奇妙的分形与分维--固体"类流态"在地震研究中的运用

简单介绍分形理论,运用自相似理论将固体"类流态"的研究同地震的孕震机理研究联系起来.在Cu-Zn-Al合金中观察到由固体"类流态"胞区活动引起的天然破裂,这种天然破裂在时间、空间、强度上有典型的分形特征,在破裂区介质的硬度变化上呈现典型的非线性变化,将其运用到地震的孕震机理研究中,从地震开裂的破裂规律和地震活动在时间、空间、前兆场变化和前兆异常等方面比较两者的相似性,在实际运用中取得了很好效果.     

固体类流态与地震的相似性研究

固体类流态的研究能够为地震机理研究和地震预报提供一种动态的具有物理意义的方法.作者应用OLYMPUS显微镜和安装在该显微镜上的PanasonicF10高速摄像机,拍录到在常温常压下固态合金中存在的除气、液、固三态之外的运动状态———类流态.应用Sandbox方法和VC 程序实现了图像的数据化和动力学过程的研究,并对地震形成过程中裂缝丛集、扩展和类流态胞区产生裂纹进行对比分析.在绝对分形一致的情况下,应用类流态振荡的时间序列检验四川和新疆等地区1996年～2001年的地震发生情况,符合效果较好.从而为地震预报和孕震机理等方面研究提供了一种动态的具有物理意义的新方法.     

地电前兆场特性及有关地震预报问题探讨

探讨了西北地区和四川汶川地区地震活跃高潮期成组强震活动的孕震区域与地电前兆异常区,分析了地震地电阻率各向异性的前兆异常特征,实践证明,成组强震在孕震过程中受地电前兆场时间、空间、强度的影响,它们之间有着密切的关系.得出地电阻率各向异性异常现象会出现在地震发生前.为地电前兆方法进行场的动态跟踪预报工作提供了实践和理论依据,以及能及早地预先知道将要发生地震的震级、震中和发震时刻,尽量减少地震所造成的经济损失,保证人民财产的安全.     

探讨与汶川地震有关的焦点科学问题

基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论和新划定的3.6版汶川地震区,再次探讨了与2008年汶川地震有关的若干科学问题,包括该震是否为主震?该震、2013年芦山MS7.0地震、2017年九寨沟M_S7.0地震之间关系?该震是否存在复发周期?该震发生前是否存在显著物理前兆?该震与紫坪铺水库之间关系?研究结果表明:汶川地震并非汶川地震区当前地震周期主震,未来将发生MS8.0~8.3标志性地震;2013年芦山地震和2017年九寨沟地震有直接联系且均与汶川地震密切相关,两者同为下一次标志性地震前的两次显著预震;汶川地震区标志性地震及其未来主震是否存在复发周期目前尚不能作出明确判断;在汶川地震前,由于自1995年12月18日后其震源体的物理状态长期保持近似不变,故不可能观测到显著的中长期与短临物理前兆;紫坪铺水库对汶川地震孕育过程的影响很小,可以忽略。     

基于GIS的不同地貌类形的土地利用分形研究

利用土地利用现状数据和数字高程模形(DEM),运用DEM数据提取出高程数据和及地形起伏度,对广西都安县的不同地貌类形的土地利用分形研究,得到研究区基本地貌类形图,并与土地利用现状数据进行叠加分析,运用分形理论,得到不同地貌类形下土地利用类形的分形特征,揭示了不同地貌类形下土地利用空间形态的变化机理。     

活动断层分段研究

地震发生在活动断层上,而断层活动不一定都发震,为进行地震危险性分析,确定未来可能发生地震的地段和强度。因此,把活动断层分成地震破裂段进行研究,分析断层活动在时间上、空间上的不均匀性,了解破裂段特征和分段标志,确定破坏性地震发震的构造条件是极为重要的。     

锁定地震孕育发生的物理过程 促进地震难题的破解

作者对构造地震的形成要素、成因机理、孕震机制、孕育发生的基本规律及地震预测预报进行了研究,对地震孕育发生的物理过程提出了全新的解释,从根本上揭示了构造地震孕育发生时空演化的机制与图像链是:从地壳差异构造运动牵制受阻-发生隆起-凹陷-剪切应变-形成"三向应变结构"孕震体-失稳破裂-发震-直到差异构造运动恢复正常的自然演化,对地震难题的破解取得了一系列实质性的重要进展。其"三向应变结构"是地震孕育发生的充分必要条件,应用"三向应变结构"理论观测研究地震,将直接促进地震物理预报的早日突破。     

中国震灾的分维及其灾情的分形模型

根据分形理论在相关领域中的研究进展，分析了公元前1831年至公元1979年间中国东北区、华北区、华中区、华南区、西南区、内蒙古区、西北区、青藏区等8大自然区内地震活动的强度-频度关系对长时段中国地震资料的适用性和中国地震活动分维在空间上的变化情况，建立了中国震灾灾情的分形模型.研究结果表明：(1)根据现有长时段统计资料建立起来的中国地震强度-频度关系式是合理的；(2)中国震灾的分维为1.485 8，在中国的8大自然区中，以华中区地震活动分维值相对最大，为1.225 8，华南区地震活动分维值其次，为1.207 2，而以东北区地震活动分维值最小，仅为0.635 2；(3)震灾分维大小与不同区域地震数目之间并不能建立较好的联系，而是在总体上与我国东部地震带、台湾地震带、喜马拉雅地震带与西部地震带的空间分布(这些地震带地震活动较为强烈)是相对应的；(4)中国震灾灾情(死亡人数)的分形模型为lg N=0.632 6 lg r+3.839(式中r为标度，N为标度r之上的灾情出现频次).     

HRT波方法准确预测强震时空强的可行性及其汶川8级等强震的震例

潮汐力谐振共振波地震短临预测方法（简称ＨＲＴ 波法）是由震前所记ＨＲＴ 波根据ＨＲＴ 波预测模型,在震前同时测定给出地震三要素（地点、震级和时间）的一种新方法,把孕震过程与前兆产生机理视为“黑箱”,选已知大自然存在的潮汐力波作输入信号;使用专门研发的“ＰＳ －１００”ＨＲＴ 波接收网站记录ＨＲＴ 波（输出信 号）,辨识得到与震源区介质状态有关的关系式,建立了ＨＴ 波与ＲＴ 波短临预测模型（ＨＲＴ 波预测模型）。     

汶川地震沙层应变的短临前兆

应用北京昌平及西集沙层应力仪观测资料,根据该仪器以往３０ 年所观测到的地震震例以及２００４年１２ 月２６ 日印尼８．７ 级地震的前兆特征;沙层应力仪记录的汶川８．０ 级地震短临前兆过程,符合沙层应力仪多年监测实践总结出来的孕震物理模型,尤其是２００８ 年３ 月开始出现的短临异常时间与形态的阶段性变化,临震异常特征明显,与卫星热红外等其他观测项目具有很好的时间同步性,属于汶川８．０ 级地震大尺度前兆异常。     

金属断裂特性与IPE孕震模式的类比研究

本文简要介绍了IPE孕震模式，通过对金属的断裂特性和表现形式与地震孕育的类比分析，把金属材料的断裂实验结果引入到IPE模式的研究，为孕震机理的研究提供了一种新途径。     

基于双向S-粗集的地震预测知识支持算法

针对双向S-粗集理论的元素迁移特性和地震前兆异常的区域差异、震前差异的特点,提出基于双向S-粗集的地震预测知识支持算法.首先,收集某地块边界中观测到地震前兆异常属性集,划分等价类.其次,求该地块经常出现的地震前兆异常属性集的下、上近似.最后,求该地块某个地震前兆异常属性集的下、上近似,获得该地块某个地震主要的前兆异常.该算法能让地震专家在地震预测难题研究中,有效缩小前兆异常研究的范围.但该算法的实际应用,需待完善的地块边界地震异常数据的收集.     

地震震级与前兆异常空间分布的相关分析

本文利用滇西及邻区５次中强以上地震及其震前滇西前兆异常空间分布特征对震级Ｍｓ与异常空间反应最远距离ｄ进行了一定程度的相关分析，得出Ｍｓ与ｄ的经验公式为Ｍｓ＝０．００９５８９ｄ＋２．１。运用相关分析结果对滇西及邻区中强以上地震短临监视可提供一定的定量依据。     

地震监测预报的误区分析与工作建议

四川省汶川县巨震之后,人们对地震前兆问题广为讨论,由此引发诸多思考。基于地球系统复杂变化过程中的突变现象,分析了地震前兆信息的基本问题;指出目前社会公众及国际地震学界一般存在以下3个误区,即认为前兆与地震应一一对应,陆区地震预报主要依赖于台网监测,地震前兆分析方法比较单一;进而提出中国地震监测预报工作应重视卫星对地观测数据的快速处理与分析,建立地震数据共享机制和地震信息汇合机构,期望中国地震监测预报理论和技术尽快实现创新发展。     

分量钻孔应变仪记录的汶川、芦山强震前兆应变异常

 2007年全国布设了由40台4分量钻孔应变仪组成的分量应变监测网络。位于四川姑咱地震台的应变仪先后记录了汶川和芦山强震孕震过程中的潮汐畸变应变异常现象。这些异常变化基本满足地震前兆的3项判据,故被初步认证是这两次强震孕育过程中的应变前兆。本研究对相关记录资料进行了分析,以期为后续强震预测和预报研究提供参考。     

GEOSS条件下固体地球灾害的广义遥感监测

地质灾害、地震灾害与矿山灾害是中国的主要固体地球灾害,地壳运动变化与岩石受力灾变是固体地球灾害发生的根源。通过分析岩石受力灾变辐射异常实验研究及固体地球灾害遥感监测实践研究的国内外现状,提出了综合多种电磁与非电磁手段,构建全方位、多层次的卫星-航空-地表-地下四位一体、立体协同的广义遥感监测体系。论述了突破经典遥感信息融合的局限,从时间、空间和物理尺度研究和挖掘广义遥感信息中多种物理量之间及岩石灾变前兆之间的内在机理与关联规律的必要性。为提高固体地球灾害前兆识别的可行性与可靠性,分析了在GEOSS条件下构建固体地球灾害广义遥感监测体系的有利契机和若干前沿问题,包括广义遥感信息融合理论、固体地球灾害前兆识别模型等。     

岩石破裂过程中声发射模式的数值模拟

利用数值模拟软件RFPA2D对在单轴压缩加载条件下3种不同均质度的岩石试件破裂过程进行了模拟研究,讨论了整个破坏过程中的声发射时间序列和空间分布规律以及相关的震源特征和前兆异常等·实验结果表明,随着均质度的增加,岩石在主破裂之前非线性逐渐减弱而脆性逐渐增强·3个岩石试件的声发射规律分别表现出群震型、前震主震余震型和主震型3种模式,结果和地震观测到的地震模式有很好的一致性     

金属断裂特性与IPE孕震模式的类比研究

本文简要介绍了IPE孕震模式,通过对金属的断裂特性和表现形式与地震孕育的类比分析,把金属材料的断裂实验结果引入到IPE模式的研究,为孕震机理的研究提供了一种新途径。     

基于分形理论的地震信号空间序列分析

当把地震勘探信号各道间对应于同一时刻的数据序列看作是反映一定范围内地层及其地质参数的复杂函数时，便构成了地震勘探信号的空间序列．建立了地震信号空间序列的分形模型，将根据一维时间序列重建动力学系统的理论和时间序列关联维计算的G．P算法拓展到对地震信号空间序列的研究之中，提出了地震信号空间序列关联维的分析方法．仿真结果表明，利用分形分析结果的地震勘探信号空间序列分数维图，可将信噪比较低的地震勘探信号从强干扰噪声中分辨出来．     

地震前兆的数值模拟

针对均匀介质模型模拟地震前兆存在实际地壳介质不均匀、岩石破裂终止区域人为指定等不足,借助ANSYS 12.0数值模拟软件,采用不均匀介质模型模拟地震前兆现象。结果表明,弱介质区是地震前兆出现的主要区域,地震前兆的复杂性主要表现在弱介质区分布的复杂性。该结果能很好地解释地震空区、两头跳和密集—平静—大震的地震前兆现象,为地震预测研究提供了借鉴。