余震活动机理研究综述

从介质和应力的不均匀性、力学加载、流体侵入及应力腐蚀、速率-状态依从等几方面对余震活动机理研究进行综述.已有的研究表明,介质和应力的不均匀性是余震产生的基本前提.瞬时蠕变和余滑观点能够从力学的角度解释震后极短时间内余震的快速衰减,而应力松弛过程更有利于解释长时期的余震活动特征.流体侵入及应力腐蚀在一定条件下控制着余震的演化过程.受主震应力扰动影响的断层间的相互作用,始终存在于余震的活动过程之中.各类模型和理论解释都在努力寻求与G-R关系和修改的大森公式这两个统计地震学基本关系的一致性.     

黏弹应力松弛及余滑作用下余震衰减主要影响因素的数值模拟研究

正震后趋势判定和强余震预测是震后抢险救灾、次生灾害预防和灾后重建过程中政府和社会公众最为关心的问题之一,其科学基础是对地震序列统计特征及余震活动机理的深入了解和认识。本论文考虑主震破裂面不均匀性、应力加载及余震间应力相互作用,构建表征余震活动过程的物理概念模型,进而通过数值模拟方法,模拟复杂的余震活动过程。通过G-R关系及修改     

利用统计地震模型从地震活动参数中获得流体信号

根据众所周知的库伦破裂准则,应力或孔隙压力的变化都会导致地震破裂。余震活动一般认为是地震应力变化引起的,它服从大森定律。而地震群则认为是通过地下流体侵入岩层所致。应力触发可以通过在地壳单独构建三维弹力应变模型分析,而地震引起的地下流体流动情况必须通过空隙压力变化和地震之间相互作用应力场的改变这样复杂的地震活动图像研究。我们看到ETAS模型是从复杂地震活动图像获得最初流体信号的一种适当工具。我们主要分析2000年发生在欧洲中部的波西米亚西北部Vogtland地区的大地震群。通过拟合随机的传染型余震序列模型(ETAS)我们发现应力触发在创建观测地震活动图像和解释观测事件破碎时间分布时起支配性作用。外力在直接触发引起地震活动中起到的作用是很有限的,这种外力被认为是由于流体入侵导致孔隙压力变化而产生的。然而时间上的反褶积表明显著的流体信号源于地震群。这些结果已被我们的仿真模型模拟研究证实,在这个研究中,流体侵入和应力在三维弹性半空间中沿断层面转移时触发地震。基于ETAS模型的反褶积过程能够揭示地下孔隙压力变化。     

介质黏滞性质对余震活动影响的数值模拟

假定主震破裂面上残余凹凸体的破裂导致余震,残余凹凸体尺度符合分形分布,在破裂面上随机分布,残余凹凸体破裂/失稳强度符合对数正态分布;以岩石圈下部粘弹介质震后应力松弛作为导致残余凹凸体破裂的动力输入,加载应力按负指数形式衰减;以库仑破裂准则作为失稳判据,考虑残余凹凸体破裂对附近区域的应力加载,在不同条件下模拟生成包含时、空、强三要素的人工"余震"序列。通过G-R关系及修改的大森公式,检测模拟输出与实际余震活动统计特征的吻合程度,以此作为进一步调整模型参数的依据。在此基础上重点讨论介质黏滞性质对余震活动的影响。结果显示:表征岩石物理特性的黏滞系数对余震活动持续时间、衰减快慢起重要的控制作用,黏滞系数与衰减系数之间显示负指数的相关关系。余震序列G-R关系与黏滞系数关系不大,主要受控于残余凹凸体的尺度分布,即与构造不均匀性关系更为密切。     

红河断裂深部震源环境介质力学性质分析

应用震源波谱分析对红河断裂带深部震源环境介质力学性质和地质资料的研究,证明在弥渡以南的红河断裂深部存在有利于蠕滑活动的环境介质条件,从而对红河断裂地震活动的不均匀性提出了新的解释     

华北地区的晚期强余震特征

本文对中国大陆(M≥5)浅源强震的余震活动进行了分析,其持续时间分布具有一定的规律性,可分为初期、中期、晚期和特晚期四个阶段。文中根据华北地区的地震活动特征,提出了对强余震和晚期强余震的预测方法。地震序列b值曲线的横截距与最大余震的震级之间,以及b值曲线的偏离点与可能发生的较大余震的震次之间存在着一定的对应关系。强震破裂的扩展方向和余震区内的空段及余震区的边缘是发生强余震的可能地点。强震序列余震区的地震频度变化与强余震的发生时间之间有一定的对应关系。最后,本文对强余震的成因作了理论上的探讨。初期和中期发生的强余震与震源区的剩余应变能和本区的应力状态与水平有关。晚期和特晚期发生的强余震则可能与周围区域应力的加强並传递、叠加在震源区岩层介质上的过程有关。     

动态应力触发研究进展

本文从库仑破裂应力与动态应力触发原理、观测事实与研究现状以及存在的问题与展望等3个方面介绍了动态应力触发的研究进展。其中,在主震对余震活动、强震对后续远场地震活动、不同破裂类型的地震之间及强震对火山(泥火山)的动态应力触发作用、一次大地震中子事件之间的动态应力触发关系以及动态应力触发的时间延迟等方面进行了详细讨论。分析认为,动态应力触发理论在解释震后余震分布、远程触发以及对火山触发性喷发等方面得到了较好的结果;动态应力触发可能会受断层破裂方式和方向的影响;大地震中子事件之间的动态应力触发关系对震源研究有重要意义;动态应力触发现象普遍存在时间延迟。     

基于临界孔隙度模型的地震波传播

基于岩石物里学中临界孔隙度模型,建立一种简洁的均匀弹性流体饱和孔隙介质模型,进行地震波传播研究.首先定义了构建目标模型的基本力学模型:介绍了全孔隙度区间内基本力学模型和目标孔隙介质的含义,其中基本力学模型除了完全弹性固体模型S和完全弹性流体模型F还包括临界孔隙模型C.然后通过等效力学模型推出了目标力学模型介质本构关系的组分表达形式.文中分别通过直接求取弹性参数的表达形式和运用应力应变关系两种方法得到介质模型的本构关系,进而得到该模型波动方程的组分表达形式.最后对这种介质模型进行了地震波传播的数值模拟,结合模拟结果分析孔隙对地震波传播的影响.     

1992年美国加州兰德斯地震——地壳结构不均匀性对地震发生的影响

为了理解地震的发生和地壳结构不均匀性的关系，利用南加州地震台网的固定台和临时台所记录的2863个兰德斯余震和区域地震，共计107401个P波和19624个S波高质量的到时数据，采用地震层析成像方法得到了兰德斯地震区P波和S波的精细的三维速度结构和泊松比分布．结果显示，地震的发生和分布与地壳结构的横向不均匀性有密切的关系．总体上看，兰德斯地震区余震成丛分布，并被低速块体截断，其中4级以上地震大多分布于P波高、低速异常过渡区域或偏向高速块体一侧，这可能是因为高速区多属地壳脆性介质，易于造成应力集中，导致地震；反之，低速度区则可能代表破碎程度较高、富含流体或温度较高区域，因而更倾向于产生无震变形．基于兰德斯地震区强震震源位置、地震区P波、S波速度异常与泊松比分布推断，兰德斯地震区可能有流体存在．地壳流体易使地壳岩石弱化，从而引发大地震．     

气水两相裂缝型介质孔隙流体微观分布模式及其声学响应特性

关于声波速度与流体饱和度的关系已开展了大量实验工作,声波速度随饱和度的变化规律与孔隙流体在孔隙尺度范围分布的不均匀性有关,从理论上采用等效流体模型来定量表征通常存在着较大偏差。从弹性波动理论出发,以纵波震源作为激发震源项,采用时间域二阶和空间域八阶的交错网格有限差分方法对气水两相裂缝型介质的声波波场进行了数值模拟。通过计算不同孔隙流体分布模式下和不同饱和度情况下岩样的声波速度,分析了岩样在不同孔隙流体分布模式下声波速度随饱和度的变化规律,并对物理实验得出的声波速度随饱和度变化的规律从孔隙流体微观分布角度给出了合理解释。数值计算方法简单且精度高,对地震数据解释以及烃类开采过程中监测孔隙流体结构和组分变化有一定的指导作用。     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

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正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.