复杂断层网络环境下地下洞室群三维地质分析与应用

断层构造是制约地下工程设计与施工的关键因素。综合考虑复杂地质构造与地下洞室群结构的耦合关系,采用三维地质建模方法建立实现了地层体、断层体与地下洞室群结构的统一模型。基于三维模型提出了断层复杂度的概念,为水利水电工程地下厂房洞室群的选址方案分析提供了一种新的手段。针对地下围岩稳定性问题,提出基于断层与断层、断层与开挖面相互切割的曲面块体识别方法,搜索地下厂房洞室群内可能的失稳区域。上述方法已成功应用在某水电工程地下厂房洞室群分析中,在设计方案优化分析中取得了良好的效果。     

青藏块体东北缘弹性块体边界负位错反演与强震地点预测

利用青藏块体东北缘1993——1999年、1999——2001年和2001——2003年3个时段的GPS水平运动速度场成果,通过研究建立的弹性块体边界负位错模型反演,给出该区构造块体及其边界断裂运动与变形差异、构造应变场时空分布、高应变能积累部位以及强度的定性分析和定量描述. 在充分考虑区域构造及块体应变的前提下,研究与该区6级左右及6级以上地震地点预测相关的背景性前兆的共性特征.      

青藏高原东南缘地震活动与地壳运动所反映的块体特征及其动力来源

通过分析青藏高原东南缘活动断裂带的活动特征和GPS资料显示的现今地壳形变场,辅以历史地震及地表破裂、震源机制解类型等资料,将青藏高原东南缘地区分成了11个次级块体.其中包括了西秦岭次级块体、阿坝次级块体、龙门山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体,香格里拉次级块体、滇中次级块体、保山次级块体、景谷次级块体、勐腊次级块体和西盟次级块体;并利用这些次级块体内的GPS站点速率计算出了这些块体现今运动情况及各块体之间断裂的滑动速率,分析认为各次级块体均受到了一种来自其相邻块体的主要应力作用而发生了旋转,其中保山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体、香格里拉次级块体、滇中次级块体的旋转尤为显著;同样,相邻块体之间的边界断裂带也呈现了相应的挤压或拉张活动特征,而藏东次级块体与雅江次级块体、雅江次级块体与滇中次级块体之间的挤压最为明显.利用上述结果,本文讨论了该地区的现今地壳形变特征,认为刚性块体的挤出作用与重力滑塌作用并存于该区域内,下地壳"管道流"的拖曳作用是该地区刚性块体挤出作用和重力滑塌的主要原因, 另外缅甸板块相对于自身的逆时针旋转作用在其北部引起的拉张作用也是重要因素之一.     

松潘-甘孜块体东北端强震间相互作用及地震危险性研究

松潘-甘孜块体位于中国大陆西南部、南北地震带的中段,其东段与扬子块体相接,拥有多条活动断裂带,是青藏高原北部的主要构造单元.该地区地震活动性强烈,历史上曾发生过多次灾难性地震.本文基于地震触发原理和黏弹松弛分层地壳模型,计算了松潘-甘孜块体东北端历史强震之间应力传输和相互作用的过程.模型结果显示,受之前地震导致的库仑应力场变化的影响,1879年武都地震和1976年8月23日松潘M7.2级地震震中库仑应力积累提升,将促进这些地震提前发生;1933年M7.5叠溪地震和1973年M6.5松潘地震震中库仑应力降低,前续地震的影响可能使得这两次地震的发震时间推迟;在研究历史地震对1960年漳腊M6.7级地震、1976年8月16日M7.2级和1976年8月22日M6.7级松潘地震的作用时,有效摩擦系数的取值十分重要,当有效摩擦系数取0.8时,前续地震导致的应力场变化将促进以上三次地震的发生.松潘-甘孜块体东北端的强震活动有效地增强了西秦岭北缘断裂、东昆仑断裂玛沁-玛曲段、鲜水河断裂康定-道孚段和岷江断裂中段上的库仑应力积累,将提升这些断裂今后发生地震的概率;有效降低了龙日坝断裂上库仑应力的积累,降低了该断层上发生地震的概率.松潘-甘孜块体的地震活动降低了汶川地震震中位置的库仑破裂应力,但提升了破裂面东北段的应力积累,有助于汶川地震向东北端破裂.     

GPS地壳形变观测及其在中亚大三角地震构造域的应用

纵观全球中强地震的空间分布,除一系列的洋脊、裂谷、海沟、转换断层和大陆内部的古板块边缘等大型构造活动带被清晰地勾画和显示外,在亚洲大陆东部地区相对密集的地震还清楚地勾画了一个面状的三角形区域。自1898年以来,该区域记录到的6级及以上地震占     

青藏块体强震活动状态分析

强震活动状态分析与研究是地震形势跟踪分析的重要基础,以频次的角度分析和探讨青藏块体的强震状态特征,研究表明,青藏块体存在强震平静与活跃交替活动的状态特征,已经历5个平静与活跃交替活动的状态过程.2008年3月21日于田7.3级地震、5月12日汶川8.0级地震和2010年4月14日玉树7.1级地震的发生表明青藏块体强震活动已处于活跃状态.     

民国时期滇西南地区三次强震补充调查

本文通过对民国时期发生在滇西南地区的1938年5月14日澜沧MS6.0级、1941年5月16日耿马MS7.0级和1941年12月26日澜沧MS7.0级3次地震历史资料的系统收集和整理,并在前人已有研究的基础上,通过现场采访和补充调查获得的新资料,修改和完善了这3次地震的等震线图和极震区范围,并结合该区地形地貌特征和断裂最新活动性研究结果,综合分析评述了其发震构造特征。结果表明,这3次强震发生在腾冲-澜沧新生地震带附近,分别与黑河断裂、南汀河断裂西支及澜沧断裂勐遮段的新活动密切相关。     

利用InSAR技术研究滇西南镇康—永德地区现今地壳形变特征

基于12景ALOS PALSAR卫星影像,利用InSAR的前沿技术,提取了2007~2010年滇西南镇康—永德一带的平均地壳形变速率和形变时间序列,并结合不同时段的水准和GPS监测结果,从三维角度研究了该区域现今的地壳运动特征。研究结果表明,水准资料显示的镇康—永德一带异常隆起区位于南汀河断裂带附近,范围沿北东—南西方向呈近椭圆形展布。这一地壳形变异常区在数十年尺度上表现为隆升(速率约2~3 mm/a),表明区域具备中强地震孕育的地壳形变背景。而在2007~2013的数年尺度上表现为大幅垂向形变波动,可能反映区域近年来地壳垂直运动比较活跃,应加强跟踪与监视。     

基于凹体凸化的全空间块体识别方法

采用结构面切割多面体再合并的方法可以实现有限结构面间的块体识别,但切割的对象必须为凸体,而实际工程中的岩体模型并不局限于凸体。为了解决这一问题,提出一种凹体凸化方法,用于将凹体模型分解为凸体子区。首先,通过面单元法建立岩体模型,并设置可包裹模型的长方体;其次,以平面对凸多面体的切割算法为基础,利用面单元所在平面将所设置的长方体切割为若干子区;最后,通过判断子区与原模型的位置关系而实现凸化,并对凸化过程中的关键算法进行说明。针对切割过程中结构面与多面体的接触性判断问题,给出了从粗略到精确的判断方法,有效地减少了计算量。结合两个具有代表性的算例,给出所提块体识别方法的过程和结果,结果显示,所识别出的块体形态及数量不受限制,从而证明了本方法用于凹体模型的适用性与有效性。     

青藏块体8级左右地震前中强地震 活动图像的相似性演化

2008年5月12日,四川汶川发生8.0级特大地震.汶川地震前,青藏块体曾出现与2001年11月昆仑山口西8.1级特大地震前相似的大规模中强地震活动图像.为了探讨8级左右地震前的中强地震活动规律,本文研究了1900年以来中国大陆地区8级左右地震前中强地震的时空分布特征,认为①青藏块体8级左右地震前一般会出现中强地震活动图像的两阶段演化,第一阶段主要表现为中强地震沿印度板块与青藏块体接触带附近分布、青藏块体内部平静,第二阶段主要表现为中强地震向青藏块体内部扩展,形成大规模中强地震条带,未来主震一般发生在大规模中强地震主条带或者多组条带的交汇处.②该演化规律可能反映了印度板块作用于欧亚板块(尤其是青藏块体)产生的大区域地壳运动与构造应力场的动态变化过程,对预测青藏块体8级左右地震(尤其是8级以上特大地震)有一定意义,对预测新疆块体8级左右地震有参考价值,但尚不适用于中国大陆东部地区.③从更大范围考察中强地震活动图像的演化,有可能发现大地震前的场兆信息,对分析、预测未来的8级左右地震是一个有意义而且可行的方向.本文还对汶川地震的孕震过程和大规模中强地震条带的形成机理作了初步的探讨.