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ISSN 0253-3782 CN 11-2021/P

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基于Chester-Higgs模型探讨摩擦生热对断层演化进程的影响
高雅琪, 史保平
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20170229
[摘要](75) [HTML全文](42) [PDF 2823KB](1)
摘要:
速率和状态相依赖的摩擦定律(简称RSF定律)是通过大量岩石力学实验总结得到的经验定律,用以定量化描述断层内部复杂的摩擦过程,现已成为研究地震成因和断层演化机制的理论基础,也是本文采用的重要定律。结合Chester-Higgs摩擦模型和McKenzie-Brune摩擦生热模型,在1D弹簧-滑块-断层近似模型下,利用四阶变步长的Dormand-Prince算法,研究探讨了断层摩擦生热对断层演化的影响。结果表明:与忽略温度影响的情形相比,摩擦生热造成的温度上升可导致断层滑移时刻的略微提前,并伴随着摩擦系数和状态变量的下降,同时也使得断层的滑移量和应力降略有减小,而滑移速率有所增大;另外,在考虑温度影响时,有效正应力和临界滑移距离也会影响断层的演化过程,断层上的有效正应力越大,断层失稳时刻越提前,温度上升越明显;断层的临界滑移距离越大,断层失稳时刻则越迟,温度上升越显著,但当临界滑移距离超过5 cm时,具有不同临界滑移距离的断层,失稳时的温度则基本保持一致。
2018年5月松原MS5.7地震序列发震断层及应力场特征
李君, 王勤彩, 郑国栋, 刘庚, 周辉, 周聪
当前状态:   doi: 10.11939/jass.20180101
[摘要](106) [HTML全文](72) [PDF 1854KB](9)
摘要:
近年来吉林松原地区中强地震活跃,研究松原地区地震序列的断层结构及应力场特征对科学地认识东北地区孕震环境及开展防震减灾工作具有重要意义。利用双差定位方法对2018年松原MS5.7地震序列中ML≥1.0地震重新定位,之后使用CAP方法求解松原MS5.7地震序列中强地震的震源机制解,再借助MSATSI软件包反演得到松原地区的区域应力场。综合分析以上研究结果得到如下结论:① 松原MS5.7地震序列发生在NW走向的第二松花江断裂与NE走向的扶余—肇东断裂交汇处。将小震精定位结果沿两条断层走向作剖面分析,NW向剖面主轴长度约为5 km,震源分布均匀,NE向剖面主轴长度亦约为5 km,震源呈倾向NE的高倾角分布;② 4个ML≥3.7地震的震源机制解具有良好的一致性:节面Ⅰ走向为NE向,节面Ⅱ走向为NW向,均为高倾角走滑断层。中强地震的震源机制与第二松花江断裂性质基本一致,由此推断第二松花江断裂是本次松原地震的发震断层;③ 松原地区的主压应力方位角为N86°E,倾角为7°,主张应力方位角为N24°E,倾角为71°。松原地区的区域应力场既受到大尺度的板块构造运动的控制,又受到区域构造运动的影响。在太平洋板块对北东亚板块向西俯冲作用下,东北地区产生了近EW向的主压应力,受周边地质构造控制,松辽盆地内NE向断裂与NW向断裂交汇处易发生走滑型地震,2018年松原MS5.7地震序列的主震正是在这种构造作用控制下发生的中强地震。

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广西龙滩水库地壳QS二维成像
叶庆东, 阎春恒, 王生文, 毛远凤, 余大新, 闫琳琳
2018, 40(6): 689 -700. doi: 10.11939/jass.20170227
[摘要](130) [HTML全文](88) [PDF 10008KB](20)
摘要:
本文收集了广西龙滩水库地震监测台网2006年9月至2016年12月精定位后的3 382次ML≥0地震的数字波形资料,采用二维衰减成像技术获得了龙滩水库库区的QS二维分布图像。结果显示:龙滩水库库区QS的横向不均匀变化明显,QS低值区围绕着库区近似呈环形分布;在QS低值分布区附近,大多为河流与断裂带的交汇处;QS低值分布主要对应于透水性较强的岩性地区。以上现象表明QS低值分布受水、断裂、岩性等3种因素的影响,由此初步推断库水可能沿着断裂上的岩石破碎带及节理、裂隙发育地区和具有较强透水性岩层区域向下渗透,使得岩石孔隙中充满流体,内摩擦增大,地震波剧烈衰减,从而使QS值大幅下降。结果还表明:大多数地震发生在QS高、低值过渡区域,这种“软”、“硬”介质的交界处,容易积累应变能,孕育地震。这是由于当QS高、低值过渡区域受到水的加载作用及其对裂隙边界的润滑作用,发震断层的抗剪强度降低,使滑动容易产生,从而诱发地震。
云南普洱糯扎渡水库蓄水前后P波速度结构变化特征
曹颖, 付虹, 张海江, 陈余宽, 黄江培
2018, 40(6): 701 -718. doi: 10.11939/jass.20180028
[摘要](142) [HTML全文](92) [PDF 6526KB](17)
摘要:
基于云南省糯扎渡水库台网17个台站所记录到的2009年11月至2014年9月期间的5 247次地震的P波绝对到时资料和相对到时资料,以及波形互相关得到的相对到时资料,采用双差地震层析成像方法联合反演了糯扎渡水库库区蓄水前和蓄水后2011年11月30日至2012年12月31日及2013年1月1日至2014年9月30日这3个阶段的震源参数和三维P波速度结构。结果显示:糯扎渡水库蓄水后,水库库区地震的发生频次增多,经重定位后的震源深度大多在10 km以内,尤其以5 km以内的居多,与前人得到的水库诱发地震震源深度小于10 km的结果基本吻合;随着蓄水量的增加,库水沿断层渗透,孔隙压力变化导致地震增多的区域延伸至左岸支库黑江和库区回水至库区中段的澜沧江段,并进一步向威远江和小黑江延伸,这些区域的P波速度降低;整体的水库渗水作用最大深度不超过7 km。
利用反透射系数确定理论地震图计算过程中的积分限阈值
吴永祺, 张海明
2018, 40(6): 719 -727. doi: 10.11939/jass.20180013
[摘要](116) [HTML全文](75) [PDF 1313KB](10)
摘要:
本文尝试基于理论分析来求解积分限阈值kc,即通过反透射系数来确定kc。根据计算理论地震图的广义反透射系数法,在反透射系数中进行求逆运算的矩阵行列式的零点将会使得被积函数产生较大的变化,通过具体实例显示出自由界面处的反射系数中含有的零点可以作为合适的kc。多种情况的实例显示,通过反射系数来确定kc具有较好的普适性。通过与经验公式的计算结果进行比对,表明根据本文方案所确定的kc在保证准确性的同时可以有效地提高计算效率。
震源有限性及其对地震早期预警系统的意义
李佳威, 张盛峰, 张琰
2018, 40(6): 728 -736. doi: 10.11939/jass.20180010
[摘要](71) [HTML全文](43) [PDF 2119KB](3)
摘要:
本文通过多个震例的假定情形,讨论了地震破裂的有限性对地震早期预警系统布局设计的重要意义。分析结果认为,地震早期预警系统对地震减灾所能发挥的作用要远大于传统地震学视角下的预期。该观点深化了目前所认为的预警台站应该适当考虑非均匀布设的认识,强调在发生较大地震时,近断层区域密集布设的预警台站可能会使地震早期预警系统更加有效。
局部山体地形对断层动力学破裂过程的影响研究
王铭锋, 郑傲, 于湘伟, 章文波
2018, 40(6): 737 -752. doi: 10.11939/jass.20180022
[摘要](109) [HTML全文](66) [PDF 3817KB](5)
摘要:
基于曲线网格有限差分方法研究了垂直走滑断层在不同山体地形情况下的动力学破裂传播,分析并讨论了局部山体地形对断层破裂过程及相应地面地震动的影响,得到了各模型断层面的动力学破裂过程及相应的地表峰值速度特征。研究结果表明,山体地形尺度(山体高度及底部延展距离等)对断层动力学破裂过程影响较大,进而影响到相应的地面地震动分布。当山体地形处于自由地表上亚剪切向超剪切转换的位置附近时,山体地形会阻碍断层面上自由地表超剪切的产生。一般而言,对于具有一定埋深的断层,当山体地形底部延展距离一定时,山体高度越高,其对自由地表超剪切的阻碍程度越大;当山体高度一定时,地形底部延展距离越大,越会阻碍自由地表超剪切的产生,这种破裂过程的变化会导致相应地面地震动呈现不同特征的分布。此外,还探讨了断层破裂过程及相应地震动对成核区外初始剪切应力变化的响应,结果显示,当初始剪切应力较高时,高应力降引起的超剪切破裂会对断层破裂及相应的地震动分布起主导作用。
基于S变换的高频全球导航卫星系统同震数据的震相识别研究
王杰民, 殷海涛
2018, 40(6): 753 -759. doi: 10.11939/jass.20180029
[摘要](132) [HTML全文](89) [PDF 2059KB](8)
摘要:
为研究高频全球导航卫星系统(GNSS)信号的P波和S波到时,本文利用2008年汶川MS8.0地震震时部分站点记录到的1 Hz高频GNSS数据,采用广义S变换将同震信号进行二维时频域平面分解,以此对P波和S波到时进行识别。本文通过调整广义S变换中的调节因子λap得出,当λa=1.05,p=1.05时,变换所得图像中的P波和S波到时均较为明显。结果表明,S变换在高频GNSS震相识别中效果明显,可作为GNSS地震学应用中一项有效的技术手段。
陕西韩城台巨幅地倾斜异常的成因分析
杨小林, 王军, 王希彬, 王新, 窦玛丽, 危自根
2018, 40(6): 760 -773. doi: 10.11939/jass.20180025
[摘要](611) [HTML全文](407) [PDF 2560KB](40)
摘要:
巨幅地倾斜异常既可能是地震前兆异常信息,也有可能是仪器问题或环境干扰所致的异常信号. 有效地厘清其性质,对地震前兆异常的及时识别与科学判定至关重要. 陕西韩城台金属水平摆EW分量自2010年以来连续两次出现巨幅东倾和西倾异常,幅度分别约达140″和180″,该巨幅地倾斜异常产生的根源至今尚未被厘清. 鉴于此,本研究依据韩城台所在区域的水文、构造和地震活动等特征,提出并分析了地下水动力变化、韩城断裂慢滑移和地壳应力场变动等3种可能的成因机制. 结果表明,第一种成因机制难以有效地解释巨幅地倾斜异常,第二和第三种成因机制则具有一定的可能性,但证据还不够充分. 因此,更可靠的物理解释尚需更多的观测和更深入的研究. 尽管本文未能给出该巨幅异常的真正成因,但所采取的分析方法可为今后巨幅地倾斜异常性质的判定工作提供有益的参考.
鄂尔多斯地块及邻区重力均衡研究
张恩会, 石磊, 罗娇, 李勇江, 杨晨艺
2018, 40(6): 774 -784. doi: 10.11939/jass.20180038
[摘要](121) [HTML全文](81) [PDF 2706KB](16)
摘要:
为更加精细地了解鄂尔多斯及其邻区的地壳均衡状态,本文在考虑地壳密度横向变化的基础上计算了该区域的重力均衡异常。首先,利用研究区内重力异常和真实莫霍面深度进行反演得到壳幔密度差分布,以艾里均衡理论为基础计算了莫霍面的理论深度;其次,通过莫霍深度理论值与真实值对比来获得研究区的重力均衡异常;最后,结合区内地震分布,讨论了重力均衡异常与地震活动的关系。结果表明:研究区内盆地以负均衡异常为主,山地则表现为正均衡异常,鄂尔多斯地块内部基本均衡;研究区内中强地震主要分布在重力均衡异常梯度带上。
鄂尔多斯地块北缘b值的时空特征及其地震预测效能分析
张帆, 韩晓明, 陈立峰, 李娟, 李拴虎, 胡博
2018, 40(6): 785 -796. doi: 10.11939/jass.20180020
[摘要](338) [HTML全文](225) [PDF 9521KB](47)
摘要:
使用中国地震台网1970—2017年地震目录,在评估目录完整性和删除余震的基础上,使用最大似然法对鄂尔多斯地块北缘进行b值时空扫描. 扫描结果显示,鄂尔多斯地块北缘的低b值区域主要分布于阿拉善和晋冀蒙地区,低b值区域的空间分布随时间呈现一定变化. 低b值区域与中强地震存在一定的对应关系,对14次震例的回溯性检验显示,其中10次地震发生在低b值区域及其边缘. 使用Molchan图表法和R值评分法对b值时空扫描结果进行预测效能检验,以低于阈值的区域为预测区域,计算不同阈值的漏报率、报准率和时空占有率。Molchan图表法检验结果显示,本文所使用的b值时空扫描方法的预测效果优于泊松分布,最优结果的概率增益达到2,显著性水平达到0.25. R值曲线显示,当阈值为0.8时,达到最高R值0.28,并达到97.5%置信水平.
2017年九寨沟MS7.0地震前热红外亮温异常与盆地效应
张丽峰, 郭晓, 章鑫, 屠泓为
2018, 40(6): 797 -808. doi: 10.11939/jass.20170207
[摘要](139) [HTML全文](86) [PDF 1711KB](15)
摘要:
以中国静止气象卫星亮温数据为数据基础,采用小波变换和功率谱估计方法进行处理分析,并对处理后的数据进行时空扫描。结果表明:① 在2017年8月8日九寨沟MS7.0地震前,沿龙门山断裂带存在一条热红外辐射增温带,其热辐射异常主要分布于四川盆地边缘,异常面积最大可达6×104 km2,九寨沟地震即发生在增温区域的边缘;② 九寨沟地震的相对功率谱时序演化特征显示,2017年7月初相对功率谱幅值迅速升高以后,长时间持续呈高幅值状态,且与过去十年的数据相比相对功率谱较为突出,直到地震后一段时间才恢复;③ 九寨沟地震异常的分布与汶川地震前热辐射异常展布相似,对其它发生在含油气盆地边缘的地震进行综合分析认为,热辐射异常均具有类似盆地形态的特征,反之,这种类似盆地形态的异常与MS≥6.5地震的对应率为75%;④ 地震盆地效应是位于盆地边缘的、具有不同发震构造的地震表现出相似的热辐射空间展布的主要原因,与地球放气理论机理解释相一致。
基于我国强震动数据的地震动持时预测方程
徐培彬, 温瑞智
2018, 40(6): 809 -819. doi: 10.11939/jass.20180008
[摘要](134) [HTML全文](74) [PDF 1850KB](6)
摘要:
基于2007—2015年间我国数字强震动观测台网记录到的MW5.0—6.6地震事件中的强震动记录,综合考虑震源、传播路径及场地的影响,采用随机效应回归分析方法建立了适用于中国大陆地区的地震动显著持时预测方程,并与其它地区的预测方程进行了对比分析。结果显示:显著持时随震级和距离的增大而增大,硬土场地的地震动持时整体上略小于软土场地,而且本文给出的地震动显著持时随预测变量的变化趋势与其它研究地区具有一定的相似性。
基于简化纽马克位移模型的地震滑坡岩土体强度参数研究
李鑫, 迟明杰, 李小军
2018, 40(6): 820 -830. doi: 10.11939/jass.20180026
[摘要](88) [HTML全文](57) [PDF 1715KB](5)
摘要:
本文以2008年汶川MS8.0地震的烈度数据为基础,采用简化纽马克法对四川省青川县不同岩组的岩土体强度参数组合所对应的滑坡位移进行计算得到滑坡危险性等级图,并以计算得到的预测滑坡区与实际调查的滑坡数据的吻合度作为评价标准,对研究区内岩土体强度参数进行分析。分析结果表明,研究区大部分区域岩组的岩土体强度参数的合理取值区间与 《工程岩体分级标准GB 50218—94》 建议的参数取值范围基本一致,而本文在此基础上所确定的取值结果,在一定程度上可以提高地震滑坡危险性评估的精度。
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