断层地震孕育和发生的不稳定性模型

在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β（围岩切线刚度与断层刚度最大值之比）是决定地震失稳的重要参数,只有当β<1时才会出现地震失稳,且伴随应力突跳和围岩应变能释放.当β≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳.     

MS8.0汶川地震对MS7.0芦山地震成核失稳的影响

依据速率-状态依赖性摩擦本构关系,并结合中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,以震后库仑破裂应力变化和同震动态库仑破裂应力变化的计算为基础,模拟了两种应力变化对芦山地震断层的失稳发震时间的影响,研究了2008年M_S8.0汶川地震与2013年M_S7.0芦山地震之间的触发关系.计算得到,汶川地震在芦山地震震源断层面上产生的动态应力变化的峰值为0.127 MPa;此外,经过近5年中下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应,芦山地震震源断层面上受到的震后应力变化值为0.025 MPa.结果表明,芦山地震的震源断层在应力积累逐渐接近临界状态的某一特定时期内,受到了汶川地震产生的动态应力变化、静态应力变化以及黏弹性松弛效应造成应力变化的共同触发作用,且动态应力的延迟触发作用可能更为显著.最后对芦山地震之后研究区域的应力变化场进行了初步探讨.     

根据烈度分布确定华北历史地震破裂区的经验准则及其应用

地震破裂区是地震时沿发震断裂带的同震错动面或破裂面在地表的垂直投影区域,指示了震源断层/破裂的位置与尺度。确定过去长期的强震/大地震破裂区是鉴别地震空区、研究与预测强震危险性的重要基础。对于现代强震,破裂区可运用多种现代技术方法确定,但对于历史强震,破裂区确定的方法需要探索与发展。以华北地区为例,研究利用烈度/等震线资料、结合地震构造与震区地表地质环境等信息确定历史强震破裂区的方法,并开展应用试验。结果表明:研究区现代地震破裂区延伸的烈度区间与极震区烈度、震区环境之间存在密切关系,基于这种关系建立了2条经验准则,可分别用于根据烈度分布确定华北2类震区环境(基岩区和厚层第四纪松散堆积覆盖区)历史强震破裂区的位置与延伸。文中还提出通过综合地震构造、现代小震/余震分布等信息,辅助确定历史强震破裂区横向宽度的思路与途径。作为应用试验,文中确定了5次历史地震的破裂区,结果表明本文发展的经验准则及相应方法适用于华北地区历史强震破裂区的确定。     

2008年汶川MS8.0地震反应谱平台值衰减特性研究

2008年汶川M_S8.0地震获得了大量的强震动记录, 为研究反应谱特征参数衰减特性提供了重要的基础资料. 本文对已知场地条件的174个台站的记录进行研究, 计算其加速度反应谱并按照最小二乘分段拟合方法进行标定, 进而拟合了反应谱平台值的衰减关系;对比分析了水平方向与竖直方向反应谱平台值的衰减特性, 提出用“平台值的场地衰减影响系数”来定量研究不同场地类型对反应谱平台值的影响, 用“衰减曲线下降速率”来定量分析不同衰减曲线的衰减速率. 通过计算得出水平向Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ类场地的平台值场地衰减影响系数平均值分别为0.5358, 1和1.579, 且Ⅲ类场地的加速度平台值衰减曲线的衰减速率最小.      

中国西部地区利用烈度数据估计地震动参数的方法

通过最近收集到的中国西部地区的6次地震的地震动参数和烈度数据,建立了该地区适用于贝叶斯方法的各烈度档P(I|GM)的经验分布。利用2011年发生的四川炉霍地震和新疆伽师地震资料验证了依据烈度数据用贝叶斯方法估算峰值加速度的可行性。研究结果还表明,用贝叶斯方法估计的参数精度与选择的先验概率(衰减关系)显著相关。针对这2次地震,用各烈度档地震动参数的均值法、地震动衰减关系法及贝叶斯法3种方法估算的峰值加速度值与峰值加速度观测值之间的均方根比较表明,用贝叶斯方法估算的参数精度优于用另2种方法所获结果。     

描述软土不排水循环应力应变响应的拟动力关系

依据等效黏弹性理论与蠕变理论,建立了描述一般应力状态饱和软土不排水循环应力应变响应的拟动力本构关系。该关系包括三个基本参数：循环剪切模量,阻尼比与增量循环累积应变。利用循环剪切模量与阻尼比随土单元八面体剪应变的变化描述循环荷载作用下软土的不排水循环应变,依据Mises蠕变势函数与正交流动法则确定循环累积应变增量。通过饱和软土不固结不排水循环三轴压缩试验确定这些变化关系。按确定出的参数预测循环三轴拉伸与循环扭剪试验结果。预测出的循环拉伸试验剪切模量和阻尼比随八面体剪应变的变化与试验结果吻合。对于循环扭剪试验,当循环偏应力与静偏应力方向一致时,预测出的循环累积应变随循环次数的变化与试验结果基本一致;当循环偏应力与静偏应力作用方向不一致时,预测出的循环累积应变与试验结果相比偏小。     

初始主应力方向对饱和粉土循环剪切特性的影响

利用“土工静力 动力液压 三轴扭转多功能剪切仪”,针对采用初始成样含水率为0和10%夯击法制备重塑饱和粉土试样,在初始平均主应力为100 kPa,初始中主应力系数为0.5,初始偏应力比为0.433,初始主应力方向角分别为0°、30°、45°的条件下完成非均等固结,然后保持平均主应力和中主应力系数恒定进行不排水循环扭剪实验。着重探讨初始成样含水率和初始主应力方向对粉土动力剪切变形、强度及孔压变化等特性的影响。实验结果表明：初始主应力方向对重塑粉土的变形与强度特性的影响程度有所不同;初始成样含水率对饱和重塑粉土的动力变形及强度特性具有显著影响。     

全国地震重点监视防御区县级机构 防震减灾能力对比研究

以中国地震局在2007年和2012年组织的针对全国地震重点监视防御区的两次大规模问卷调查为依据,以东、中、西部9个省的县级防震减灾机构的工作为研究对象,在对组织机构及经费保障、监测预报能力、工程性防御能力、应急准备能力、宣传教育5个方面共16个技术指标进行统计对比的基础上,就地震重点监视防御区制度的实施情况和实施成效从时间上进行对比分析研究.结果表明,几乎所有指标均有不同程度的提高.此外,本文还针对地方防震减灾工作中存在的一些问题,给出了建议.     

乌龟井地震台氡值变化分析

2013年9月龟井台水氡观测值出现大幅度下降,为了分析其原因,将SD-3B测氡仪与FD-125型两套仪器测得的氡值变化趋势进行对比分析,结合SD-3B测氡仪历年观测资料,对于这一异常现象进行分析,排除各种外界干扰因素以后,认为近期水氡超幅度异常变化是由于降雨骤增地下水动力系统条件改变引起的平衡态转换所致。井水位在-8 m处是临界点。当干旱少雨致使外来渗入补给水不足时,出现井水位低于-8 m,此时很少地表水渗入,观测井水也少有外渗流出,溶解在井水中的氡富集度较高,水氡背景值就在一个较高值的范围内变化。当降水增加致使地下水渗入增加,井水位上升,同时观测井水向外流出,造成地下水动力系统条件改变,氡值就会出现突发性的下降,在井水位高于-8 m后,由于大量渗入的地表水稀释和观测井水向外流出带走大量溶解氡,这一状态下氡浓度会较低,水氡观测背景值在一个较低值范围内变化。     

空间数据更新中多源数据不一致的表现与成因分析

由于地理空间数据的标准化工作相对滞后,不同部门往往根据不同的需求和目的,对同一地区的数据生产采用了异构的生产环境,导致生产出的数据各有特点和优势,对于同一个地理实体可以有多种不同的数据源,当空间数据更新和应用过程中涉及的多个数据源描述同一地理实体时,就会产生数据不一致的现象。本文首先对空间数据更新中多源数据的不一致进行了归纳和分析,分别从几何位置、要素关系和属性特征三个方面阐述了多源空间数据不一致的表现;然后分析了多源空间数据不一致的原因,认为是由于坐标系、地图投影、资料应用情况、空间数据误差等多方面因素的差异导致多源空间数据的不一致。