Non-Critical Precursory Accelerating Seismicity Theory (NC PAST) and limits of the power-law fit methodology

Iron formation rocks of Quadrilátero Ferrífero, Brazil, were deformed at greenschist facies. Quartz grains in bedding parallel veins were sheared and deformed by a combination of mechanisms assisted by aqueous fluids. Veins in the outcrop appear to be stretched parallel to the compositional layering. The overall vein shapes resemble those of boundinage and pinch and swell. In thin sections, veins show microstructures similar to those observed in hand samples, where domains of large quartz crystals are pulled apart for several millimeters. The voids between quartz fragments are filled with domains of polycrystalline quartz. The microstructural and orientation data show that the strain imposed on the vein as a rigid and competent layer was not accommodated in the quartz polycrystals exclusively by crystal plastic deformation or dynamic recrystallization. The new grains are strain-free, with straight boundaries and with weak to random crystallographic fabrics. We interpret these features to have resulted from a combination of processes, which included grain boundary sliding accomplished by solution transfer. We propose that the coeval operation of both mechanisms allows the aggregate to deform at higher strain rates without necking of the vein layer in a type of flow similar to those described in superplastic regimes.     

海峡西岸一次雾过程微结构及其起伏特征研究

2013年春季在福建省厦门市开展了海雾综合观测,选取了4月17日一次海雾期间的能见度、常规气象要素和雾滴谱资料,分析了沿岸海雾发生时的天气系统和微结构特征,并讨论了气象要素的起伏对雾发展、持续、消散及其微结构起伏的影响。海雾间歇阶段和消散阶段均有风速风向的突变;含水量、数浓度、平均直径和最大直径在不同阶段均有明显的差异,即使在同一阶段也不断波动;海雾爆发性增强过程中雾滴谱出现爆发性拓宽,平均直径、数密度和含水量骤然增大,宏观的气象条件也发生了明显变化;海雾不同阶段由于湍流、辐射以及气象条件的差异,雾滴空间分布的不连续,雾滴核化、凝结、碰并和蒸发作用,微结构的起伏较大。      

黄土湿陷机理研究现状及发展趋势

在回顾早期黄土湿陷机理研究成果的基础上,概述了黄土湿陷机理的发展历程,从微观结构、数理分析方法、土力学角度和建立本构模型4个方面总结了黄土湿陷机理的研究现状。通过工程实例研究提出了当前黄土湿陷机理发展中存在的问题;并对其发展趋势进行了分析。认为应以黄土微观结构研究为基础,结合先进测试仪器和分析软件,从非饱和土力学的角度出发,采用离散元分析手段,考虑溶盐因素,系统建立各种应力路径下黄土湿陷本构关系,从而完善黄土湿陷机理的研究。这对正确理解和研究黄土湿陷机理具有重大的理论意义和指导意义。     

地形效应和局部地质构造对计算同震形变的影响——以2011年日本东北大地震（Mw9.0）为例

本文利用二维有限元数值模拟方法,以2011年日本东北M_w9.0级大地震为例,探讨了地形和局部地质构造等物理因素对计算同震形变的影响.计算中使用了双节点技术构成断层滑动面,同时考虑了均质、层状、地形以及俯冲板片等不同构造介质模型.对不同介质模型分别计算并进行比较,以便考察不同物理因素的影响.数值计算结果表明：海沟地形对计算同震形变的影响非常大,局部地质构造的影响也很明显,而同时考虑地形和局部地质构造所产生的影响要比仅考虑地形效应更大,其影响在水平方向和垂直方向上分别达到-1.78~0.8 m和-1.4~0.64 m,相应的百分比分别为34%和92%.这些结果表明起伏较大的地形（特别是海山）及局部地质构造对计算同震形变的影响都不容忽略,它们均能被现代大地测量技术（如GPS、InSAR等）观测到,在计算同震形变或进行断层反演时应该加以考虑.     

Modification of fault slip models of the Mw 9.0 Tohoku Earthquake by far field GPS observations

GPS data from Crustal Movement Observation Network of China (CMONOC) are used to derive far-field co-seismic displacements induced by the M_w 9.0 Tohoku Earthquake. Significant horizontal displacements about 30 mm, 10 mm, and 20 mm were caused by this large event in northeast China, north China, and on the Korean peninsula respectively. Vectors of relatively large horizontal displacements with dominant east components pointed to the epicenter of this earthquake. The east components show an exponential decay with the longitude, which is characteristic of the decay of the co-seismic horizontal displacements associated with earthquakes of thrust rupture. The exponential fit of the east components shows that the influence of the co-seismic displacements can be detected by GPS at a distance of about 3200 km from the epicenter of the earthquake. By considering the capability of the far field displacements for constraining the inversion of the fault slip model of the earthquake, we use spherically stratified Earth models to simulate the co-seismic displacements induced by this event. Using computations and comparisons, we discuss the effects of parameters of layered Earth models on the results of dislocation modeling. Comparisons of the modeled and observed displacements show that far field GPS observations are effective for constraining the fault slip model. The far field horizontal displacements observed by GPS are used to modify the slips and seismic moments of fault slip models. The result of this work is applicable as a reference for other researchers to study seismic source rupture and crustal deformation.     

太行山北段中新生代断层岩的显微构造研究

太行山北段是大兴安岭 -太行山 -武陵山构造带中段的典型构造区 ,区内 2条主断裂 (紫荆关断裂和乌龙沟断裂 )组成的断裂带发育中、新生代的碎裂岩系列断层岩。通过对断裂带内不同岩性原岩区的断层岩进行详细的显微构造研究 ,分析了 3种主要变形强度类型的断层岩 (碎裂化岩石或构造角砾岩、初碎裂岩、碎裂岩 )的区域分布、显微结构以及微观变形机制 ,鉴定出断层岩中的 3期构造变形叠加 ,结合区域资料探讨了区内中、新生代断层岩反映的 3期主要构造运动及其特征 ,显示出构造强度逐渐减弱的演化趋势     

1999～2001年南北地震带GPS综合观测解的负位错模型

利用1999～2001年中国大陆GPS最优综合观测解资料,借助改进的负位错模型,研究南北地震带及其邻近区域活动块体与其边界断裂的构造变形特征,获取高应力应变积累的闭锁区段及可能与强震孕育有关的背景信息。分析表明：祁连山断裂带与海原断裂和日月山断裂交汇区、日月山断裂南段与拉脊山断裂、宗务隆山-西秦岭北缘断裂交汇部位;盐源-丽江地块及NE向延伸至川滇交界的安宁河、则木河断裂交汇区及其临近区域;鲜水河至安宁河断裂北段以及与龙门山断裂交汇部位、滇西南边界的永德龙陵-澜沧-勐遮断裂及其北段与怒江断裂交汇区域可能具有高应变能积累背景。而阿尔金断裂中段、海原断裂东段、库玛断裂东端、红河断裂中东段与元谋-绿汁江断裂及小江断裂的交汇区域也可能存在一定程度的应变积累背景。     

临汾水准巨幅形变的位错理论模拟与异常性质判定

在假设临汾水准两次巨幅形变异常为断裂错动的情况下,基于矩形断层位错模型模拟了罗云山断裂（土门-峪里段）错动所引起的垂直形变场分布,并通过D-InSAR技术对研究区域内的地面形变场进行实测,分析结果表明：（1）断裂错动理论上可导致长轴与断裂走向平行的椭圆状变形区域,位于断裂上盘的区域中心变形量最大,变形量向外围逐渐衰减为零,两次错动导致的变形波及范围分别约为长轴18Km和26Km,短轴12Km和17Km,显著变形幅度分别约为1-3mm和4-14mm。（2）D-InSAR实测形变场显示两次异常期间研究区域内未发现与断裂走向一致的连续变形区域,仅在盆地内部存在可能由于过量开采地下水所导致的地面沉降,变形范围约为10-12mm和10-15mm。（3）实测形变场与理论形变场在变形区域和变形幅度上均不一致,说明断裂活动引起临汾水准巨幅形变的可能性不大,可能为断裂上盘的土层局部变形所致。（4）通过断层位错模型的理论模拟和D-InSAR技术的实际监测相结合可以有效地确定跨断层水准巨幅形变异常的性质,为重大水准异常核实提供科学依据。     

安宁河-则木河-小江断裂带闭锁特征研究

分别利用1999~2007年和2009~2014年多期GPS观测获取的水平速度场数据,采用负位错反演模型,研究安宁河-则木河-小江断裂带的滑动速率和闭锁程度空间分布特征,同时结合历史强震记录,分析这几条断裂的地震危险性。结果显示：1)安宁河断裂和则木河断裂滑动速率受汶川地震影响有所减弱,小江断裂滑动速率在汶川地震后基本保持不变;2)则木河断裂中段和小江断裂的断层闭锁程度受汶川地震影响而显著加强,安宁河断裂、则木河断裂的西昌和巧家以北区域的闭锁程度基本不受汶川地震的影响;3)汶川地震发生前后,安宁河断裂的石棉-冕宁段、则木河断裂的西昌与巧家以北区域和小江断裂的通海-建水段闭锁深度均在20 km以上。结合历史强震记录和其他方法的研究结果,三者在未来一段时间内发生强震的危险性要高于其他断层段。     

干湿循环条件下红砂岩软弱夹层微结构与剪切强度的关联性

极旱极涝频繁交替的极端气候事件会加剧岩土风化,降低强度,影响岩土工程结构稳定。采用直剪试验和扫描电镜技术,研究了对顺层红砂岩边坡稳定性起控制作用的软弱夹层在常温状态、干湿循环条件下（60℃风干）的力学特性及微观结构变化规律,通过相关分析、逐步回归方法得到了影响强度的微结构显著变量,构建了反映二者关联性的回归方程。研究表明：红砂岩软弱夹层剪切强度及黏聚力在1～5次循环过程中急剧降低,5次后变化趋缓,循环次数对内摩擦角变化影响微小;干湿循环次数增加,平均面积、平均直径、平均周长、定向概率熵等4个微结构参数减小,并与黏聚力呈现正相关关系;颗粒个数、平均形状系数、形态分布分形维数3个微观参数与黏聚力呈现负相关关系;分析认为,干湿循环过程中宏观力学特性蜕化及微观结构参数变化之间显著相关,干湿循环造成的岩土颗粒胀缩、碎裂、结构破坏是导致红砂岩软弱夹层剪切强度蜕化的主要原因。