帕克菲尔德地震预报试验的成败

我知道我可能永远达不到Keats的标准,正如我知道我的所有“答案”也许最终被证明是错误的。我再一次从法兰西斯·培根(Francis Bacon)称赞错误的话语中获得安慰,因为只有从错误的答案中才能找出真理。——卡普兰(Robert Kaplan,1996)     

圣安德烈斯断层帕克菲尔德段断层强度变化的远程触发

断层强度是孕震带的一个基本性质,它随时间的变化特性可以增加或减小断层破坏的可能性并最终触发地震。虽然断层强度变化可以用来解释诸如地震活动的远程触发（Hilland Prejean,2007）等多种现象,但至今还没有切实的方法对这个重要性质进行现场监测。文中我们认为,通过对圣安德烈斯断层帕克菲尔德地区近20年（1987～2008）的观测,揭示了一种监测断层强度的方法。     

引起争议的帕克菲尔德应力因素

根据大地震时间可预报模型的结果,圣安德烈斯断层帕克菲尔德地段在20世纪80年代末或90年代初理应发生断裂。像弹簧玩具反复地跳动一样,该地段大约每隔22年就断裂1次,但自1966年起就再也没有断裂过。加利福尼亚帕克菲尔德的地质学家和当地居民自上次发生的6.0级地震后就一直等待着下次地震的来临。     

期待很久的2004年9月28日M6．0级帕克菲尔德地震的震磁效应

1976年以来，在加利福尼亚帕克菲尔德地区沿圣安德烈斯断层上长约60km的闭锁-蠕动过渡带，布设了由7个采样同步的质子磁力仪构成的差动连接的台阵，对该地区的局部磁场进行了准确的测量。2004年9月28日的M6．0级帕克菲尔德地震的震中恰好位于这个台阵之内，此次地震在其中的5个台站的观测中产生了0．2nT～0．5nT的同震磁场变化。但是从地震发生前1个月、前1周及前数天的地磁观测数据中，都检测不到明显高于背景噪声水平的震前磁场变化（由于没有可检测出的形变、地震活动或孔隙压力变化数据，理论上也应观测不到震前磁场变化）。在地震破裂末端附近的一个台站也记录了0．01Hz-20Hz频带内的电场和磁场数据，借助于沿断层的北西延长线上距该台站约115km的另一个台站的观测数据，对来自电离层和磁层的同模式噪声进行了校正。校正后的数据中既没有发现1989年ML7．1级洛马普列塔地震前可能存在ULF频带（0．01Hz-20Hz）的异常磁噪声，也没有发现相同震级的希腊地震震前产生的电场变化。基于应变、位移和地震数据反演得到的地震一致滑动和可变滑动压磁模型，能够计算出与磁力仪台阵观测到的结果相符的磁场扰动。1993年以来，该区域内长期存在着与荷载增加一致的较高磁场变化，与之相伴的是由一个两色EDM台网和另一个较小的钻孔应变仪台网观测到的剪应变率的长期增长及表现在1992、1993和1994年各发生了一次M4．5～5．0级地震的地震活动性的增强。集成了所有这些数据建立的模型揭示了该区域在深度剖面上有增大的滑动，这也许对2004年9月28日M6．0级帕克菲尔德地震的最后发生起到了重要的作用。本次地震以及其他发生于圣安德烈斯断层系内其他地方的M5～7．3级地震的震前电场和磁场前兆的缺乏，表明了仅利用现有的这些电磁数据来对破坏性地震做出有意义的预测看来并不可能。     

加州帕克菲尔德的地震预测试验

自１９８５年来，在加州中部造近克菲尔德镇沿圣安德烈斯断层一直在全力以赴地进行地震预测试验。从１８５７年以来，帕克菲尔德发生了６次中等地震。平均２２年一次，最近的一次６级地震发生在１９６６年。研究人员认为在１９９３年之前发生中等地震的概率为９５％。可是现在看来，似乎把事情太简单化了。起初对帕克菲尔德这段断层的鉴定是根据圣安德烈斯断层地表地貌特征来进行的，但稍后的微震研究说明那些地貌特征并未延伸到地震     

三维地震断层模型的动态破裂模拟

提出了一种研究三维动态破裂的４阶交错网格有限差分法。该方法使用了一种适于断层的边界条件,就是允许应用生般的摩擦模型,包括滑动弱化模型与速率有关的模型等。因为交错网格法可确定不同网格点上的应力和质点速度,这里我们采用厚度为２排网格的断层带以保持模型的对称性。在迫使断层上剪切牵引力两个分量在断层带内是对称的情况下,计算了断层带边界点之间的滑动。通过将我们的模拟与已知三维地震破裂特性的比较,来研究数值方     

多分形断层模型与地震序列研究

本文提出形成地震序列的多分形断层模型并利用分形分维理论讨论该模型及其序列。给出本模型的震级—频度关系、余震序列中强余震预报公式和多分维D_q—q关系式,探讨了利用多分维预报地震的有效性。     

震级—破裂长度关系与断层破裂模型

现代工程地震的进展之一是对所论地区作概率的地震危险性分析。1968年,Cornell首先对地震危险性分析作系统的研究,提出了著名的“点源模型”。70年代,洪华生(A.H-S)等提出断层破裂模型。该模型假设,断层破裂长度仅由震级决定,场地烈度由场地到断层破裂区的最短距离决定。由于断层破裂模型的广泛使用,震级-破裂长度关系的研究已成为危险性分析工作的一部分。     

茅山东侧断裂的断层运动及其与溧阳地震关系的动力学模型

本文依据近年来江苏省茅山地区进行野外调查得到的新资料，对茅山东侧断裂带（简称茅东断裂）的基本特征作了概括和分析，在多种观察资料的约束条件下建立了三维动力学模型，以解释茅东断裂现代运动的力学机制及其与溧阳地震的关系，指出控制断层运动的应力状态是随深度而改变的。最后对有关溧阳地震发生原因的一些力学问题进行了讨论。     

地震断层对管道压溃压力的影响

利用有限元软件ABAQUS,结合用户自定义Python程序,开展地震断层作用下深海管道局部变形和压溃过程的数值模拟。分析均质土体和随机分布土体模型的地震断层位移大小对管道局部变形的影响,并分析断层诱发的局部挤压变形对管道压溃压力的影响。研究表明:相比于断层走向与管道轴线方向垂直的走滑断层,断层走向与管道轴线方向夹角为45°的走滑断层作用下管道的压溃压力较小,且当断层走向为管道轴线方向逆时针旋转45°时,左旋走滑断层作用下管道的压溃压力低于右旋走滑断层作用下的管道压溃压力。断层位移相同时,管道径厚比越大,压溃压力越小。考虑土壤随机性时,由于APIX65钢制管道刚性较大,且管道两侧土体内聚力和摩擦角分散于均质土壤土体参数均值两侧,因此断层作用过程中管道受到的土压力在均质土壤模型中的土压力数值处上下波动。     

2004年帕克菲尔德震中附近蠕变仪记录的同震应变及向地表震后滑动的转换

引言 有人认为震前存在明显的地表滑动，可2004年9月28日11时15分（当地时间）发生的Mw6级帕克菲尔德地震给这种观念一个可能是致命的打击。在1966年，震前一周曾报告沿断层发生了地表裂缝，而在主震前11．6小时曾发生水管破裂。这就给予了希望，地震前可能发生实际的地表滑动，若在相应地区布设位移传感器，