加卸载响应比与应变能加速释放的临界现象讨论

对发生在中国大陆地区的8次地震, 用不同的区域半径分别进行应变能释放的幂率拟合和加卸载响应比计算, 发现最佳幂率拟合的区域半径与加卸载响应比最大值所对应的区域半径的对数与地震的震级呈线性关系, 且两者具有很好的一致性, 因而认为两者之间可能具有相同的物理机制, 是孕震系统进入临界状态的不同表现形式。     

震前应力积累与加卸载相应比预测效力研究

加卸载响应比理论是近年来关于震源区介质破坏演化物理过程的重要发现,其研究极有可能为地震预报开辟一条物理预报的新路.当震源区介质处于稳定状态时,对加载和卸载的响应几乎是相同的,而当介质处于不稳定状态时,其响应就会发生明显的变化,这一现象可以被用作为地震发生的重要前兆.     

地震临界区域尺度与地震预测

地震临界区域尺度的界定对于地震前兆研究有着重要意义。通过加卸载响应比(LURR)及震前矩张量加速释放(AMR)两种模型对地震临界区域尺度进行了分析。采用不同半径区域内地震事件的Benioff应变分别计算LURR和AMR时间序列,震前引起时间序列异常变化最明显的半径尺度所定义的区域就是最佳地震临界区域。华北地区M>5震例研究结果显示两种模型所得到的最佳地震临界区域具有明显的一致性,最佳临界区域半径与主震震级之间统计的线性关系斜率约为0.34～0.36。研究结果表明通过不同预测模型可以较为定量的评价地震临界区域尺度,从而为地震预测研究提供依据。     

利用固体点阵模型进行加卸载响应比的统计研究--兼论潮汐诱发与地震预测

为了验证Mora等人利用固体点阵模型研究加卸载响应比结果的统计稳定性，本文进行了统计实验。每种情况使用24组试件，每一个试件具有相同的宏观参数（潮汐扰动应力的振幅A、周期T、构造应力加载率k），但是粒子的排列方式不同。单轴压缩实验的结果表明：在灾变破坏发生以前的一定时间内，整体平均的加卸载响应比值明显升高，与大地震发生前观察到的加卸载响应比值异常升高是一致的。在剪切实验中，我们发现有两个参数控制着地震与潮汐应力的相关性。一个参数是A／（kT），该参数控制着最大地震率与扰动应力最大振幅的相角差。当该参数增加时，该相角差降低。另一个参数是AT／k，该参数控制着模型地震概率密度函数的高度。当这个参数增加时，概率密度函数变得又尖又狭窄，表明潮汐应力有很强的诱发作用。剪切实验中加卸载响应比的统计研究结果也表明，除了在潮汐诱发作用很强的情况下，卸载周期中数据缺乏导致加卸载响应比不能计算外，较大事件更容易出现在加卸载响应比的较高阶段，该结论更进一步支持加卸载响应比理论。     

利用损伤力学模型研究地震前兆现象

在地震等灾变破坏发生之前会出现一定的前兆现象,本文通过损伤力学模型,运用数值计算的方法对此进行了研究．从计算结果可以看到,在灾变破坏发生之前,由损伤所释放的能量(能量释放)和加卸载响应比值Y都发生了异常明显的变化,这表明二者具有相同的物理机制,在一定程度上都能够较为定量地刻画出系统的损伤演化过程．如果把二者相结合则可能对地震等灾变破坏做出更为准确的预测,本文结合实际震例对此也进行了一定的研究．     

2004年12月26日印尼北苏门答腊以西近海Ms9.0地震与地震的类临界点模型

使用哈佛CMT资料， 研究了2004年12月26日印尼北苏门答腊以西近海MW9.0地震前的长期地震活动. 这次地震前， 在1/4世纪的时间尺度、 1 500 km的空间尺度上， 存在加速矩释放（AMR）现象. 在这一空间尺度范围内，MW9.0地震仍落在分段的幂律分布上. 因此, 从地震的类临界点模型的角度考虑， 对这次特大地震的发生和地震的大小既无预测、 亦无预报的情况， 并非由物理上的ldquo;不可预测性rdquo;所致.      

中国大陆地区中强地震前加卸载响应比异常时间尺度的统计研究

加卸载响应比理论是近年来提出的地震预测方法。本文进行了加卸载响应比异常时间尺度的统计研究，其中包括中国大陆地区5．0～8．1级的部分中强地震共30个震例，并得出加卸载响应比异常的时间尺度与未来地震震级之间的拟合函数。结果表明，地震前加卸载响应比异常的时间尺度与未来地震的震级具有正变关系，即震级越高，地震前加卸载响应比异常的时间尺度越长。根据加卸载响应比异常的时间尺度与震级之间的关系可以估计未来地震的发震时间，同时，可以确定加卸载响应比时空扫描过程中时问长度的大小。     

加卸载响应比(LURR)理论的实验研究

利用大尺度岩石试件破坏声发射实验，对加卸载响应比(Load/Unload Response Ratio)理论进行了实验研究。实验采用的加载条件力求能够模拟地下岩石的复杂受力过程。在加载过程中，岩石试件内部出现的损伤用声发射技术进行了记录。实验数据经过分析之后所得的结论与加卸载响应比理论预测的结果相符合。把加卸载响应比值Y的变化情况与声发射事件定位的过程相对比，也可以进一步看出岩石材料内部的损伤发展过程与加卸载响应比Y值的变化具有一致性。而高Y值的异常情况出现，又是在材料发生最终破坏之前，所以，可以用加卸载响应比理论定量地分析岩石试件损伤演化情况，从而对岩石材料的破坏及地震做出预测。实验结果再一次验证了加卸载响应比理论。     

地震临界点理论的实验研究

按照临界点理论，在大地震或岩石等脆性材料破坏发生之前能量会加速释放（AER），这种加速过程呈幂律变化（power-law）. 本文通过大尺度岩石破裂声发射实验，对这一临界现象进行了研究. 实验分别采用3种岩石试件，并且实现了不同轴压加载历史以及三轴应力状态；实验利用声发射技术记录了微裂纹产生和扩展时所释放的弹性能（声发射）；实验结果证实了临界点理论，在不同的实验条件下，岩石材料在受压破坏之前弹性能会出现明显的加速释放过程. 本文还对使用AER预测中期地震进行了初步研究.      

地震临界点理论的实验研究

按照临界点理论 ,在大地震或岩石等脆性材料破坏发生之前能量会加速释放 (AER) ,这种加速过程呈幂律变化 (power law) .本文通过大尺度岩石破裂声发射实验 ,对这一临界现象进行了研究 .实验分别采用 3种岩石试件 ,并且实现了不同轴压加载历史以及三轴应力状态 ;实验利用声发射技术记录了微裂纹产生和扩展时所释放的弹性能 (声发射 ) ;实验结果证实了临界点理论 ,在不同的实验条件下 ,岩石材料在受压破坏之前弹性能会出现明显的加速释放过程 .本文还对使用AER预测中期地震进行了初步研究 .     

Temporal variations and scaling of streamflow and baseflow and their nitrate-nitrogen concentrations and loads

The patterns of temporal variations of precipitation (P), streamflow (SF) and baseflow (BF) as well as their nitrate-nitrogen (nitrate) concentrations (C) and loads (L) from a long-term record (28 years) in the Raccoon River, Iowa, were analyzed using variogram and spectral analyses. The daily P is random but scaling may exist in the daily SF and BF with a possible break point in the scaling at about 18 days and 45 days, respectively. The nitrate concentrations and loads are shown to have a half-year cycle while daily P, SF, and BF have a one-year cycle. Furthermore, there may be a low-frequency cycle of 6–8 years in C. The power spectra of C and L in both SF and BF exhibit fractal 1/f scaling with two characteristic frequencies of half-year and one-year, and are fitted well with the spectrum of the gamma distribution. The nitrate input to SF and BF at the Raccoon watershed seems likely to be a white noise process superimposed on another process with a half-year and one-year cycle.     

东、南洞庭湖的径流、泥沙特征及冲淤规律

通过实地调查并对1957年以来水文、泥沙观测资料做系统分析和计算,探讨东、南洞庭湖出、入湖水量、沙量的年际和年内变化特征,以及长江下荆江段裁弯对湖区径流和泥沙的影响。提出了湖区泥沙汛淤枯冲的变化规律及水位升降与湖区泥沙冲淤的关系;论证了丰、平、枯年湖区淤积严重,面积日益缩小对径流的调节作用正在减弱。     

燕郊等测点迁移优化与地磁观测研究

为优化地磁观测条件，开展了燕郊、夏垫等测点迁移工作；按照测眯迁移原则与实施技术方案，完整地收集并整理了地质构造与地球物理等方面的基本资料；进行了野外实地勘察，磁场梯度的测量，确定了新测点，在新老测点上进行了较长时间的地磁场对比观测；应用多种方法分析研究了地磁对比观测资料，结果表明，新老测点与有关测点的地磁变化具有良好的一致性，并得到了新老测点之间的地磁数据的按点差。     

GIS与防灾减灾

地理信息系统(GIS)在我国已得到广泛的应用。在简要介绍G1S的发展历程、特点和发展趋势的基础上，重点从防灾减灾的角度介绍了GIS在气象灾害、地震灾害、地质灾害等领域的应用成果。     

Correlation of foreshocks and aftershocks and asperities

A close correlation in spatial distribution of local seismic activity and energy release patterns before and after the 1979 Petatlan, Mexico earthquake suggests heterogeneity within the fault plane of this major low-angle thrust event associated with subduction along the Middle America Trench. A simple two-asperity model is proposed to account for the complexity. Foreshocks and aftershocks of the neighboring 1981 Playa Azul earthquake showed a similar pattern. As both events occurred at the junction of the Orozco Fracture Zone and the Middle America Trench, we speculate that the observed complex fault plane is caused by subduction of the rugged ocean floor of the Orozco Fracture Zone. Short-term precursory seismicity prior to the Petatlan earthquake can be explained by using the asperity model and migration of a slip front from the south-east to the north-west across the main shock source region.     

Fault and system stiffnesses and stick-slip phenomena

Summary This paper discusses the influence of system stiffness on the dynamic instability of fault surfaces under laboratory conditions for a number of test modes. In conjunction with shear load stiffness, the normal load stiffness, often neglected, is shown to have a considerable effect on the stick-slip process —its presence or absence and its characteristics. Also appropriate stiffnesses are suggested for an earthquake sequence modeled as a growing dislocation.