震源孕育模式的数值模拟研究

在充分考虑地质体材料力学性质非均匀性特点的基础上，运用岩石破裂失稳过程有限元分析新方法(RFPA)，以不存在明显孕震构造特征的包体模式为例，模拟研究了挤压边界条件下的震源孕育模式，包括断层的形成过程和地震活动特征，演示出孕震体由变形、破裂到宏观贯通的地震全过程以及它们的时空强基本规律．计算所得到的应力、变形和微震空间分布，形象地给出了变形局部化、震源迁移、膨胀或隆起，弹性回跳和X型共轭变形带等直观图象．      

1976年唐山地震震源动力过程的数值模拟

用新LDDA(Lagrangian DiscontinuousDeformation Analysis)方法模拟了唐山地震断层的破裂、错动和应力释放的整个动力过程．模拟结果表明,唐山地震的震源滑动过程在发震断层上各处不一样．近场位移受断层的曲率影响,断层凹侧的位移大于断层凸侧的位移．滑动过冲现象在震中处最大,并向断层两端衰减．我们发现,唐山地震断层的破裂速度和应力降与断层上的初始剪应力大小有关．唐山发震断层的最大动态、准静态位错量和剪应力降均发生在中间部位,分别是7.1 m、6.2 m和8.1 MPa、5.4 MPa,发震断层的平均准静态位错量和剪应力降分别为4.5 m和3.3 MPa,断层破裂的传播速度从震中向东南和西北方向分别为3.08 km/s和1.18 km/s．      

唐山地震孕震过程的数值模拟

本文用二维马克斯威尔粘弹性模型,模拟了唐山地震的孕震过程,探讨了唐山地震的力学背景与某些前兆异常的机理。研究结果表明:唐山地震震源体的形成可能是在定常边界力作用下,由于地壳介质的非均匀性,使弹性应变能在局部地区长期积累的结果。唐山断块区内可能存在坚固体所具有的高强度是造成应力差与应变梯度增大的决定因素,唐山地震前的许多异常现象与应变能积累到后期、地壳内发生岩石膨胀与断层蠕滑(相当于坚固体的软化)密切有关。     

唐山地震断层破坏及其力学过程的数值模拟

本文用数值分析方法探讨了地震从孕震到发震的力学过程,以76年的唐山地震为实例,用非线性有限元方法,分析唐山发震断层破坏的力学机制,用增量分析的方法,近似地按时间序列模拟发震断层和周围岩石从孕震到发震的力学过程,并与实测资料进行分析比较     

热应力三维数值模拟研究及热物质的运移在地震孕育过程中的作用探讨

通常认为地震主要由来自水平方向的板块构造应力引起 ,证据之一是强震的震源机制以走滑为主 ,但地震学家的研究结果也揭示了地震的发生还受到垂直力源的作用。关于垂直力源 ,目前的观点认为主要来自于上地幔的隆起或热物质的上涌。由于热物质的上涌将改变温度场的分布 ,从而引起整个应力场的改变 ,因此研究地震的孕育过程就不可避免地要研究热应力对地震孕育过程的影响。研究地震与热力源的关系从 70年代开始。由于缺乏更细致的资料 ,热力源与地震的关系研究一直停留在假设、解析分析或静态二维模拟的状态下 ,而更真实的三维热应力及其演化…     

唐山7.8级地震孕育背景及长期前兆异常特征的三维数值模拟

本文对由十余条深部地震测深部面观测结果综合归纳出来的一个华北地区岩石圈上部１２层三维非均匀模型，进行了应力场计算，并根据计算结果对唐山地震孕育背景及长期前兆异常特征进行了分析讨论。     

唐山地震前兆机制的数值模拟

本文主要目的在于研究唐山地震中期前兆的形成机制。采用二维非线性有限元模型,对穿过唐山的剖面结构进行模拟计算,研究剖面结构的不均匀性与震源区内应力集中的关系,岩石膨胀与地面隆起,以及其他震前异常的关系。研究结果表明,在震源体内存在坚固体的条件下,在地下几公里至十几公里处发生岩石膨胀是可能的,由此在地面造成隆起,并为地震活动异常,波速异常,深部物质上涌提供条件,故岩石膨胀可能是唐山地震中期前兆的基本机制。     

地震孕育过程的宏-细观力学模拟

由于多种原因 ,地震预测仍然没有取得突破性进展。固体材料损伤破坏预测理论是固体力学中非常困难的问题之一 ,这也正是地震预测困难的科学根源。随着计算机技术的发展 ,用计算机进行数值模拟可能会加深对这类复杂现象的理解。本文重点研究了地震孕育和破坏的力学过程 ,提出了适合于研究地震破坏的数值模型 ,从细观及宏观的尺度模拟研究了材料破坏和地震的一些基本特征和起作用的因素 ,得到了下面的主要结果 :在链网模型的基础上 ,我们研究了一种能模拟材料破坏各向异性特征的模型。该模型由几个不同方向的承载机制 (纤维 )构成 ,在给出各方…     

描述大地震孕育过程的几种度量方法的探讨

本文指出大地震的孕育和发生是非常复杂的动力学过程,是时间不可倒逆的非线性过程。从其复发率来看,它不是周期的,而是准周期的。为了研究大地震发生的复杂性和探讨预报的可能性,本文提出几个新的物理量研究和探讨大地震孕育和发生的动态过程。相信这对加深地震成因过程的认识和对地震预报的探索可能具有重要意义。这些物理量是:(1)离散傅氏谱分析;(2)自相关函数;(3)分形与分维;(4)Lyapunov指数;(5)Kolmogorov熵和广义q阶动态熵;(6)概率和不变分布。     

唐山7.8级强震孕育条件及前兆场时空演化的三维数值模拟计算与分析

首先对由深部地震测深剖面观测综合归纳出一个华北地区岩石圈１２层三维非均匀实际模型在承受和不承受来自底面的上拱力条件下的应力场进行了数值模拟计算，并根据计算结果对唐山地震孕震条件及长期前兆进行分析研究。     

地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元数值模拟

为探讨用数值方法模拟地震孕育、发生、发展动态过程的途径,从线性流变体介质内制约质点运动的运动方程出发,导出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元方程及程序。还给出了模拟进程中地震孕育、发生、发展过程的约束条件,使得可以用同一个程序完整地模拟地震孕育、发生、发展的全过程,为地震过程本质的认识以及物理预报的实现提供了一个潜在的新手段。     

唐山大地震近场宽频带地震动模拟

基于唐山地区大量的钻孔和波速测量等资料以及京津唐地区地壳结构模型,建立了唐山地区三维地下速度结构模型.利用宽频带地震动模拟方法模拟了 1976年唐山大地震的近场地震动,给出了极震区加速度时程和反应谱,并与烈度分布以及其他研究结果进行比对,本研究可为唐山市防震减灾提供参考.     

地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元数值模拟

为探讨用数值方法模拟地震孕育、发生、发展动态过程的途径,从线性流变体介质内制约质点运动的运动方程出发,导出了模拟地震孕育、发生、发展动态过程的三维有限元方程及程序。还给出了模拟进程中地震孕育、发生、发展过程的约束条件,使得可以用同一个程序完整地模拟地震孕育、发生、发展的全过程,为地震过程本质的认识以及物理预报的实现提供了一个潜在的新手段。     

强烈地震孕育过程模拟（以北天山为例）

研究了强烈地震孕育过程模拟的理论性构造问题。将以破裂力学为基础得到的结果与实验地震学资料作对比，结合北天山地震活动区构造主要特征作出的模拟可对阿拉木图试验场上观测到的长期前兆给出物理解释。     

青海省共和7.0级地震前兆的数值模拟

在共和地区简化的介质模型上，应用固液两相介质的本构关系，模拟计算了1990年共和7.0级地震的前兆特征．结果表明，模拟得到的介质状态分布、扩展变化与共和地震前可靠异常的时空分布规律大体相似．由此得知，共和地震的孕育经历了大面积弹性变形——早期的非弹性膨胀——西宁周围地区的应变软化与弹性恢复——震源附近高密度地体的非弹性膨胀——发震等过程．可以看出，它既不是一个简单的裂隙发育贯通过程，也不是孕震区非弹性体积膨胀、进水过程，而是介质多种状态此起彼伏的复杂进程，其具体程式受震源及周围地区的地质构造环境所决定．由此得出，不同地震孕育的地质构造环境不可能相同，其前兆显示的时空分布规律也必然不同．      

根据地下水资料的数字滤波探讨唐山大震的孕育过程

采用纯振幅、点阻、带通数字滤波器,处理了距唐山180公里范围内13口深井水位的大震前六年连续观测资料。结果表明,大震前存在井水水位的异常下降,这种异常下降首先发生在距大震震中100公里处,并且以每月5-6公里的速度分别向震中和离开震中的方向传播。地下水异常下降的时间-距离关系与该区里小震发生的时间-距离关系较一致。据地下水异常下降结果,我们提出唐山大震孕育过程可以分为三个阶段:1972年-1974年底,1975年-1976年4月,1976年4月-大震发生。     

唐山震区地震强度的演变特点

１资料１９７９年以前采用顾功叙教授主编的两本《中国地震目录》;１９８０年采用国家地震局分析预报中心编制,由教育科学出版社出版的《中国四级以上地震目录》;１９８１～１９８８年采用冯浩同志发表在《地震》（１９８１～１９８８年各期）上的资料;１９８９年以后...     

岩石层断块系中地震孕育过程的模拟

地震活动区地面缓慢运动观测表明，地震前存在地倾斜和地形变异常。虽然这些异常的存在毫无疑问。但迄今仍没有理论解释。为此，根据地震孕育过程的唯象学概念提出了地面缓慢运动的理论模型，把介质（岩石层）模拟为被裂缝弱化带分隔的绝对刚性断块系，用标准线性体的流变模型描述这些地带中应力和形变的关系。断块运动从一块到另一块的传递是靠过渡带中物质形变而实现的。雪崩式不稳定裂缝形成模型是地震孕育过程模型的依据。地震孕育过程 的不同阶段断裂带中介质特征的变化与雪崩式不稳定裂缝形成模型是一致的，可用标准线性体模型参数的时间变化来描述。断块位移和过渡带应力的时间变化函数由线性微分方程组来确定数值解。垂直和水平的断块运动模拟结果证明，地震在断块间介质中孕育时发生地倾斜和断块相对位移异常。所得结果在性质上与地震前观测到的地倾斜和地形变异常特征相当一致。