月28日Mw=8．7的尼亚斯-锡默卢地震破裂的最北端相邻接。     

基于线弹性位错模型反演1997年西藏玛尼Mw7.5级地震的干涉雷达同震形变场——Ⅱ滑动分布反演

1997年11月8日西藏M_w7.5级玛尼地震是干涉雷达技术应用于地震观测以来的一次重要事件.在第一部分中，我们应用广泛使用的Okada线弹性位错模型，假设断层的各个分段滑动量均匀，反演得到断层各个分段的几何参数和均匀滑动量.本部分的反演进一步去除滑动均匀假设，并利用更能反映断层真实状态的角形元位错模型（线弹性），在第一部分反演得到断层几何的基础上，反演断层面的静态位错分布.反演结果表明，线弹性滑动分布模型能够更好地解释观测数据，进一步提高反演的数据拟合程度.最终得到了断层面上的走滑和倾滑位错分布.首次得到的断层面滑动分布显示断层面滑动在浅部（0～12 km）比较集中，地震破裂长度约170 km，最大左旋走滑位移达4.8 m；反演结果还表明局部段落存在较大倾滑位移，量值达到1.9 m，这在断层模型中是不能忽略的，它可能是断层两侧形变不对称的原因之一；反演得到的标量地震矩为2.18×10²⁰ N·m，相当于矩震级M_w7.5，与Velasco等利用地震波形反演得到的结果一致.     

穿过具有平滑边界凹凸体的无震位错的传播

介绍了沿着有非均匀摩擦力的断层的索米格连纳位错传播的二维模式。断层滑动是由随时间缓慢增加的均匀的外界剪切应力驱动的,位错在断层平面上的最小摩擦区成核,此区域被周围较高摩擦区(凹凸体)所限制。所研究的情况是具有平滑边界且有恒定摩擦梯度特征的凹凸体。对于接近弱带摩擦的外界剪切应力值来说,由于出现凹凸体,位错的传播被缓慢降下来,只是当它越过边界时,位错前缘才以逐渐增加的速度前移。模式表明:在给定的外界剪切应力值的条件下,滑动幅度在有限的和恒定的摩擦梯度情况下比在具有陡峭边界的凹凸体情况下要大些。与传播速度不一样,滑动速率在位错过程中永远是增加的。该模式指出在什么程度上,位错受断层上摩擦分布的影响。要理解断层上摩擦不稳定性的机制,需要详细地了解滑动速率和滑动历程。     

用DDA模拟华北地区的无震断层滑动和断块形变

华北地区的地质构造具有典型的断块系统特征。用非连续形变分析（DDA）方法模拟了该地区的长期形变，包括无震断层滑动和断块形变。通过模拟我们发现：（1）断层沿不同方向的滑动通常与ENE－WSW向的区域构造挤压一致。（2）如果沿主要活动断层的平均无震滑动速度与跨断层大地测量观测的结果一样是每年零点几毫米的量级，那么断块内的典型应变速率是10^-8/a或更小量级，所以一些小区域的观测报告所得的应变率10^-6/a就不能代表该地区的形变速率。（3）对一条断层，由相邻断块内刚体旋转引起的断层滑动方向可能与区域构造挤压引起的滑动方向相反。但由于由构造挤压引起的滑动量级远大于由断块旋转引起的断层滑动，因此，一般来讲，断层滑动图像总体上与这一地区构造挤压方向一致，也就是说，由区域挤压引起的滑动控制了整个滑动情况。（4）根据（3），某些观测到的与ENE构造挤压方向相反的滑动可能是由某些更为局部化的因素引起的，没有构造意义。