Solution of dynamic Green׳s function for unsaturated soil under internal excitation

The closed form three-dimensional Green׳s function of a semi-infinite unsaturated poroelastic medium subjected to an arbitrary internal harmonic loading is derived, with consideration of capillary pressure and dynamic shear modulus varying with saturation. By applying the Fourier expansion techniques and Hankel integral transforms to the circumferential and radial coordinates, respectively, the general solution for the governing partial differential equations is obtained in the transformed domain. A corresponding boundary value problem is formulated. The integral solutions for the induced displacements, pore pressure and net stress are then determined considering the continuity conditions. The formulas are compared with the degenerated solution of saturated soils and confirmed. Numerical results reveal that the response of the unsaturated half-space depends significantly on the saturation by altering dynamic shear modulus to account for the effects of matric suction on soil stiffness. Slight differences between the results occur if only the saturation is taken into account. Moreover, a large source-depth results in a pronounced contribution to the reduction of surface displacement amplitudes. The analytical solutions concluded in the study offer a broader application to dynamic response associated with axi-symmetric and asymmetric conditions.     

利用精确定位余震资料确定2014年云南鲁甸6.5级地震的断层面参数

运用双差定位法对2014年云南鲁甸6.5级地震序列余震进行重新定位,得到565次小震的精确定位结果.根据小震丛集性原则,求解发震断层参数的数学模型,运用模拟退火全局搜索和高斯牛顿局部搜索相结合的方法对地震发震断层面参数进行反演,得到鲁甸6.5级地震断层面的走向、倾角分别为160.8°和89.1°,并对其构造环境进行了分析.     

运用H-k扫描和人工读取震相到时两种方法对比研究云南地区地壳结构

利用云南及其邻区59个宽频地震台站记录到的30°~100°远震资料,采用P波接收函数方法对云南地区的地壳厚度和地壳平均泊松比分布进行分析。研究结果显示:用H-k扫描和人工读取震相到时两种方法得到的云南地区地壳厚度和泊松比分布情况较为吻合。研究区域内Moho面埋深南浅北深,横向变化达30~40 km。在川滇菱形块体东南缘,地壳厚度等值线呈东南向舌状突出。泊松比呈块体分布特征,断裂两侧差异显著。高泊松比的分布主要集中在滇缅泰块体内和研究区域北部以及小江断裂附近,这与该区处于印度板块与欧亚板块碰撞俯冲前缘的特殊地理位置有关。     

基于最邻近事件距离算法的丛集地震识别方法及应用

引入Zaliapin等发展的基于最邻近事件距离算法的丛集地震识别方法,首先使用不同类型的数据对方法进行检验,然后对胶东半岛和沂沭带的区域小震活动进行分析。结果表明,1996年以来沂沭带的小震活动近似满足泊松随机过程,主要是背景地震活动;而胶东半岛地区小震则存在明显的成丛活动。最后将该方法应用到1976年唐山MS7.8地震序列,通过序列发展不同时段的对比分析,结果表明,随着时间的推移,唐山地震序列中受此前发生的主震和较大余震影响作用的事件越来越少,序列的丛集性明显减弱,更多的小震或许可视为反映区域应力状态的背景地震。     

利用接收函数方法研究蒙古中南部地区地壳结构

2011年8月至2013年7月中国地震局地球物理研究所与蒙古科学院天文与地球物理研究中心在蒙古中南部区域布设了宽频带流动地震台阵,这为开展远东地区深部结构的精细探测提供了有利的数据基础.利用台阵记录的远震地震事件,采用P波接收函数的H-κ叠加分析和共转换点（CCP）叠加方法获得了台站下方的地壳厚度及平均波速比.结果显示研究区的地壳厚度介于39 km至45 km之间.整体上Moho面埋深从西北往东南方向逐渐变浅.在蒙古主线性构造两侧地壳厚度呈现区域性变化特征,东南部地区地壳厚度较薄,约为39 km,而西北部地区地壳较厚,达45 km,为此推测蒙古主构造线可能是地壳的一个陡变带.此外,研究地区地壳的平均波速比值（V_P/V_S）在1.70到1.79之间,均值为1.75,低于全球大陆的平均值1.78,这可能暗示着该区其地壳是缺少铁镁质的.研究还发现测线的西北与东南地区其地壳波速比值较高,推测是古生代铁镁质地壳的残留或是新生代岩浆底侵的反映.     

断层厚度的地震效应和非对称地震矩张量

本文导出了具有厚度和滑动弱化区域的断层的非对称地震矩张量表示式,指出要求地震矩张量具有对称性不是一个绝对必要的限制.在非对称地震矩张量中,位错项对应于对称地震矩张量,拉力项对应于非对称地震矩张量.由于拉力项等效于单力偶,所以在非对称地震矩张量解的两个节面上,沿滑动矢量方向的力偶强度不再相同,与较大力偶相联系的节面为断层面,与较小力偶相联系的节面为辅助面.这一性质可用以从两个正交的节面中判断哪一个节面是断层面.如果忽略拉力项,会高估与位错对应的标量地震矩.只有满足相应的约束条件的非对称地震矩张量才能表示具有厚度和滑动弱化区域的断层模型,并从中分离出与位错和拉力对应的地震矩张量.     

均匀介质中MRS方法三维模型的核磁共振响应

MRS方法三维含水体的核磁共振正演计算涉及两个难点：①激发场表达式的快速计算,该表达式为包含双重Bessel函数乘积的积分式,将该表达式分为两个积分区间,第一积分区间应用贝塞尔函数的汉克尔函数表述式及其大宗量渐近特性,将其转化为Fourier正（余）弦变换,采用快速计算方法实现数值计算;另一积分区间的计算直接应用一般的数值积分算法即能获得较高的计算精度。②三维含水体的空间离散化,提供柱坐标和直角坐标中的两种离散方法,可对任意形状的三维含水体进行构建。在此基础上,开发出相应的正演程序,并进行几种常见的三维含水体的MRS正演,对其初始振幅曲线进行规律总结。结果表明,三维含水体的MRS振幅响应与层状含水层振幅响应类似,使用收发共圈的工作模式将难以辨别地下含水体的空间形态。     

Crust and upper mantle structures beneath Northeast China from receiver function studies

P-wave and S-wave receiver function analyses have been performed along a profile consisted of 27 broadband seismic stations to image the crustal and upper mantle discontinuities across Northeast China. The results show that the average Moho depth varies from about 37 km beneath the Daxing’anling orogenic belt in the west to about 33 km beneath the Songliao Basin, and to about 35 km beneath the Changbai mountain region in the east. Our results reveal that the Moho is generally flat beneath the Daxing’anling region and a remarkable Moho offset (about 4 km) exists beneath the basin-mountain boundary, the Daxing’anling-Taihang Gravity Line. Beneath the Tanlu faults zone, which seperates the Songliao Basin and Changbai region, the Moho is uplift and the crustal thickness changes rapidly. We interpret this feature as that the Tanlu faults might deeply penetrate into the upper mantle, and facilitate the mantle upwelling along the faults during the Cenozoic era. The average depth of the lithosphere-asthenosphere boundary (LAB) is ~80 km along the profile which is thinner than an average thickness of a continental lithosphere. The LAB shows an arc-like shape in the basin, with the shallowest part approximately beneath the center of the basin. The uplift LAB beneath the basin might be related to the extensive lithospheric stretching in the Mesozoic. In the mantle transition zone, a structurally complicated 660 km discontinuity with a maximum 35 km depression beneath the Changbai region is observed. The 35 km depression is roughly coincident with the location of the stagnant western pacific slab on top of the 660 km discontinuity revealed by the recent P wave tomography.     

龙门山和成都地震构造区的划分

新编制的地震动参数区划图采用了潜在震源区三级划分方案,以体现背景地震活动空间分布的不均匀性,并在地震构造区内归纳出统一的地震构造模型.本文根据西南地区潜在震源区三级划分的成果,分析了龙门山地震统计区内的龙门山和成都地震构造区的基本特征,历史地震活动强度及频度,主要活动构造的构造变形样式,建立了地震构造区的发震构造模型,确定了构造区的本底地震及划分构造源的地震构造标志.同时,提出了确定背景源空间分布函数的简单方法.