土壤氡对郯庐断裂宿迁段F5断裂探测和活动性的研究

郯庐断裂带宿迁段多年来一直被列为江苏地震重点关注区域。在该区域展开了多期活断层探测和工程地震安全性评价工作,地震监测已经建成了测震、形变、电磁、流体等多种手段。用气体地球化学方法开展相关研究,探索活动断层运动和地震发生之间的相互关系,是对该地区地震科学研究的一种补充,其有着十分重要的意义。沿郯庐断裂带宿迁段F₅断裂布设土壤氡测线并获得相关数据,结合地质勘察、浅层人工地震等资料进行综合分析,结果表明该区域内土壤氡探测结果对断裂带的位置、断层类型和特征、断层活动性具有较好的指示性。土壤氡探测展示F₅断裂两条分支断裂F_5-1、F_5-2的位置,氡浓度异常形态与断层特征存在一定的对应关系,并利用土壤氡浓度强度为指标,初步判断郯庐断裂带宿迁段F₅断裂2条分支断裂的相对活动性。     

软土场地基础隔震建筑减震性能研究

本文研究土与结构相互作用(SSI)对多层及中高层基础隔震建筑地震需求及隔震效率的影响规律,隔震层采用LRB铅芯橡胶与LNR普通橡胶隔震支座组合,就我国现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中软土场地设置隔震层问题做探讨。提出土与基础隔震结构相互作用的简化计算模型,对不同场地及隔震设计目标下的多层及中高层基础隔震结构进行时程分析。研究表明:软土场地基础隔震建筑隔震层的有效隔震效率相对于硬土场地有所下降,必须通过设置具有一定规格的LRB支座来满足隔震目标。本文给出了铅芯橡胶支座极限变形需求随建筑层高及隔震目标变化的规律。     

大灰厂断层形变测量结果的地质解译

对大灰厂断层形变测点的36年基线、水准观测资料进行了系统研究，将观测值的变化转换为断层的水平和垂直活动量，并从断层活动方式与所受压应力方向的关系研究了华北地区邢台一唐山地震时段和大同一张北地震时段，以及在八宝山断裂(大灰厂段)上显示的地震前后断层异常活动特征及相应的应力状态。认为对跨断层形变测量资料的分析研究不仅要通过一定的数学处理和统计学分析，更应当从断层活动方式及应力状态进行地质解译，以探索孕震过程中的断层活动信息。     

重庆荣昌及邻区中强震前后构造应力场变化特征

分布于某一区域内的多个地震的P波初动方向记录的总和包含着该区域的构造应力场的状态和地壳介质的某些信息,通过多个地震的P波初动方向求小震综合断层面解可以了解当地构造应力场的状况.本文依据2000年1月—2017年4月共69个地震台站记录的数字地震波形资料,选取具有清晰的P波初动的记录,利用格点尝试法计算重庆荣昌及邻区中强震前后不同时间段的小震综合断层面解,通过大量的不同时段的综合断层面解寻找在时间上稳定的空间规律性,由此推断出该区构造应力场的方向特征,从而分析其局部构造应力场特征.研究结果表明:研究区域内中强震孕震过程中的孕震应力场有增强趋势,利用P轴转向可以得到孕震信息.此外,地震后一段时间内求解得到的小震综合断层面解中的P轴方向一旦背离背景构造应力场,在这个应力场调整过程中会发生多次3～4级地震,但不会有4级以上的地震发生,而4级以上地震的发生要在应力场调整到与背景构造应力场方向一致以后才会重新开始孕育,这一规律能够为今后重庆地区中强地震的发生提取有用的地震前兆信息,在中强地震预测方面具有一定的参考价值.     

SH波水平入射穿越垂直断层隧道动力响应分析

结合黏弹性人工边界的时域波动输入方法和显式有限元法,设计了含垂直断层三维场地的SH波输入方法。基于建立的输入方法,研究了垂直断层对隧道地震响应的影响,并通过自由场算例验证了该方法具有较好精度。数值模拟结果表明:对于断层迎波侧的隧道结构,断层会对其地震动响应产生显著的放大作用,对于断层逆波侧的隧道结构,断层会对其产生隔离地震动的作用;相对周围围岩,断层介质的剪切波速越小,其产生的放大效应和隔震效果也会越显著;断层宽度越小,其对隧道地震动响应的影响范围也就越小,但是断层宽度的变化对于断层两侧隧道的地震动响应的影响并不明显。     

基于随机抽样一致性-网格搜索方法反演断层面倾角

采用小地震的丛集性活动资料定量地研究地下断层的三维几何信息对地震危险性评估具有至关重要的意义。若所使用的资料存在高比率的离群值,将会使断层几何参数的估值产生较大偏差。为了提高断层几何参数估值的稳健性,本文将随机抽样一致性（RANSAC）与网格搜索（GS）相结合,给出了随机抽样一致性-网格搜索（RANSAC-GS）估算方法。在数值模拟试验中,对模拟观测值加入1%,5%,10%和20%的离群值,分别采用GS和RANSAC-GS两种方法估算了断层面倾角,并从反演参数的残差、反演模型计算值与观测值的密合度、目标函数及相关度等方面证明了RANSAC-GS方法即使在高比率离群值的情况下,依然能够给出稳健的参数估值。最后,利用2008年1月至2012年12月鄂尔多斯地区小震重定位结果,以震源点到断层面距离最小为准则,采用RANSAC-GS方法反演获得太谷断裂的断层面倾角为52.5°,与前人的结果有较好的一致性,在此基础上对大地测量形变观测给出合理的阐释,从而证明了本文方法的有效性。      

断层类型对高烈度区分布的影响研究

本文收集整理了1966年以来震级大于等于6.5的破坏性地震的震害资料,通过分析历史震例数据将6.5—7.9级地震的Ⅷ度及以上烈度区和8级及以上地震的Ⅸ度及以上烈度区定义为高烈度区。研究了不同类型地震高烈度区的分布特点,并给出了不同类型地震震级与高烈度区长短轴之间的拟合关系。分析结果表明:(1)走滑型地震高烈度区分布基本为比较对称的椭圆,这可能与走滑断层作用的应力是来自两旁的剪切力,其两盘顺断层面走向相对移动,而无上下垂直移动有关;(2)倾滑型地震高烈度区分布不一定对称,具体分布受断层两侧以及断层本身介质的物理性质影响;(3)褶皱类型地震的高烈度区分布特点要根据地震的断层位错和地震时褶皱隆起两方面的信息具体分析。     

喜马拉雅地区与天山地区地壳强地震的孕震因素探讨

利用哈佛大学GCMT数据中心和前人积累的历史地震资料(1962~2016年M W>4.0地震)以及Crust2.0地壳结构统计分析了喜马拉雅地区、天山地区的地壳区域构造与地震活动间的相关性。此外,利用GFZ地学研究中心提供的静态卫星重力模型GGM03S/EGM2008和地形模型Topo计算了2个地区的各类重力异常场,同时还模拟了不同地壳弹性参数下的重力异常场,结果表明喜马拉雅地区重力异常场在水平、垂直方向的梯度特征远大于天山地区的异常特征,且喜马拉雅地区的有效弹性板厚度Te(6~15km)小于天山地区的有效弹性板厚度Te(20~30km)。最后,利用喜马拉雅地区与天山地区的GPS震间三维形变场约束了断层运动模型,结果显示两者主前缘断裂的断层闭锁深度及应力积累状态存在较大的差异。因此认为,造成青藏高原及邻区的边界地壳区域地震活动性差异的动力学因素,与地壳有效弹性板厚度、孕震断层参数及区域应力积累状态等密切相关。     

近场强震记录对汶川地震破裂过程的解释能力研究

选用方位角覆盖较均匀的43个近场强震记录,通过基线校正、积分和滤波后得到速度时程。采用非负最小二乘法和多时间视窗技术,反演了2008年汶川地震破裂过程。研究表明:①所选43个近场台站记录对近乎平行的北川断层南段和彭灌断层的滑动分辨能力不同,所选记录能很好地分辨北川断层南段的滑动,而对彭灌断层的滑动分辨能力要差;②为满足破裂后方区域台站合成记录的第二个波包,北川断层南段或彭灌断层需产生往破裂后方西南侧方向的破裂。综合考虑波形拟合残差及反演结果与地表破裂数据的吻合情况,得到可能的破裂顺序:破裂起始于北川断层南段深部低倾角位置,接着引起彭灌断层破裂,进而引起小鱼洞断层破裂,小鱼洞断层触发北川断层南段高倾角区域发生双侧破裂。