中国大陆活动地块边界带主要断层的强震震间晚期综合判定

由于中国大陆强震主要分布在活动地块边界带上,所以活动地块边界带主要断层成为我国大陆型强震研究的重要目标,各强震孕育阶段的判定是大陆型强震原地复发的动力学过程研究主要内容,而目标断层是否处于震间晚期也是强震时间预测的重要研究基础.虽然地震短临预测仍存在诸多科学难题,但最近20年来全球若干强震相关研究表明,如果放宽预测时间尺度的要求,有些方法也可用于强震震间晚期的判定.本文以中国大陆活动地块边界带的391条断层段为研究目标,利用地震地质的强震破裂空段、大地测量的断层运动闭锁段、地震活动的中小地震稀疏段、数值模拟的库仑应力增强显著段等方法,综合判定中国大陆活动地块边界带可能处于震间晚期的主要断层段.本文结果仅是初步结果,该结果的可靠程度有赖于监测条件,其科学性有赖于大陆型强震孕育发生动力学过程的认识水平,虽然本文尝试给出中国大陆活动地块边界带主要断层的震间晚期判定结果,但其结果可靠程度、精细程度等均存在巨大的改善空间.最后,从断层孕震阶段判定需求的角度,本文尝试给出大陆型震源物理模型的具体基础模型,期望起到抛砖引玉的作用,也期望更多地震学家关注大陆型强震的物理机制及其预测基础研究.

     

秦山核电站厂址地震动加速度时程预测研究

本文研究了建立设计地震震源模型和用理论地震学方法预测基岩场地震震加速度的技术途径，预测了四相设计地震事件在秦山核电站厂址的加速度时程和反应谱，文中根据对地质和历史地震资料的研究，确定不同性质的设计地震事件，建立设计地震震源和工作区介质的确定性模型，针对未来地震的不可完全预见性，以及对地球介质和震源性质现有认识的局限性，文中发展了确定性和随机性组合的综合分析方法，在用确定的介质模型和设计震源计算地震     

考虑孔隙水微观赋存形态的非饱和粉土有效应力方程及其验证

有效应力参数的合理确定是非饱和土有效应力研究的重要内容。然而,现有的有效应力参数未能较好地考虑孔隙水的微观赋存形态对有效应力的影响。为此,分析了孔隙水的微观赋存形态,明确了孔隙水可分为收缩膜、吸附水和毛细水,建立了非饱和粉土的扩展三相孔隙介质模型,即孔隙气、毛细水和广义土骨架。基于该模型,采用分相平衡分析法,推导了非饱和粉土的有效应力方程,该方程通过采用毛细水有效饱和度合理地考虑了毛细水对有效应力的影响。依据推导的有效应力方程,提出了非饱和粉土的抗剪强度公式。采用5种不同围压下重塑非饱和粉质黏土试验数据验证了提出的公式。结果表明：与现有的抗剪强度公式相比,本次提出的公式更好地预测了重塑非饱和粉质黏土的抗剪强度随基质吸力的变化规律。因此,运用提出的抗剪强度公式评价非饱和土边坡稳定性、地基承载力和挡土墙稳定性将会取得更好的效果。     

对滇藏铁路三江段工程地质问题的深化认识

滇藏铁路三江段东起云南省丽江城,西至西藏自治区八宿县城,是铁路建设最艰难的地段,特别是工程地质问题纷繁复杂。通过作者近几年来的工作,取得了对该区基础地质问题的一些新认识,据此从根本上来认识铁路可能存在的工程地质问题。三江地区广泛分布的地层岩性是古生界灰岩和中生界砂质泥岩,灰岩往往呈岛状被中生界砂质泥岩所围陷,以及燕山晚期岩浆岩。地震与活动断裂关系不密切,调查中未见区域性大断裂迹象。综合分析三江段存在的深层次铁路工程地质问题有:灰岩区岩溶引起的工程地质问题、碎屑岩区易溶盐析出引起的工程地质问题、坐滑体内工程地质问题、地震引起的工程地质问题、高地温区工程地质问题和劈理化带引起的工程地质问题,各类工程地质问题之间相互联系。工程地质问题严重的地段有玉龙县拉市海至香格里拉县虎跳镇街段、德钦县白马雪山段、德钦县梅里雪山段和八宿县冷曲段,对这些地段的工程地质问题应开展深入研究并采取工程对策。     

基于数字图像处理技术的冰川堆积物粒度分析——以川西贡嘎山冰川堆积物为例

冰川堆积物的粒度组成在很大程度上控制了其物理力学性质,但常规试验无法得到连续的冰川堆积物的粒度组成数据.应用数字图像处理技术和室内试验相结合的分析方法,首先借助图像处理技术,对冰川堆积物剖面的砾石形态进行分析.获取粗粒部分(>2cm)的粒度组成,然后采用室内颗分试验获得细粒(<2cm)部分的粒度组成,将2类粒度数据进行叠合即可获取连续的冰川堆积物的粒度组成.结果表明:研究区冰ill堆积物的粒度组成极不均匀且颗粒分析曲线呈现多峰性,具有良好的级配和工程性质;冰川堆积物的粒度组成、砾石形态和排列特征都有很好的分形特征.     

非饱和土三轴压缩应力路径试验的数值模拟研究

应力路径对土的强度和变形性质具有重要影响。相对于饱和土而言,控制吸力条件下的非饱和土三轴压缩状态的应力路径研究更加复杂。随着非饱和土本构理论的不断发展,理论和试验研究结果表明,非饱和土弹塑性本构模型可以用来近似地描述非饱和土的强度和变形性质。因而,运用非饱和土弹塑性本构模型对控制吸力条件下的3种非饱和土三轴压缩应力路径试验进行数值模拟是一种有效的理论研究手段。采用Barcelona模型能够对此类试验进行较好的数值模拟,其研究结果表明,在控制吸力条件的三轴压缩状态下应力路径对非饱和土的强度和变形性质具有重要影响。     

Gudehus-Bauer亚塑性本构模型研究

无黏性土的应力-应变关系可以用Gudehus-Bauer亚塑性本构模型来模拟,该模型强调应力增量的大小和方向不仅与当前应力状态有关,而且还取决于当前应变增量的大小和方向。为分析其与传统弹塑性理论的不同之处,对Gudehus-Bauer理论的线性项和非线性项进行了研究,并对不同初始孔隙比下Gudehus-Bauer亚塑性模型的应力-应变关系进行了探讨。结果表明Gudehus-Bauer亚塑性模型不用把应变分为弹性和塑性部分就能考虑不可逆变形,并能体现密砂的剪胀特性和应变软化特性以及松砂的剪缩特性和应变硬化特性。     

库仑应力变化与余震对应关系的初步探讨——以集集地震为例

本文以集集地震为例,讨论了在多个小断层的位错模型,分层地质结构这种更加接近实际的情况下的库仑应力变化,计算结果表明有必要考虑这些符合实际的模型.本文分别讨论了走滑断层上库仑应力变化与走滑地震、逆冲断层上库仑应力变化与逆冲地震空间分布的对应关系,计算结果表明集集地震所引起的库仑应力变化确实有利于本地区余震的发生.     

华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明：华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

沧东断裂第四纪活动性探测结果

根据人工地震探测结果,分别在天津东丽区山岭子村北、大港区中塘村和宁河县北淮淀村布设了三条钻孔剖面,对沧东断裂开展了钻孔勘探工作。经微体古生物鉴定和地层年代测试,确定了各钻孔第一、第二、第三和第四海相层的位置。通过以海相层为标志层的地层对比并结合中塘村BZ1孔古地磁测试结果,对沧东断裂的活动性进行了分析研究。结果表明,沧东断裂晚更新世以来没有发现活动的迹象,其最新活动年代可能在中更新世。如果以海河断裂为界,从位于沧东断裂北部的北淮淀钻孔剖面和位于南部的中塘钻孔剖面的地层对比发现,沧东断裂北段、南段活动性差异不大。同时,已有的一些研究表明,海相层的观测可能对地震信息反映较好。除沧东断裂探测外,天津南、北断裂、海河断裂对21口钻孔进行了海相层鉴定,目前开展的蓟运河断裂探测也将对海相层位置进行确定,这些结果,对利用咸水层观测地震信息的层位选择有很大帮助。