加卸载响应比理论的应用和发展

加卸载响应比理论的提出 ,为地震预测研究开辟了一条新的途径 ,它在地震预测中的初步应用显示了良好的前景。本文对加卸载响应比理论的应用作了进一步的研究。加卸载响应比理论是尹祥础研究员近年来通过对震源力学系统趋于失稳的过程及其失稳前兆进行分析后提出的。该理论的主要内容是 :震源力学系统在因外力作用而趋于失稳的过程中 ,加卸载响应比将自 1逐渐增大 ,直到无穷。具体说 ,当震源力学系统处于稳定状态时 ,加卸载响应比近似等于 1并越来越大 ;当系统逐渐趋于失稳点时 ,加卸载响应比大于 1;当系统失稳时 ,加卸载响应比趋于无穷。我…     

加卸载响应比20年及其展望

地震孕育过程是一个非线性、不可逆的过程,震源区介质的加载响应不同于卸载响应,这种加载响应与卸载响应的差别可以定量地刻画地震的孕育过程。基于这个物理概念,提出了一个新的参数加卸载响应比,作为一类地震前兆,用来定量预测强震的发生。在本文中,首先简单回顾了加卸载响应比的发展历史,然后详细介绍了地震震例检验、数值计算、实验研究、地震预测精度、可信度等方面的内容,最后对加卸载响应比的前景进行了展望。     

加卸载响应比理论若干问题的深入研究及其三维数值模拟

地震孕育过程的实质是震源区的损伤演化过程 ,这一演化过程是远离平衡态的不可逆过程。加卸载响应比理论从这一基本点出发 ,根据孕震区介质对加载和卸载的不同响应 ,提出了地震预测的新方法。本文对加卸载响应比方法理论和应用中的若干问题进行了较深入的研究 ,主要得到以下结论 :1 )从损伤力学的角度对加卸载响应比的力学机理进行理论阐述 ,通过加卸载响应比与损伤变量在宏观和细观上的密切联系 ,论证了加卸载响应比的物理实质是定量地刻划了非线性系统偏离稳态 (或逼近失稳 )的程度。而地震的孕育发生过程正是孕震系统的损伤演化直至失稳…     

量纲分析应用于地震预测的探索

加卸载响应比(LURR)的基本思路是希望能够通过刻画震源区介质的损伤程度,反映地震孕育的进程,从而预测地震.近30年来,很多人对加卸载响应比做了大量基础研究,取得了一系列新的进展.加卸载响应比在地震预测实践中也取得了一定的效果,异常区与地震发生的位置有较好的对应性,但是预测效果仍不够理想.究其原因主要是:在实际预测中对当地的地球物理情况考虑的不够.本文采用量纲分析与加卸载响应比结合的方法,综合考虑当地的地球物理情况,例如剪应变率和平均地震波能量等因素的影响.文中选取1970年以来发生在中国大陆的34个震例资料,通过分析得到了与发震震级和时间相关的无量纲量π₁和π₃,根据对实际数据的拟合,π₁和π₃均与震级成指数关系.在应用于地震预测实践时,首先根据LURR空间扫描结果选取异常区,然后确定异常区的地球物理参数,通过π₁确定震级M,再由π₃确定发震时间T.     

地震孕育过程中若干地震学特征参量研究

从新疆实际出发提出一种简捷的预报程式,用以判定地震三要素。结果表明,(1)新疆3级地震累积频次低于均值6个月,1年内新疆发生6级地震的概率为90%;(2)以新疆地震活跃期响应地震分布区做为预备震源区,该区未来3年发生中强震的概率为86%;(3)预备震源区出现一年以上低6值,其250 km区域1年内发生6级地震的概率为75%;(4)当系统处于相对稳定状态时系统内部个体的涨落很难使系统出现非线性响应,而当系统处于亚失稳状态时,系统内部个体的涨落有可能触发系统中处于高应力状态下的地震活动。     

一种将GPS观测应用于地震中短期预测的简单尝试

本文尝试采用一种类似于加卸载响应比的简单算法将GPS观测应用于地震中短期预测.算法根据孕震区域在不同阶段的加卸载响应比变化判断未来地震的发生趋势:当地壳处于稳定状态时,得到的时间序列在1.0附近波动;而在临近地震之前会出现明显的异常高值.以2004年美国南加州的Parkfield地震为例对方法的有效性进行了研究,发现在地震发生前半年左右震中附近GPS台站得到加卸载响应比时间序列都发生了比较明显的异常变化;而一些距离震中较远台站却没有观察到类似的异常变化.这可能反映了孕震区地壳介质稳定性的变化,表明通过处理GPS观测资料可能获得新的地震前兆异常.     

加卸载响应比(Load/Unload ResponseRatio)、能量加速释放(AE/MR)的临界区尺度及地震预测

加卸载响应比理论的主要思路是：系统在稳定状态时加载响应与卸载响应的比值与非稳定状态时加载响应与卸载响应的比值是完全不同的。大震前加卸载响应比升高和能量加速释放这两种现象可以用来对地震进行中期预报。同时，加卸载响应比理论和能量加速释放可能有相同的物理机制。为了验证这种地震预报方法的可行性，我们研究了几例发生在澳大利亚与中国，M5．0～7．9之间的地震，其中包括破坏严重的澳大利亚纽卡斯尔地震和中国的唐山地震。我们利用以震源中心一定范围内的数据计算了震前的加卸载响应比和能量加速释放的幂律拟合。能量幂律加速释放存在一组最佳的拟合，一定范围内加卸载响应比达最大值表明加卸载响应比也有一个临界区尺度。进一步讲，加卸载响应比与能量加速释放的临界区尺度是相似的。这些结果表明加卸载响应比与能量加速释放有相同的物理机制。进一步的研究可能会对这种物理机制提供更好的解释，同时也能对地震的中期预报提供理论基础。     

阿克陶M_S6.7地震前LURR异常演化特征分析

加卸载响应比理论是描述震源区介质损伤程度的一种地震预测方法。基于加卸载响应比理论,对2016年11月25日阿克陶M_S6.7地震前加卸载响应比时空演化特征和异常区的孕震积分时程曲线进行分析。结果表明,本次地震前,研究区出现了多个加卸载响应比高值区域,异常区呈现为环状或片状,随着地震孕育过程,异常区往震源附近迁移,发震地点在异常区边缘和内部,地震发生在异常高值减弱过程中,异常峰值到发震时间为1个月,远小于理论发震时间,这表明了研究区构造活动剧烈,孕震周期短的特征。     

强烈地震震源破裂和深层过程与地震短临预测探索

强烈地震震源区和其周边地域的介质,在力源作用下开始破裂,即微破裂,而当其在应力不断积累、逐渐发展并形成具有一定规模的“破裂链”时,即应力集中达到临界状态时,震源介质所积累的巨大能量以波动的形式瞬间释放,并冲出地表发生地震,且在地表产生一系列的破坏和大型断裂.在强烈地震发生后依据设定的初始模型和远、近地震台网记录,通过震源机制解计算,可求得震源介质的破裂长度和破裂过程.事实表明,一系列大地震的“孕育”、发生和发展,由震源深处到地表均呈现出强烈的破裂效应,其破裂长度可由几公里、几十公里、乃至千余公里长.有的地震在发生前确亦存在着破裂响应和迹象.为此,若在地表和深井中能进行破裂效应的观测,以捕捉初始微破裂和其形成“破裂链”的动力过程,这对于短临地震预测可能是一个十分重要的途径.     

2019年6月17日长宁MS6.0地震前地震活动和水位的加卸载响应比异常研究

加卸载响应比（LURR）方法是通过固体潮加卸载过程中的某一物理参数的响应差异探查区域应力场演化。本文将这一方法应用于2019年6月17日四川长宁M_S6.0地震,根据LURR时序演化探查震源区介质的应力状态变化,提取可能的震前异常信息。首先采用贝尼奥夫应变作为响应量计算LURR,通过固体潮在地震断层面的最优滑动方向上引起的库仑破坏应力变化来判断加载还是卸载,结果显示LURR值自2018年年初开始快速增加并在2018年年中达到峰值,此后异常持续至地震。在此基础上对该地区的大地形变和地下井水位资料进行了LURR分析,发现水富水平摆倾斜仪的东西和南北分量在LURR出现异常的同期发生明显偏转,而地震周边的地下井水位高值变化过程与长宁地震也有较好的对应关系。研究表明在长宁地震发生前,存在地震活动和地下水位的LURR异常,且异常时间与水富倾斜同步,暗示震源区介质存在明显的应力积累过程。     

新疆中强地震前加卸载响应比时空演化特征分析与检验

加卸载响应比是一种刻画震源区介质损伤程度的物理学参数,它通过随时间的变化来反映地震孕育的过程来进行地震预测。通过对1990—1999年新疆地区部分中强地震前加卸载响应比时空演化特征进行分析,并基于该理论得到孕震积分的概念应用于震例中。结果表明:中强震震前在震中附近可能存在多个高加卸载响应比值区,它们大致围成椭圆状或环状,地震通常发生在异常高值波动或减弱的过程中;异常峰值至发震时间比理论时间要短,这可能表明新疆地区构造活动剧烈,孕震周期较短。     

云南地区S波非弹性衰减Qem值研究/

地震波衰减性质的研究是地震学研究的重要课题.地震台站(地震仪)记录到的地震波,包含了地震震源效应、地震波的传播路径效应、台站场地响应及仪器响应.在使用地震波资料研究震源性质时,必须要扣除地震波传播路径效应、台站场地响应及仪器响应的影响.地震波传播的路径效应(地震波衰减),除了随距离存在几何衰减外,还有一个重要的影响因素--即介质的非弹性衰减,用介质品质因子Q值来度量.Q值是地球介质的基本物理参数之一,是对地震进行定量和研究震源性质(如震源参数的测定等)所必需的重要参数,在震源物理和工程地震研究中具有重要应用价值.     

地震波传播理论与地震“孕育”、发生和发展的深部介质和构造环境

地震灾害是人类生存、社会与经济发展所面临的重大自然灾害之一,由于地震震源和其周边介质在力源作用下可产生微破裂并逐渐形成"破裂链",而震源区介质的质点震动则以地震波动和辐射为"载体",且向四周传播.为此,可通过研究地震波传播波场的运动学和动力学响应探索地震"孕育"、发生和发展中的深部介质和构造环境,地震波动的轨迹和其发生的力源机制以及强烈地震活动的深层过程和动力成因,此乃是探索防震减灾和地震预测的核心所在,因此,研究地震波在复杂介质中的传播和响应,地球内部物质与能量的交换和其深层动力过程将必制约着地震的活动和"孕育"空间,这是防震减灾和地震预测中必须深化研究的重要领域.     

引潮力对显著地震触发作用与大震关系及在雅江地震预报中的应用

大地震的孕育和发生是震源区及其附近地壳应变能的积累和快速释放过程。当地震孕育到后期, 震源区及其附近应变能高度积累, 处于极不稳定的临界状态。因此, 地震短临预报方法必须基于临界状态的特点。临界状态的最重要特点是触发因素将起重要作用。固体潮的引潮力是一种重要的触发因素。笔者改进了过去仅用月亮固体潮引潮力的地方平太阴时方法, 而用月亮与太阳整个固体潮引潮力作为触发因素, 显然这样更为科学和合理。研究表明, 大地震前震源区及其附近发生的几次显著地震易受固体潮引潮力某个方位附近触发。并应用这一现象结合其他地震前兆方法成功预报了2001年2月23日四川雅江6. 0级地震。     

水平层状介质视波速比响应特性的数值模拟

本文用几何地震学方法和多台和达图法, 通过数值模拟讨论了水平层状介质的视波速比对真波速比变化的响应特性。 结果表明: ① 视波速比对真波速比变化的响应特性是介质结构及其动态变化、 震源与监测台网的相对位置有关的复杂函数, 显示了地震波的实际传播途径对提取波速比异常信息的明显影响; ② 检测波速比信息的地震震源深度对视波速比的响应特性有重要的影响, 当介质处于异常状态时, 位于震源区下方的地震其携带出异常信息的能力受到较大限制, 其实质应归于地震波传播路径中非异常部分的作用; ③ 视波速比的响应特性主要是对于介质内部真波速比变化的响应, 在其他条件相同的情况下, 如果介质内部波速变化大而波速比变化小, 一般并不会显示高的视波速比响应特性。 根据这些结果笔者认为, 结合研究区具体的介质结构条件, 发展震源精确定位方法, 深入而具体地研究视波速比对真波速比变化的响应特性问题, 是应用视波速比作为预测地震的前兆方法必须面对的基本问题, 也是可靠地识别视波速比异常必须解决的关键问题。     

利用时移层析成像方法揭示与2014年云南鲁甸MS6.5地震有关的P波速度变化

基于双差层析成像的时移层析成像方法能够获得不同时间段之间的地下介质的速度变化,且不同的数据分布和质量对结果影响较小.在本研究中我们使用云南地震区域台网所记录到的P波绝对到时及相对到时数据,利用时移层析成像方法得到了2014年鲁甸M S6.5地震发生前后震源区高精度的P波速度变化的时空分布.结果表明:2014年鲁甸地震发生后,震源区同震期P波速度下降,但没有下降至最大,而是在震后1—4个月内下降至最大,接着P波速度开始上升,震源区开始愈合,愈合过程从浅层逐渐发展至深层,逐渐恢复至震前水平.同时发现在空间上P波速度变化与余震分布变化相一致,鲁甸地震同震应力变化与速度变化之间也有较好的一致性,所以认为地震引起的应力变化是造成鲁甸地震速度变化的一个重要原因,余震的动态和静态应力造成了震源区介质物理属性的改变从而影响了P波速度的变化.     

“八五”地震预报理论及方法攻关新进展之一──加卸载响应比理论预测洛杉矶地震获得成功

“八五”地震预报理论及方法攻关新进展之一──加卸载响应比理论预测洛杉矶地震获得成功加卸载响应比理论是由国家地震局地球物理研究所研究员尹祥础（现已调国家地震局分析预报中心）潜心研究并发展起来的新理论、新方法。该理论抓住了地震是震源区介质的破坏即非线性系...     

2017年8月9日精河6.6级地震前LURR异常时空演化特征

基于加卸载响应比理论,对2017年8月9日新疆精河6.6级地震前加卸载响应比时空演化特征和异常区的孕震积分时程曲线进行分析。结果表明,在精河6.6级地震前,研究区出现了明显的加卸载响应比高值异常区域,异常区呈现环状特征;而且,异常区域随时间逐渐向震源附近迁移,异常演化过程中异常区域内部和周围发生了6次5级以上地震,其中,2次6级地震发生在异常高值减弱过程中,异常峰值到发震的时间分别为11、22个月,大于以往研究的理论发震时间,这可能是受构造应力区域性特征影响的缘故。     

各向异性ATI介质剪切位错源地震矩张量

考虑震源区为各向异性ATI介质情形下,给出了剪切位错源地震矩张量解析表达式并模拟了震源区各向异性对双力偶分量(DC)、补偿线性偶极子分量(CLVD)和各向同性分量(ISO)的影响,结果表明,即使剪切位错源仍能产生非双力偶各向同性分量,其导致沿着ATI介质对称轴方向体积变化;当断层面位于ATI介质对称平面或者震源区为各向...     

海城地震震源区的地震尾波衰减特征

本文使用简化的能流模型(Frankel，A．et al.,1987)研究了海城地震震源区的地震尾波衰减及介质Q值的时空分布特征。结果表明,使用该方法求得的尾波Q值基本上是介质非弹性吸收的度量；海城7．3级地震前震的Q值较高，约为500，震后显著降低至380，但5．9级最大余震震源区的Q值仍与大震前相同。这可能说明大震发生时该处介质并未破裂。最大余震发生后，整个震源区的平均Q值降至344。但地震前后介质Q值发生明显变化的范围并不大，直径约为20km。