多源数据联合反演权比确定及玉树地震同震断层滑动分布反演研究

为了更好地研究重力场对地壳形变、活动断层、地震等动力学过程的时变响应,需要建立动态地壳形变模型,研究重力、形变与地震波数据联合反演活动断层参数的相关理论及方法,进行活动断层潜在地震的危险性评估,探讨强震发生的动力学背景。该报告主要介绍两个方面的研究内容:一方面是如何表述反演数据中多源数据的权矩阵,通过引入虚拟观测方程将断层滑动的连续性约束一并纳入观察方程,采用Helmert方差分量估计确定各类观测数据的权比,推导了相关理论公式。另一方面,利用In SAR和GPS资料提取了Iwaki和Kita-Ibarake两个余震区典型余震的同震形变场,以及结合In SAR干涉图形状和方位向偏移量法对发震断层的几何参数进行约束。在此基础上,采用弹性半空间矩形位错模型对这两个强余震的同震滑动分布进行反演,得到的最大滑动量分别为3.28 m和0.98 m。最后利用余震的断层作为接收断层,计算了Mw 9.0 Tohoku-Oki静态库仑应力对余震作用的大小,结果显示Iwaki和Kita-Ibarake研究区的余震近似为纯正断层类型的浅源地震,静态库仑应力在两个研究区的最大值分别为1.1 MPa和0.7 MPa,表明Mw 9.0 Tohoku-Oki地震对研究区的余震触发是有促进作用的。     

以地震科技工作者的眼光审视汶川大地震

2008年5月12日14时28分,四川省汶川县附近(北纬31.0°,东经103.4°)发生8.0级地震。地震发生的地方是平原和高山交汇处(图1,见本期第2页,下同),山体呈北东走向,而余震的排列顺序就沿着这个走向(图2),说明这极有可能是一次和构造相关的构造地震,是因为断层活动引起的地震。     

关于2012年Mw 7.2苏门答腊地震近场动态触发的讨论

利用远震P波观测数据, 研究2012年印度洋Mw 7.2地震是否近场触发海沟附近余震的问题。根据区域化水波直接触发机制和间接激发机制的假设, 提出线性断层反演模型和双点源反演模型。远震P波数据反演结果表明, 基于区域化水波直接触发机制的线性断层模型对波形的拟合效果更好, 并且2012年印度洋地震没有触发海沟附近的余震。     

英买9区块断层与剩余油配置关系研究

针对塔里木盆地英买力地区白垩系地层断裂发育的特点,利用断层分段生长的原理,研究分段生长的断层对油气富集的控制作用,结合最大断距相减法确定英买9区块白垩系巴西改组8条断层的分段生长情况,预测断层边部油气分布的有利区域。研究认为,英买9区块在局部应力场作用下,早期形成的先存裂缝会沿着滑动面开始活动,逐渐形成具有一定断距的小型断层,断层在分段生长点处的抬升或沉降幅度要比周围小,河流会携带沉积物经过上升盘分段生长点,向下降盘断层分段生长点处汇集,是局部构造高部位形成的重要原因。     

非常规地震

超剪切地震超剪切地震,是一种罕见但却极为强烈的地震。在超剪切地震中,能量波可以以高达2.16万公里的时速掠过断层,比音速快好几倍,并能立即给附近建筑带来大规模破坏或潜在破坏。这种地震不常发生,并且只会在呈直线的特殊断层发生。这     

低孔隙岩石中断裂带内部结构及与油气成藏

通过大量的野外露头资料,研究低-非孔隙性岩石内断裂变形机制及形成断裂带内部结构,分析断裂对非常规油气富集的控制作用.研究结果表明:低-非孔隙性岩石内断裂变形机制为破裂作用、碎裂作用和碎裂流作用,分别形成初角砾岩、角砾岩和碎裂岩以及超碎裂岩,前3类断层岩渗透性相对较高,多为流体运移的通道.不同岩性地层内形成的断裂带结构有共性也有差异,共同特征是:伴随位移增加,断裂带逐渐从“一元”结构向“二元”结构发展,一旦大规模断层泥形成,变形集中在断层核上,破碎带宽度不再明显增加.不同的是演化模式的差异,碳酸盐岩压溶作用明显,伴随大量压溶缝形成和生长连接,最终演化成断裂.火山岩特别是凝灰岩中,开始发生断裂变形不形成破碎带,而是先形成断层核.超固结泥岩形成的断裂带开始渗透性增强,伴随断层泥产生,渗透率又会接近母岩.这种差异可能造成断层封闭模式演化及油气富集规律的差异.仅发育破碎带小规模断层、无内聚力的断层角砾岩、碎裂岩以及具有连续断层核的破碎带为典型的高渗透性断层,对非常规储层油气充注起到重要的作用.断层核渗透性决定断层封闭类型及油气富集模式,高渗透性断层核本身不具有封闭能力,主要靠岩性对接封闭,油气通常富集在区域性盖层之下且主要富集在断裂的下盘.低渗透断层核具有很强的封闭能力,油气在两盘均可以富集.破碎带由于大量裂缝发育,成为非常规油气富集的“甜点”区,有些致密气和页岩气富集区沿着断层呈条带状分布.     

底水气藏高导流能力断层纵向水侵数值模拟研究

断层纵向水侵严重影响气藏地质储量动用甚至报废气井,开展断层水侵研究关系气藏开发成败,现有断层水侵研究主要集中在水侵数学方程建立与求解的理论层面及断层复杂形态描述等方面,商业数值模拟软件也仅能研究断层侧向封堵性质,而无法模拟其纵向开启对边底水的沟通作用。参考数值模拟中对压裂裂缝的处理理念,提出加密断层面两侧网格并赋予加密网格活跃属性的方法来实现对断层纵向水侵的数值模拟。实例显示,断层面两侧加密网格渗透率越大,水体沿着断层纵向推进速度越快,说明模拟断层纵向水侵的方法是有效可行的。针对断层水侵数值模拟依然存在的问题,创新性提出断层独立的网格粗化技术、断层独立的数值模拟技术、多功能集成的属性编辑技术三条技术展望。     

气藏断层纵向水侵数值模拟研究

断层纵向水侵严重影响气藏地质储量动用甚至报废气井,开展断层水侵研究关系气藏开发成败,现有断层水侵研究主要集中在水侵数学方程建立与求解的理论层面及断层复杂形态描述等方面,商业数值模拟软件也仅能研究断层侧向封堵性质而无法模拟其纵向开启对边底水的沟通作用。本文参考数值模拟中对压裂裂缝的处理理念,首次提出通过加密断层面两侧网格、赋予加密网格活跃属性的方法来实现对断层纵向水侵的数值模拟;实例显示断层面两侧加密网格渗透率越大,水体沿着断层纵向推进速度越快,说明文中模拟断层纵向水侵的方法是有效可行的。针对断层水侵数值模拟依然存在的问题,提出断层独立的网格粗化技术、断层独立的数值模拟技术、多功能集成的属性编辑技术共三条技术发展展望。     

汶川地震断裂带数字地震台网建设与应用

为了提高对“5.12”大地震灾害监视和预警的能力,了解地震孕育、发生及发展,研究汶川.地震发震机理、地震复发周期和余震的迁移规律,“龙门山断裂带地震台网”建设,在震后迅速展开.该台网于2008 - 06 - 02开始正式传输地震数据,为灾后重建选址、地震科学钻探选址提供了可靠数据,同时也为研究龙门山断裂带余震分布情况、余震的迁移方向以及判断断层活动状况提供了科学依据.本文从台网选址、台网设计与建设、台网运行与管理、监测效能等方面介绍了台网的建设与应用.     

魔力地震点水成金……

国外媒体报道,一项最新的研究称地震具有点石成金的特异功能。当发生地震时断层处的水会蒸发,沉淀下金子,该研究发表在期刊《自然地球科学》上。该研究提出的模型提供了黄金和世界上很多金矿里的石英之间的联系的量化机制,研究作者、澳大利亚昆士兰大学地球物理学家迪恩·威瑟利这样说道。当发生地震时,地震会沿着地面破裂处移动——也就是断层处。     

走滑断层同震位移作用下隧道结构响应分析

地震在产生地震波的同时产生同震位移,并对隧道等地下结构造成较大的结构破坏.本文采用Lee等提出的d_max经验统计公式计算发震断层引起的同震位移,并借鉴整体式反应位移方法的思想,建立了同震位移作用下圆形隧道结构响应的数值分析方法.基于建立的分析方法,开展了走滑断层同震位移作用下隧道结构响应规律研究,分析了地震震级、隧道轴线与走滑断层交角、发震断层倾角和震中距等参数对隧道结构响应的影响.得到以下结论：(1)同震位移作用下隧道结构具有较大的内力与变形响应,在实际隧道抗震分析中应考虑同震位移的作用;(2)走滑断层同震位移作用下隧道结构主要承受轴力和剪力作用,且随隧道垂直于走滑断层变为平行于走滑断层的过程中,轴力先增加后减小,而剪力先减小后增加;(3)隧道结构内力随震级的增加而增加,随震中距的增加先增加后减小,而受断层倾角的影响相对较小.     

断层破裂速度对地震动影响的离散波数有限元法模拟

地震断层的破裂速度是断层破裂过程中的一个重要参数,它对近场地震动及其空间分布,特别是近场地震动的方向性特征有着重要的影响．为从理论上分析断层不同破裂速度对地震动方向性效应的影响,根据设定地震和根据统计关系得到的震源参数,采用离散波数有限元方法数值模拟不同破裂速度下地表观测点的地震动时程,分析地震动的峰值、反应谱和持时3个基本参数及其空间分布特征．研究表明：在地震马赫数为0．700～0．925的破裂速度范围内,断层破裂值均会使地震动及其分布呈现明显的方向性特征;断层破裂前方的地震动峰值和反应谱值大于破裂后方的地震动值,地震动持时则相反;在断层破裂方向的末端一定距离内存在一个典型的区域,在此区域内的地震动显著受到方向性的影响和控制,其地震动峰值和反应谱值显著高于其他区域,而持时则低于其他区域．总之,破裂速度对地震动及其分布的方向性特征有重要影响,随着破裂速度逐渐接近于剪切波速,地震动的方向性特征也越来越明显．     

高性能存储器系统

在过去的十年当中，微处理器的速度快速上升，每18个月CPU速度就会增加一倍。然而，当初内存的速度增加一倍却用了整整十年。ITRS（International Technology Roadmap for Semiconductor）研究表明，存储器将会依然沿着现有的发展道路发展，因此ITRS的短期和长期目标表明，在2016年之前，目前的存储器性能上升速度将会一直保持现有水平。     

用非均匀速度模型对汶川8.0级地震余震重新定位

为了进一步探讨龙门山断裂带深部结构,根据四川省地震局提供的地震原始资料,采用Hypo 2000对汶川大地震以及震后M≥2.0级余震进行重新定位。从2008年5月12日汶川发生8.0级大地震后,截止到2011年4月15日,获得了26 278个地震记录。重新定位后对结果的总结为:(1)主震发生在龙门山推覆构造带中央断裂中段的北川-映秀断裂上,余震主要沿龙门山断裂带方向延伸,呈南北分段分布。重新定位后的到时残差为±0.35s,水平误差为±1.32km,深度误差为±5km。(2)在主震附近的映秀、理县和黑水有一条北西向的余震带与龙门山断裂带的捩断层一致。(3)在青川附近(龙门山断裂带的北端),此段成为余震密集地区,这与历史上此地很少有地震发生不吻合。     

大型浮放储罐三维地震动响应分析

以15×104 m3浮放储罐为例,应用ADINA有限元软件,采用弹簧单元模拟地基,在三维地震激励下分析储罐的地震动响应.结果表明,沿着罐壁的高度方向加速度具有放大效应,且场地越软储罐罐壁加速度放大响应越小;液体晃动波高越大,基底剪力越大.按照水平地震激励计算的液体晃动波高和基底剪力较三维地震动计算结果偏小,因此建议储罐设计时要考虑多维地震动的影响.     

含断层剪力墙的框-剪结构动力时程分析

用Newmark-β法对某24层含断层剪力墙的框－剪结构作动力时程分析，计算该结构在E1 Centro波作用 最大楼层位移和最大楼层剪力，发现动力时程分析时结构的最大楼层位移曲线和最大楼层力曲线，均在剪力墙断层处发生明显的扭曲，这种曲线的扭曲现象在振型现象在振型分解法中非常不明显，故当作此结构截面设计应持谨慎态度。β     

余震持时特性对高烈度区渡槽动力响应的影响研究

主震发生后会在短时间内引发多次余震，长持时余震是否会对主震受损后的高烈度区渡槽结构造成额外损伤仍需探讨．以滇中引水工程某典型梁式渡槽为工程实例，建立渡槽-水-支座-支撑结构全耦合有限元模型．基于能量持时的定义，以设计反应谱为基础，从PEER强震数据库中选择长持时和短持时地震动记录来构造主、余震地震序列，对渡槽结构进行非线性动力分析；充分考虑主震作用后渡槽的初始损伤状态，提出了渡槽损伤评价指标，探讨了不同持时的余震对主震受损后渡槽结构动力响应的影响．结果表明：余震持时特性对主震受损渡槽的抗震性能有显著影响，长持时余震对主震受损后渡槽结构造成更严重的累积损伤，在渡槽动力响应分析中不容忽视．因此，在渡槽地震安全评估和抗震设计时，除需考虑余震的频谱特性和幅值外，还应重点考虑持时特性．     

波动承压水作用下基坑底部弱透水层超静孔压试验研究

研制模拟承压水持续变化的试验装置,并利用该装置研究弱透水层在波动承压水作用下的孔压变化规律。研究结果表明:承压水波动引起的弱透水层超静孔压由振荡超孔压和平均超孔压2部分组成;振荡超孔压幅值沿着自下而上的渗流路径急剧衰减;平均超孔压在深度方向上呈非线性的分布;承压水波动周期、幅值对平均超孔压的影响较小,但对振荡超孔压幅值的比值衰减速度和传递范围影响较大;在承压水波动周期较长的情况下,孔隙水压力较容易在弱透水层中传递,在基坑突涌稳定性验算中应充分关注弱透水层底板渗流破坏的可能性;改变承压水初始水位对超孔压的传递影响不显著。     

钢-混凝土混合梁接合面受力分析

应用大型空间有限元软件ABAQUS对某大桥混合梁钢—混接合段模型进行分析,探讨了接合面上接触摩擦作用对接合面受力的影响以及剪力钉受剪规律.结果表明:钢-混接合面位置、构造形式、传力均较合理;考虑接触摩擦会降低剪力钉受到的剪力,但不影响钢和混凝土箱梁以及剪力钉群的内力分布规律;接合面的剪力钉离中和轴越远受到的竖向剪力越大,实际应用中应加以重视.     

近场脉冲地震下混凝土框架结构特殊反应

针对某十二层钢筋混凝土框架结构,通过比较分析近场脉冲地震和不含速度脉冲地震作用下结构从弹性到弹塑性的地震反应过程,深入探讨了近场速度脉冲对结构弹性及弹塑性地震反应的影响。结果表明:近场脉冲地震与不含速度脉冲地震作用引起的结构弹性地震反应差别不大,含速度脉冲地震会引起较大的结构弹塑性变形反应,尤其是顶层位移、层间位移和基底剪力会明显增加;规范反应谱不能充分体现速度脉冲对结构弹塑性地震反应的影响;近场脉冲型地震含有较丰富的低频成分,谱值随周期增大衰减较慢,长周期的谱值较大,将对长周期结构的影响较短周期结构明显。