1995年日本神户地震建筑物倒塌与S波和盆地边缘次生面波干涉的研究

用地震波在不均匀介质传播中的波动方程的数值模拟方法, 分析了两维剖面SH以及P-SV地震波传播过程中波的叠加干涉与1995年日本神户地震中建筑物倒塌率分布之间的关系. 模拟中使用了错格实数Fourier变换的快速、高精度的微分算子. 利用地震波在不均匀地下介质传播的瞬间分布图分析了地震波在空间叠加干涉的过程. 结果表明, 模拟所得加速度波形的峰值很可能是由基岩表面传入沉积层的次生面波和沉积层中体波在地面表层中的干涉所致. 模拟所得地面加速度振幅的分布与建筑物倒塌率的分布极为一致. 远离地震断层的建筑物峰值倒塌率也和加速度的峰值吻合. 干涉过程的分析表示了建筑物倒塌率的分布与地质构造和地震波速度结构密切相关. 地震体波与盆地边缘次生面波的干涉很可能是形成倒塌极大值的原因. 由此可见用数值模拟方法研究地震波动传播过程以及其干涉过程对于地震灾害研究是十分必要的.     

地震

地震是一种在相当大的范围内发生的地面震动现象。这种地面震动是由地震波携带的巨大能量造成的。在地球内部激发出地震波的地方称为震源：震源在地球表面的垂直投影称为震中。震源深度不超过60公里时称浅源地震．大于300公里时称深源地震．介于两者之间的是中源地震。每年全球记录的地震达几百万次．但其中破坏性地震仅数十次，绝大多数地震对人不产生震感．只有灵敏的仪器才能察觉。另外，地震波中包含着许多关于地球内部运动情况的信息；人工激发的地震波还可用来寻找石油、煤、金属矿、地下水等资源。     

三维各向异性介质内界面上地震波的传播

各向异性介质中地震波动理论研究是现今地震学研究中的一项前沿课题与难题.界面上地震波传播行为研究对于理解波传播规律以及解释复杂的三分量地震记录等均具有重要意义,然而至今尚未见到这方面深入研究结果.本文从波动方程组出发,借助于边界连续性条件,推导得出三维各向异性介质中内界面上地震波的反射与透射系数,进行了数值计算并讨论了界面上地震波传播行为.     

陆地人工激发地震波的一种新方法

为测试利用气枪水库激发作为陆地震源的可能性, 在水库进行了容积为6000 in³的气枪激发实验.实验中所使用气枪震源一次激发释放的能量为6.68×10⁶ J, 大约相当3.4 kg炸药的能量当量. 用100台短周期地震仪排列组成180 km长的测线, 记录气枪激发产生的地震波. 实验有两个显著的结果: 第一, 气枪激发对水库大坝安全无影响, 激发时未见死鱼, 这种震源具有绿色环保的特点; 第二, 气枪激发的地震波与在华北地区陆地800 kg炸药激发的地震波强度相当, 周围地震台的记录表明, 一次激发相当于一次0.5级(M₁)的天然地震. 在离激发点220 km的基岩台, 可以接收到气枪激发产生的地震波信号. 气枪激发是照亮约100000 km²地下(地壳, 上地幔)的一盏明灯.     

为什么

地壳、地幔和地核是如何发现的? 大家知道,地球分为地壳、地幔、地核3部分。对地球结构的这一基本认识,来源于地震研究 地震时,地震波向四面八方辐射,沿不同路径扫遍全球,就像一盏明灯,照亮了地球内部。 地震波分为纵波(P波)、横波(S波)和面波,它们具有不同的传播方式和传播速度。受地球内部介质和层面的影响,地震波在传播过程中会产生速度变化和折射、反射等现象,因此地震波携带着地球内部其传播     

青藏高原地震与地幔热流上涌

中国地震局地球物理勘探中心的高级工程师张先、赵丽日前向有关媒体披露，青藏高原地震与小尺度地幔热流上涌活动有密切关系。青藏高原是我国地震活动频率最高、强度最大的地区。近期有关研究揭示，超临界地幔热流是一种特殊物质，作为强溶剂，它改变了周围固体介质的物理化学性质。地幔热流上涌的过程可能是一个降温降压体积急剧膨胀的过程，是一个巨大能量转换和释放的过程。这一过程能酿成地震。两位科学家同时发现，青藏高原地震的分布主要有两个特点：一是地震多分布在高原内部各块体之间的深断裂带上；二是地震多发生在居里温度面隆起…     

地震地面运动数值模拟中的土层增幅和波的多重干涉效应

阐述了在研究复杂地震灾害问题时不均匀介质中土层增幅率和地震波多重干涉效应对于用数值模拟方法研究地震地面运动的影响. 在数值模拟中, 首先分析了区域地质构造, 使用了由地表微动矩阵观测结果而得来的高精度地震波速度结构. 又运用地表浅层40 m深的钻孔岩(土)芯结构的地质和地震波速度资料, 进一步分析了浅地表土层对于地震波地面运动增幅率分布的影响. 揭示了重灾区地表土层对地面运动增幅率的非线形关系特征. 在地质结构特征分析基础上, 用数值模拟方法计算了日本神户地震灾区地面运动SH波分量加速度波形. 波动方程数值模拟解法中使用了错格实数傅里叶微分算子的拟Fourier谱微分法. 地面运动数值模拟结果表明地表土层的增幅率和地下速度结构特征对地面加速度波形及其最大振幅分布有很大影响. 由数值模拟地面运动结果与该区的1995年日本神户地震建筑物倒塌率关系的分析可知, 模拟所得地面加速度波形最大振幅与建筑物倒塌率的分布极为一致. 远离地震断层的建筑物的两重峰值倒塌率也和加速度的峰值吻合. 利用模拟的瞬间地震波不均匀多层介质中空间传播快拍图像分析了两重地面运动峰值与地质构造的关系. 结果表明两重峰值的地面运动可能是由基岩表面传入沉积层表层的次生面波和沉积层中体波干涉形成了第1次地面运动峰值; 表层下层通道波次生的面波与体波干涉形成了第2次波动干涉, 导致了第2个地面运动峰值. 这表明了波的多重干涉与地下结构有关. 由此可知详细分析土层增幅率和与地质结构相关的波的多重干涉现象对于用地面运动数值模拟方法研究地震灾害及建筑物倒塌率分布特征是十分有益的. 地质构造和结构的调查研究, 地面运动数值模拟分析对于地震波传播和抗震研究都是十分重要的.     

与地震共存

5·12四川汶川大地震在没有任何预警的情况下猝然发生,短短80秒内,地震释放的巨大能量将一座座城镇变为废墟,让无数家人阴阳两隔. 就人类而言,地震是灾难,在所有自然灾害中,地震是最具破坏力的,它在短短数十秒甚至数秒内突然降临,使人们几乎没有逃生的机会,它所造成的破坏要花许多时间才能恢复.     

流体地球化学进展及其在地震预测研究中的应用

地震预测是仍未解决的世界性难题.流体地球化学是地震预测的潜在手段之一,近年来得到了较为广泛的认可与运用.地震的孕育和发生过程始终伴随着地下物质运移、能量传输和条件改变,从而导致流体中元素和同位素的迁移与演化,进而形成地表可观测到的流体地球化学异常.活动断裂带是地震多发区,同时也是深部流体运移和释放的有利通道.活动断裂带流体的地球化学特征对地壳应力、温压条件和渗透率的变化极其敏感,可以作为指示构造或地震活动的良好指标.流体地球化学与断裂活动的密切关系使得流体地球化学不仅在地震预报中发挥着重要作用,也是解释地震过程中物质来源、能量交换和条件变化的有效手段.此外,新的地球化学分析技术的迅速发展,使其在研究地震前兆机理和地震物理过程中发挥越来越重要的作用.本文在综述近年来流体地球化学在地震预测领域研究进展的基础上,结合自身团队的研究结果和认识,提出未来地震地球化学研究的发展方向.     

上地壳低频地震波频散现象的物理学机制被揭示

<正>上地壳岩石低频地震波的频散现象及其成因一直是学术界关注的热点,最近科学家采用双重孔隙结构逼近地壳岩石,对比理论预测与实验观测,为上地壳孔隙岩石中低频地震波强频散现象提出了合理的物理学解释.这项题为"双重孔隙介质波传播理论与地震响应实验     

二维各向异性介质中地震波前面参数方程的建立

本文从二维各向异性介质中地震波动偏微分方程组入手,建立了各向异性介质中波前面的法向方程,并利用特征带法求解常规的一阶偏微分方程获得了二维各向异性介质中地震波前面的参数方程.     

利用三维地震勘探纵波方位振幅随偏移距变化技术检测煤田裂隙

裂隙检测对煤田生产和安全具有重要意义，地下裂隙的存在导致地震波场呈现方位各向异性的特征，地震波反射振幅随炮检距和方位角的变换而变化．在弱各向异性假设下，纵波反射系数可以简明地表示为裂隙参数的解析函数．为了利用地震波反射振幅与炮检距和方位角的变化规律预测安徽淮南某煤矿地下裂隙分布情况，在该地区进行了全方位角三维地震勘探，通过三维地震资料的精细分析和处理，主力煤层附近的地震波场呈现明显的方位各向异性特征，反射振幅随方位角的变换规律与方位各向异性理论预测结果吻合良好，表明纵波方位振幅随偏移距变化(AVO)理论可以用于该煤田裂隙方位和裂隙密度的预测．     

1976年唐山地震前地面增温异常

地震是一种急剧的构造运动、快速释放应变能的结果。热是各种形式运动和能量的集中表现。通过对1989年以来发生在我国的20多次5级以上地震的地面温度和卫星热红外图象资料综合分析,表明在短临时段内(震前几天至20多天),震区及其外围出现区域性热红外异     

地震危害知多少

在各种公共紧急事件中,地震最为我们所熟知.由于它的多发性、突发性、瞬时性、选择性和次生性等诸多特点,是国际上公认的重大灾害之一. 地震发生后,信息铺天盖地,公众最先得知的是地震发生的地点、震级,之后是震源深度,接着是当地的信息通讯、建筑受损情况,最后是人们最为关注的伤亡人数……那么,这些数据都说明什么?我们能否自己估计地震的伤亡情况呢? 首先需要说明的是,人们常将地震震级与地震烈度相提并论.其实,这是两个完全不同的概念.震级是一次地震释放能量多少的尺度,震级越高,释放的能量也越多.而地震烈度反映了地震的破坏程度,是衡量地震强烈程度的尺度,由震动对个人、家具、房屋、地质结构等所产生的影响来断定.一次地震震级只有一个,但不同受灾地点的烈度是不同的.简单点儿说,就是:震级是通过地震仪器的记录计算出来的,而烈度是需要考虑多种因素评测出来的.     

撩开地震的面纱

地下噼啪作响,地上五彩弧光,顷刻间房倒屋塌,废墟一片,刹那时友爱亲朋生离死别,阴阳隔世。幸与不幸从来没有这样面对面地靠近过。不用再说,你也能猜得到:地震了。 俯视地下 “地震”,顾名思义就是大地的震动。地震时,地壳内某处岩石的破裂和错位会产生强烈的振动,同时有弹性波形式的能量传播出去,在地面各处引起强烈震动。地壳中产     

各向异性介质中地震波射线满足的改进型斯涅尔定律

各类介质中地震波遇界面时几何射线参数求取问题均涉及到斯涅尔定律的应用,各向同性介质中斯涅尔定律的应用已广为人知.由于各向异性介质中地震波相速度与射线速度即能速度强度和方向上的差异,故基于相速度所获得的经典斯涅尔关系式不适于求解各向异性介质中地震波遇界面时的几何射线参数,经典的斯涅尔定律需要修正.这对利用各向异性介     

突变,生活中孕育着的自然现象

海浪一次次拍打着海边的石块,使石块一天天变小、变圆、变光滑,这些变化都是缓慢的、连续的,人们把这种现象叫做渐变。自然界和人类社会还有另一种现象。比如,水热到100℃会突然沸腾;地壳运动积聚了一定的能量,会突然爆发地震;人类社会在一定条件下会发生经济危机、社会革命。这些都是突然的变化,人们把这种现象叫做突变。     

"动物预报地震"现象探秘

地震是一种地壳运动的自然现象,从地球诞生开始,地震就没有停止过。在通常情况下,因其震动的幅度和影响不大,我们不能明显感知,但是,剧烈的地震会给人类带来巨大灾难。惊魂失魄的人类在屡历地震之灾后发现,与人类同在一个家园的动物中,不乏天才的“地震预报专家”。     

来自地球内部的能源:地热能

<正>寒冷的冬季刚刚过去,相信很多朋友都希望能泡一泡温泉来缓解疲乏。我们在享受温泉的同时,是否想过为何地下会冒出一口口如此温热的泉水呢?其实,温泉的能量就来源于今天本文将要叙述的主角——地热能。地球内部的放射性元素不断进行着衰变反应并释放热量,同时产生高温,巨大的热量会透过厚厚的岩层,持续向太空释放,这种"大地热流"产生的能量     

鲜为人知的俄罗斯地震武器计划

随着科学技术的发展,凡是能造成破坏的东西几乎都可能被发展成武器,如生物武器、气象武器,甚至海啸、洪水等自然灾害也可以人为制造出来成为武器。鲜为人知的地震武器就是其中的一种。早在20世纪70年代,一些国家就开始了对地震武器的研究。科学家们在进行地下核试验时发现:当核爆炸的当量达到一定程度时,就能对地质结构产生相当大的影响,通过对地质结构的作用和岩层的传递,部分能量甚至可以在另外一个遥远的