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《武汉大学》 2005年
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顾及地球结构的大地测量反演模式与应用

李志才  
【摘要】:大地测量反演,以大地测量观测信号为基础,结合地质、地震和地球物理资料,利用地球物理学建立的先验地球动力学模型,反推动力学模型参数,修正和提出新的地球动力学模型;也可以根据地表观测结果反演研究活动断层、活动块体的运动情况,探讨地壳运动与地震关系,进行地震、地质灾害的预测预报。 本文将大地测量学与活动块体、地震断层位错模型结合起来,建立了分块体多断层联合反演模式;研究了不同地球结构模型之间的变形差异,建立了顾及地球结构的同震变形反演模式,震后变形反演模式;开发了相关应用软件,并与实际观测数据相结合,进行了具体的反演研究。主要工作如下: 系统总结了弹性半空间位错模型、球体分层位错模型的发展历史,比较两类模型差异,为建立反演模式提供理论基础;指出随着现代大地测量技术的发展,观测精度的大大提高,观测信息完全可以分辨出模型误差带来的变形差异;相对于更真实的球体分层模型,半空间均匀弹性模型对地球实际模型的假设必然会带来模型误差,需要在实际应用中加以考虑。 基于中国地壳运动观测网络提供的大量GPS观测数据,根据半空间均匀弹性位错理论和块体欧拉参数理论,研究和发展了分块体多断层联合反演模式,该模式能同时从大尺度范围分析块体运动和小尺度范围分析断层的活动特性;并联合利用Bootstrap方法以及统计方法对反演参数进行评价,给出解的置信区间;对华北地区和川滇地区分别进行了块体和断层的联合反演,分析了两区域的块体运动状况,活动断层运动量,孕震能力等,反演结果显示活动断层蕴含了5~6级的潜在地震活动能力,需要加强对活动断层的变形监测。 顾及地球结构的非均匀性、分层和球体特性,系统研究了球体分层模型,球体均匀模型,半空间均匀模型分别作用地震断层(走滑断层,倾滑断层)产生的地表同震变形差异。在大尺度(断层长度100km,影响半径超过100km)、小尺度范围内(断层长度100km,影响半径100km),分别讨论了地壳分层特性以及地球曲率的影响。结果显示:在小尺度范围内走滑断层由于地球结构的影响带来的水平、垂直变形差异大约都为10%左右,但垂直变形数值较小,可忽略不计;而大尺度范围内研究的走滑断层由于地球结构的影响带来的水平变形差异大约在20%左右,垂直变形差异远大于20%,且垂直变形数值较大。在小尺度范围内研究的倾滑断层由于地球结构的影响带来的水平变形差异大约为10%左右,垂直变形差异很小;而在大尺度范围内研究的倾滑断层由于地球结构的影响带来的水平变形差异大约在10%左右,垂直变形差异约为10%。小尺度范围内研究的结果表明,变形差异主要源于地球分层的影响;大尺度范围内研究的变形差异结果则更明显的体现了地球分层影响,同时又凸现了地球曲率的影响。分析了不同模型对地表变形的影响异同,定量研究了三类模型之间的地表变形差异;计算结果显示,相对实际地球模型,利用半空间均匀位错模型计算的同震变形差异最大,数值大大超出现有高精度测量值的精度。发展了顾及地壳分层结构的地震断层同震位错模型的反演模式,建立了非线性反演方程,分别对走滑断层、倾滑断层、张裂断层进行了模拟反演分析;反演结果显示,该反演模式可很好地将断层位错参数反演出来,利用该模式可较好地解决实际地震断层同震变形的反演问题。 基于球体粘弹性地球模型,系统研究了走滑断层,倾滑断层,张裂断层顾及不同地壳分层结构的震后变形,定量分析了实际地壳分层模型与模拟均匀模型的地表变形差异。计算结果显示:走滑断层位错因地壳分层对地表震后变形的影响主要集中在水平方向,分别计算10、15年的分层和非分层震后变形差异,结果在水平方向相差分别达到12.2mm、14.1mm;
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:P227

【引证文献】
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1 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王亚男;InSAR技术用于矿区大量级塌陷监测研究[D];长安大学;2011年
2 王乐洋;大地测量反演解非唯一性的处理方法研究[D];中南大学;2008年
【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 吴晶;王辉;曹建玲;高原;王琼;;地壳介质非均匀性对华北地区强震活动的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
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8 白武明;林邦慧;陈祖安;;1976年唐山大震发生对华北地区各地块运动与变形影响的数值模拟研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年
9 熊熊;滕吉文;;青藏高原东缘地壳运动与深部过程的研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年
10 ;Paleomagnetic result of the Cenozoic volcanic rocks from the Tuoyun Basin,southwest Tien Shan of China and its tectonic implications[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○四学术论文汇编·第一卷(地球深部)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
2 胡小飞;祁连山北部侵蚀速率的时空分布与构造抬升变形研究[D];兰州大学;2010年
3 代传固;黔东及邻区地质构造特征及其演化[D];中国地质大学(北京);2010年
4 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
5 方荣新;高采样率GPS数据非差精密处理方法及其在地震学中的应用研究[D];武汉大学;2010年
6 樊炜;海底热液口温度场声学测量技术研究[D];浙江大学;2010年
7 曹令敏;地震层析成像方法的研究及其在金属矿复杂模型模拟中的应用[D];中国地质大学(北京);2011年
8 周晓成;汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D];中国科学技术大学;2011年
9 蔡志慧;塔里木盆地东北缘早古生代造山带的构造特征、造山过程及对塔里木盆地的影响[D];中国地质科学院;2010年
10 熊小松;中国大陆莫霍面深度与变化特征及其地球动力学意义[D];中国地质科学院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
2 孟玉双;基于剪切波速的邯郸市区工程地质条件区划与评价[D];河北工程大学;2010年
3 李侃;滇东北铅锌矿层控多样性与岩性、岩相控矿关系[D];昆明理工大学;2010年
4 钱晶;攀钢西昌钒钛钢铁新基地区域地壳稳定性评价[D];昆明理工大学;2010年
5 洪建磊;滇东北铅锌矿控矿构造特征及成矿预测[D];昆明理工大学;2010年
6 胡光英;祥云推覆构造地质特性及动力学分析[D];昆明理工大学;2009年
7 王志强;西昌昔格达组的动力特性研究[D];昆明理工大学;2009年
8 董慧超;北京地铁九号线三维地质建模研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 李悦;地震导致的井—含水层系统应变与地下水位变化关系研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 王焕;汶川地震断裂带结构特征及其与地震活动性的关系[D];中国地质大学(北京);2011年
【同被引文献】
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1 季灵运;王庆良;杨成生;郝明;;InSAR相位解缠算法的分析与评价[J];测绘工程;2008年05期
2 章传银,高永泉;浅论现代测绘科学基本问题与科学思维[J];测绘科学;2002年01期
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4 王乐洋;朱建军;;大地测量反演问题统一综述[J];测绘科学;2007年06期
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8 王乐洋;朱建军;;回归分析、测量平差与大地测量反演[J];测绘通报;2007年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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1 肖兰喜;中国大陆板内构造运动的动力学研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年
2 李爽;大地测量联合反演的模式及算法研究[D];武汉大学;2005年
3 陈强;基于永久散射体雷达差分干涉探测区域地表形变的研究[D];西南交通大学;2006年
4 刘峡;华北地区现今地壳运动及形变动力学数值模拟[D];中国科学技术大学;2007年
5 陈艳玲;星载SAR及InSAR技术在地球科学中的应用研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2007年
6 罗小军;永久散射体雷达差分干涉理论及在上海地面沉降监测中的应用[D];西南交通大学;2007年
7 赵超英;差分干涉雷达技术用于不连续形变的监测研究[D];长安大学;2009年
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1 王健;现代非线性优化算法在大地测量反演中的应用[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2002年
2 杨成生;基于D-InSAR技术的煤矿沉陷监测[D];长安大学;2008年
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【二级引证文献】
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1 张学东;工矿区地表沉陷D-InSAR监测模式与关键技术研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
【二级参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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1 万永革;“地震静态应力触发”问题的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2001年
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2 王乐洋;朱建军;;大地测量反演问题统一综述[J];测绘科学;2007年06期
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7 王乐洋;朱建军;;基于三次样条的大地测量半线性反演方法[J];测绘科学;2008年01期
8 王乐洋;朱建军;;附不等式约束的大地测量反演[J];大地测量与地球动力学;2008年01期
9 ;大地测量学[J];测绘文摘;2008年03期
10 独知行,欧吉坤,韩保民,靳奉祥;大地测量反演中参数可辨识性问题[J];测绘学报;2001年04期
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1 李志才;顾及地球结构的大地测量反演模式与应用[D];武汉大学;2005年
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3 瞿伟;基于空间大地测量反演理论的汾渭盆地地壳形变及地裂缝群发机理研究[D];长安大学;2011年
4 张贵钢;青藏东缘地壳形变特征及龙门山地区深部动力机制研究[D];长安大学;2011年
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1 刘宁;蚁群算法反演断层三维滑动速率[D];长安大学;2009年
2 王乐洋;大地测量反演解非唯一性的处理方法研究[D];中南大学;2008年
3 吴小利;GPS资料研究构造应力场变化特征[D];长安大学;2009年
4 张秀霞;顾及误差的遗传算法反演研究[D];长安大学;2010年
5 刘杰;粒子群算法反演断层滑动速率[D];长安大学;2011年
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