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《中国地震局地球物理研究所》 2000年
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地壳介质弹性、电性各向异性理论及对地震过程的联合解释

阮爱国  
【摘要】:本论文共分10章,第1章为引论,第2-6章为基础理论,第7-10章 为应用研究。主要研究内容可分为五个方面: 1.第1章引论部分综述了地壳介质各向异性现象和分类,从发展沿革、理论方 法及成果、存在的问题这个顺序分别论述了地壳介质弹性各向异性和电性备 向异性。在此基础上提出了本论文的研究思路和主题:将地震学中的S波分 裂法与电法中的大地电磁测深法联合起来解释地震过程中的各向异性动态特 征与发震应力场的关系。围绕这个主题设定了两个核心:一是建立地壳介质 电性各向异性微观模型,在此之前这方面的研究是一个空白;二是基于EDA 裂隙模型将S波分裂法与大地电磁测深法联合应用于对实际震例的分析研 究,该研究具有首创性。并对其它研究内容作了安排。 2.基础理论部分中第一项研究内容是本构关系的理论分析、推导。第2章讨论 弹性各向异性本构关系。除了引用前人给出的公式外,本论文有特色的工作 是:推导了一个应变能公式,给出了各种对称体系下的弹性本构形式,对前 人给出的结果作了验证,指出存在的个别错误;对EDA(广泛扩容各向异 性)构成的薄层介质各向异性弹性常数作了推导,给出了解析表达;对几 种类型的各向异性体系的角散式进行了推导并作了数值计算.第5章讨论电 性各向异性本构关系,本论文在此作了一个有创新性的工作,即本论文的 第一个核心,受弹性各向异性等效弹性模量(Hudson公式)和APE(各向 异性孔隙弹性)理论的启示,建立了等效的电性各向异性微观模型并给出 了数学推导,将此模型称之为电性各向异性裂隙方向性集中体积模型(简称 体积模型);其它有特色的工作是从直流电法和大地电磁测深法来讨论薄层 各向异性和EDA各向异性的特征,并指出了直流电法中的“反常现象”. 3.基础理论部分的第二项研究内容是数值模拟.第3章是引用前人提出的伪谱 法对2.5维弹性波场作了数值模拟,并对快慢S波时间延迟、快S偏振方 向作了分析;第4章对第3章遗留的问题作了进一步研究。有特色的工作 是:全面推导了用特征值法处理伪谱法中各种边界条件的表达式,为以后 这方面的工作提供了便利.第6章是引用前人的方法,对层状EDA各向异 I 中国地震局地球物理研究所博士学位论文:地壳介质弹性、电性各向异性理论及对地震过程的联合解释 性作了大地电磁测深(MT)数值模拟,并对前人公式中的模糊之处作了说 明.数值模拟部分其重要性在本论文中占的份量较小,但工作量却很大,主 要工作是编程计算.这方面的研究目的就是从直观上提高对各向异性的认 识,为下续的研究工作打基础. 4t应用部分的第一项研究内容就是本论文的第2个核心,即基于EDA裂隙模 型联合应用S波分裂法和大地电磁测深法来分析研究地震过程中的前兆各向 异性现象和发震应力场随时间演化的关系。第7章引用前人的方法,对S 波分裂法中的旋转相关法、最大特征值法、波形识别算子作了论述椎导;对 大地电磁测深法资料处理的最小H乘法作了论述推导。第8章用CDSN兰 州台、中法合作朗索台的三分量数字记录小震资料,和中法合作松山台的电 磁连续观测资料,分析了1995年7月22日永登5,8级地震前后快S波偏 振方向、电性主轴方向与震源机制解P轴方向的关系,发现三者震前的协 调一致性;快慢S波时间延迟在时间上随地震的孕育而逐渐增大;从电性 主轴与频率的关系分析出地震孕育造成的动态各向异性在地壳深度一定范围 内是广泛存在的;还发现视电阻率的变化受发震应力场和台站处构造条件的 共同作用。第 9章用同样的方法对 1996年 6月 1日的天祝-古浪 5.4级地 震过程的各向异性现象作了联合解释,得到的结果与第8章是一致的,但 由于资料情况不同、背景应力场不同,震源机制不同,所以该次地震的各 向异性分析结果有自己的一些特点。 5.应用部分的第 h项研究内容(第 10章)是根据 EDA模型、APE理论和本 论文建立的电性模型,从各异性的角度来讨论直流视电阻率地震监测预报方 法的机理,着重点落在离震源较远的场兆问题上。通过讨论、简单计算,认 为根据新的电性模型可解释震前小应变下大的视电阻率变化,可以解释不 同方向观测值不同的原因,可以解释震前视电阻率既可以是下降变化也可 以出现上升变化的现象,排除了临震视电阻率突跳对大量进水或大量出水 的严重依赖性,这些问题是以往标量理论所不能及的。 总之,本论文在电性各向异性理论上有1个较大的创新,建立了一个新 的模型,弹性、电性的联合解释和对地电法机理的研究在应用上是二个鲜 明的创新。其余部分的工作大多是在前人基础上作了一些补充和改进,并 互互
【学位授予单位】:中国地震局地球物理研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:P315.3

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 阮爱国,卢军,符琼玉,吴振利;地震地电阻率各向异性变化数值模拟[J];华南地震;2004年03期
2 阮爱国,李清河,赵和云;APE理论与地电阻率前兆[J];西北地震学报;2000年03期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 牛滨华 ,顾贤明;地震波场正演模拟中的有限单元方法[J];长春地质学院学报;1989年02期
2 张中杰 ,何樵登;N个薄层介质组合引起的视各向异性[J];长春地质学院学报;1990年02期
3 钱家栋,曹爱民;1976年唐山7.8级地震地电阻率和地下水前兆综合物理机制研究[J];地震;1998年S1期
4 陈学忠,王晓青,李志雄;强震前水氡异常台站时空分布非均匀性变化特征[J];地震;2000年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘希强;周蕙兰;郑治真;;利用剪切波分裂研究中国大陆上地幔各向异性[A];中国地震学会成立20周年纪念文集[C];1999年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张恩厚;陈前新;;瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率在地质雷达工程中的应用[J];安徽地质;2004年01期
2 谢兰芳;廖圣柱;周传公;;EH-4连续电导率仪在西南岩溶地区找水中的应用[J];安徽地质;2011年01期
3 邵凤云,邵世德,徐长顺;沿海地区地下淡水的物探勘查方法研究[J];安徽地质;1997年03期
4 程真富;;刘店煤矿副井马头门巷道松动圈及支护结构内力测试技术[J];安徽科技;2010年05期
5 高原;;利用剪切波分裂研究地壳介质各向异性[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2006年03期
6 张平松;吴健生;刘盛东;;隧道壁后注浆质量高密度电法测试的可能性[J];地下空间与工程学报;2008年02期
7 刘晓红;李勇;;小波模极大值方法与地震P波到时[J];北京师范大学学报(自然科学版);2008年05期
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9 张中杰,何樵登,滕吉文;二维横向各向同性介质中弹性波场差分法模拟稳定性研究[J];长春地质学院学报;1993年02期
10 牛滨华,孙春岩;裂隙各向异性介质横波双折射特性研究[J];长春地质学院学报;1993年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 管西竹;符力耘;陶毅;于更新;;复杂地表边界元-体积元波动方程数值模拟[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
2 兰海强;刘佳;白志明;;VTI介质起伏地表地震波场模拟[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
3 宋双全;殷亚飞;黄仕茂;;多极距中梯电测深技术与研究[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
4 许军强;白朝军;王跃峰;;我国地热资源勘探技术及其应用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
5 张银芳;李继超;丁守良;张沛垚;王富群;;物探高磁、双频激电方法组合在探测磁铁矿中的应用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
6 殷建武;;直流激电法在栾川南泥湖钼矿田外围找矿中的应用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009年
7 吕少辉;周四春;吴丽荣;王自运;;KLM金矿区综合物化探找矿思路研究及找矿预测[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
8 敬荣中;曾高福;黄理善;曾晖;;危机矿山深边部找矿地球物理方法与应用研究[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
9 马维;李世海;;煤与瓦斯突出煤岩初应力波动效应研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
10 丁伯阳;袁金华;胡亚元;;饱和土隧道内集中荷载作用下振动位移反应的Green函数解答[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘俊峰;海拉尔盆地复杂储层地震识别方法研究[D];中国地质大学(北京);2010年
2 冯兵;鄂尔多斯盆地自然电场及石油地质意义[D];中国地质大学(北京);2010年
3 鲁晶津;地球电磁三维数值模拟的多重网格方法及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 王连山;廊固凹陷大兴砾岩体天然气藏评价预测研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 刘俊昌;大地电磁测深时间域拓扑处理去静态方法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 李小康;基于MPI的频率域航空电磁法有限元二维正演并行计算研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 张帆;基于MPI和GPU直流电法和大地电磁法三维正演的并行算法研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 徐汶东;CSAMT中的IP效应影响及应用研究[D];吉林大学;2011年
10 张东良;起伏地表条件下的直流电场有限差分数值模拟[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田禹;煤岩双相介质弹性波场数值模拟[D];山东科技大学;2010年
2 李成森;电阻率成像技术在煤矿防治水方面的应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 陆学村;激电二次场衰减分布规律实验研究[D];河北工程大学;2010年
4 刘慧鹏;EH4高频大地电磁系统数据处理研究[D];昆明理工大学;2009年
5 曾玉娇;EH-4在云南金牛厂铅锌矿的应用研究[D];昆明理工大学;2009年
6 于海燚;EH4及磁法对个旧西区落水洞铅锌矿区隐伏构造分析研究[D];昆明理工大学;2010年
7 王金芳;电法在山西五台东腰庄金矿找矿中的应用研究[D];石家庄经济学院;2010年
8 黄园;综合方法找矿及其在查干地区的应用[D];中国地质大学(北京);2011年
9 王霆;核地球物理方法在铀矿勘查中的应用[D];中国地质大学(北京);2011年
10 袁航;藏北高原东昆仑断裂带深部电性结构及大陆动力学研究[D];中国地质大学(北京);2011年
【同被引文献】
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1 钱家栋,曹爱民;1976年唐山7.8级地震地电阻率和地下水前兆综合物理机制研究[J];地震;1998年S1期
2 陈学忠,王晓青,李志雄;强震前水氡异常台站时空分布非均匀性变化特征[J];地震;2000年01期
3 陈峰,修济刚,安金珍,廖椿庭,陈大元;岩石电阻率变化各向异性与微裂隙扩展方位实验研究[J];地震学报;2000年03期
4 阮爱国,李清河;地壳介质各向异性电性本构关系讨论[J];华南地震;1999年03期
5 阮爱国,李清河,赵和云;APE理论与地电阻率前兆[J];西北地震学报;2000年03期
6 杜学彬,李步云,刘耀炜;1995年永登5.8级地震多种前兆异常特征[J];西北地震学报;1997年04期
7 阮爱国,李清河,荣代潞,赵和云;永登地震剪切波分裂及电性各向异性的变化特征[J];中国地震;2000年04期
【二级引证文献】
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1 李飞;夏忠;杨冯威;;中强震前新沂台电阻率各向异性值(S)变化特征[J];东北地震研究;2008年01期
2 杨冰坦;戢兴忠;张自力;;浅谈电阻率法在地震预测中的应用[J];防灾减灾学报;2010年01期
3 杜学彬;叶青;马占虎;李宁;陈军营;谭大诚;;强地震附近电阻率对称四极观测的探测深度[J];地球物理学报;2008年06期
4 冯志生,杨从杰,梅卫萍,张秀霞,夏忠;新沂台地电阻率整点值的远大震前驱波变化[J];地震地磁观测与研究;2003年04期
5 李飞,王福才,杨冯威,何培延;黄海5.1级地震异常特征[J];地震地磁观测与研究;2004年01期
6 李飞;杨冯威;;新沂地震台地电阻率变化与江苏邻近地区的中强震关系的研究[J];地震地磁观测与研究;2008年06期
7 张晓东,傅征祥,张永仙,牛安福,黄辅琼,彭克银,卢军;1999~2002年地震预报研究进展[J];地震学报;2003年05期
8 冯志生,杨建军,梅卫萍,耿杰,汪雪泉,刘义高;华东地区地电阻率各向异性度的地震前兆异常特征初步研究[J];地震学报;2004年02期
9 阮爱国,卢军,符琼玉,吴振利;地震地电阻率各向异性变化数值模拟[J];华南地震;2004年03期
10 阮爱国,卢军,符琼玉,吴振利;两次大震的视电阻率各向异性特征[J];华南地震;2004年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 邬成栋;用近源数字化资料对永胜6.0级地震余震序列应力场的研究与应用[D];中国地震局地球物理研究所;2004年
2 游秀珍;电阻率三维数值模拟及其应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
【二级参考文献】
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1 张中杰 ,何樵登;N个薄层介质组合引起的视各向异性[J];长春地质学院学报;1990年02期
2 朱传镇;S波分裂研究与地震前兆探索[J];地震;1990年05期
3 杜学彬;大陆中、强地震地电阻率临震突变及其时空分布讨论——短临地震预报研究[J];地震;1992年06期
4 李志雄,高旭;地震非均匀度的研究及在强震中期预报中的应用[J];地震;1994年06期
5 李清河,张范民,范兵,刘希强;肃南5.7级地震过程剪切波分裂特征[J];地震;1996年04期
6 王家映;电磁阵列剖面法的基本原理[J];地球科学;1990年S1期
7 罗志琼;用电磁阵列剖面法压制MT静态效应影响的研究[J];地球科学;1990年S1期
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9 胡文宝,陈苏扬,邓小霖;大地电磁场的解析延拓—方法与应用[J];地球科学;1990年S1期
10 晋光文;大地电磁资料联合反演述评[J];地球科学;1990年S1期
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1 王健;地震活动性研究及其应用于地震预测的一些问题[J];中国地震;2005年03期
2 高原;石玉涛;梁维;刘希强;郝平;;剪切波分裂分析系统SAM(2007)——软件系统[J];中国地震;2008年04期
3 刘东旺,夏瑞良,童国林,凌学书;安徽省地壳介质P波Q值的确定及其分析研究[J];地震地磁观测与研究;1997年02期
4 张致伟;程万正;吴朋;周龙泉;;利用重复地震P波走时差观测地壳介质的微动态[J];中国地震;2010年04期
5 陈天长,范军,曾健;四川地区Sn波偏振[J];四川地震;1996年04期
6 刘江峰;地壳介质的应力松驰与b值的关系讨论[J];西北地震学报;1986年01期
7 王一新,廉西京;重力与地震联合解释在石油勘探中的应用[J];石油物探;1983年03期
8 孙升林,宁书年,李育芳,吴志勤;地震勘探在煤矿防治水工程中的应用[J];煤炭工程;2002年11期
9 韩晓飞;康勇;王晓柳;;核磁共振和电测深联合解释找水[J];工程地球物理学报;2007年02期
10 王健,吴宣,张晓东,汪素云;1303年山西洪洞8级地震高烈度区内地震活动特征及其物理意义[J];地震学报;2004年04期
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1 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
2 白彤霞;陈培善;;环境应力场在确定地震危险区中的作用[A];中国地震学会第六次学术大会论文摘要集[C];1996年
3 武安绪;李平安;;重复地震的地壳介质变化特征分析[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
4 李清河;阮爱国;范小平;金淑梅;;中强地震过程弹性和电性各向异性特征变化的联合解释[A];中国地震学会第九次学术大会论文摘要集——纪念李善邦先生百年诞辰[C];2002年
5 宋学锋;刘展;相鹏;孙记红;;重震联合解释在新疆大龙口地区的应用效果分析[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
6 刘展;赵键;李云萍;景平;;重震联合解释技术反演东营凹陷盐膏层[A];第八届古地理学与沉积学学术会议论文摘要集[C];2004年
7 滕吉文;张中杰;王光杰;;地球内部复杂介质和结构与各向异性[A];寸丹集——庆贺刘光鼎院士工作50周年学术论文集[C];1998年
8 滕吉文;尹周勋;熊绍柏;;西藏高原北部地区色林错-蓬错-那曲-索县地带地壳结构与速度分布[A];中国科学院地球物理研究所论文摘要集(1985)[C];1989年
9 吴晶;高原;石玉涛;赵霞;李金良;;基于地壳介质各向异性分析江苏及邻区构造应力特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
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1 张瑞强 游小兰;为司法解释活动“把脉”[N];江苏法制报;2007年
2 北京铁路运输法院 李哲;我国司法解释体制存在问题的法律思考[N];人民政协报;2005年
3 刘宏明;浅谈我国法律解释[N];中国绿色时报;2003年
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10 记者 崔茉;“千人计划”引来首只“金凤凰”[N];中国石油报;2010年
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1 阮爱国;地壳介质弹性、电性各向异性理论及对地震过程的联合解释[D];中国地震局地球物理研究所;2000年
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3 王恩利;基于各向异性的复合介质弹性波场模拟与特征分析[D];吉林大学;2008年
4 郑文衡;地球动力学若干问题的计算仿真研究[D];华中科技大学;2009年
5 付雷;二维数字三分量地震资料处理解释方法研究[D];吉林大学;2006年
6 张学民;岩石材料各向异性特征及其对隧道围岩稳定性影响研究[D];中南大学;2007年
7 陶玮;强震活动主体地区形成机理的数值模拟研究[D];中国地震局地质研究所;2003年
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1 熊煜;各向异性介质叠后多波偏移方法研究[D];成都理工大学;2006年
2 林强;TEM与RS联合解释技术及在大厂矿区的应用[D];中南大学;2007年
3 韩晓明;地壳介质破裂的尺度理论在研究甘肃近期几次中强地震地震学前兆特征中的应用[D];中国地震局兰州地震研究所;2007年
4 太龄雪;辽宁区域地震台网资料的地壳介质剪切波分裂研究[D];中国地震局地震预测研究所;2008年
5 石玉涛;利用区域遥测台网研究云南地区地壳介质各向异性[D];中国地震局地震预测研究所;2006年
6 秦喆;大学生感恩意识与人格特征、父母养育方式的关系研究[D];扬州大学;2009年
7 李永杰;西部少数民族大学生心理防御机制与心理健康状况的关系[D];内蒙古师范大学;2008年
8 沈晓昱;中、下地壳深地震反射地震资料的AVO岩性识别技术[D];西北大学;2009年
9 张华;水下环肋圆柱壳的自由振动特性分析[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 周英洪;交通系统基层公务员工作倦怠感的研究[D];山东师范大学;2007年
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