收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

构造应力场、活动断裂及区域地震活动性的数值模拟研究

李红  
【摘要】: 地震是岩石圈应力场动态演化的结果,一般认为它由地球内部的岩体受到构造应力作用,导致岩体突然断裂错动而产生。虽然强地震发生的频率较低,但其造成的破坏性极大,且易引起其它次生灾害,给人们生命财产带来严重的损失。若想最大限度的降低地震灾害,必须提高地震预测预报水平,这就需要加强基础理论研究,探索强震孕育、发生、发展的规律。构造应力场作为控制地震的主导因素,是开展地震研究的切入点。 本文较系统的总结了构造应力场研究的发展、主要研究方法及其取得的一些研究成果,并对有限元模拟方法作了较全面介绍。我国的构造应力场始于二十世纪七十年代,之后很多学者在此方面取得了一系列成果。目前构造应力状态的研究方法主要包括地质资料分析、原地应力测量、震源机制解、断层擦痕反演、实验模拟以及数值模拟等。由于地球介质的固有特点,数值模拟方法弥补了其他方法的不足,成为定量研究构造应力场的重要手段。计算机技术的不断进步和GPS观测的应用,大大提高了数值模拟方法的可行性和可信性,越来越受到重视。 地震除受应力场作用外,还与区域活动构造有关,特别是活动断裂对区域地震活动性具有一定的控制作用。本文从构造应力场与活动断裂共同作用的角度探讨了地震序列引起的区域应力场、形变场演化特点,分析了活动断裂的运动方式,引入摩擦断裂面的库仑破裂机制,尝试为区域未来地震活动性提供参考。 以广州地区为研究实例一,建立了横向分区纵向分层,包含不同走向、倾角,新老断层交叉分布的活断层三维有限元模型,在较新的GPS边界约束下,计算形变场与应力场,发现活动断裂对区域形变场与应力场起到较大的控制作用,沿断裂带变化梯度大,在断裂交汇部位与端点处易形成应力集中。通过计算垂直位移与水平位移的比值,得出广州-从化断裂、瘦狗岭断裂、珠江口断裂西支和东支活动方式分别为压性逆断、以右旋走滑为主兼具逆断、以左旋走滑为主兼具逆断。同时计算了各活动断裂面的库仑破裂应力年累积速率,结果显示广州—从化断裂、瘦狗岭断裂东支库仑破裂年累积速率比瘦狗岭断裂西支、珠江口断裂西支和东支高一个量级,广州-从化断裂与珠江口断裂西支和东支均有断裂中段高于断裂两端的特点。总体来看,北东走向的值高于东西向、北西向断裂,这应该与区域应力场有密切的关系。这种应力分布较好的解释了广州地区历史地震分布特征,并为该区未来地震活动性作了初步预测。 以川滇地区为研究实例二,综合地震地质、地球物理、大地测量等相关资料,建立较为精细的川滇地区三维弹性有限元接触摩擦模型,利用2000年~2006年Ms6.0以上和2007年1月~6月Ms4.5以上地震序列,计算地震后拟讨论区域的应力变化情况。通过对由其它前兆手段得出的滇西、滇西北、滇东、滇东北4个地震危险区域的应力变化趋势模拟,得出它们的相对危险程度,从高到低依次为滇东、滇西、滇西北、滇东北。根据5·12汶川特大地震的震源机制和破裂过程研究成果,分别讨论了上下盘位错相同与不同两种方案情况下的同震位移场、形变场,并就地震对区域主要活动断裂运动方式的影响作了初步分析。两种方案计算的结果显示了不同的地表位移场和应力场分布特征,上盘错动量大于下盘时,上盘影响区域明显大于下盘区域。此外,区域活动断裂展布对形变场、应力场具有较大的控制作用。菱形块体东边界,如甘孜-玉树、鲜水河、小江断裂带及岷江断裂、马尔康断裂,本次地震对其影响为卸载效应,而菱形块体西边界,如怒江断裂、红河断裂、龙陵-瑞丽断裂等则为加载效应。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王连捷;吴珍汉;王薇;孙东生;;青藏高原中段现今构造应力场的数值模拟[J];地质力学学报;2006年02期
2 侯青;赵健;回春;聂明龙;;惠民凹陷构造应力场与油气运聚模拟分析[J];油气地质与采收率;2006年01期
3 尹克坚;广西地区的水系展布与活动断裂及新构造应力场的关系[J];华南地震;1995年01期
4 徐志斌,谢和平,吴语净;京西煤田燕山早期挤压构造应力场有限元模拟研究[J];煤田地质与勘探;1989年04期
5 褚明记,万天丰;福建漳州盆地活动断裂研究[J];地质科学;1988年01期
6 万天丰 ,褚明记;闽台铲状活动断裂[J];地球科学-中国地质大学学报;1987年01期
7 梁海华,侯建军,刘树文,常祖峰,阎志梅;中国构造应力场与大震复发周期关系的数值模拟[J];地震地质;1999年01期
8 毛桐恩,王玮,黎在良,刘占坡,徐常芳,武利钧,孙为国;连云港─银川岩石圈壳─幔组合结构剖面构造应力场的有限元数值模拟[J];华北地震科学;1997年03期
9 张凤鸣;许晓艳;刘铁军;张世忠;孙文彬;;应用震源机制解分析依兰-伊通地堑北段现代构造应力场[J];东北地震研究;2005年04期
10 陈连旺;李红;陆远忠;;汶川M_S8.0地震同震效应的三维非线性数值模拟分析[J];国际地震动态;2008年11期
11 刘成基,李强,于政喜;地质动力区划方法及其在煤矿中的应用[J];东北煤炭技术;1996年01期
12 曾佐勋,刘立林,胡建,李志勇;信阳地区现今构造应力场数值模拟[J];地质科技情报;2002年04期
13 孙竹凤;范天佑;;汶川地震主震断层构造应力场数值分析[J];北京理工大学学报;2010年03期
14 张红艳;谢富仁;崔效锋;杜义;舒塞兵;;乌鲁木齐地区活动断层滑动与现代构造应力场[J];中国地震;2006年03期
15 张永庆;谢富仁;王峰;;乌鲁木齐地区活动断裂强震复发概率模型研究[J];地震地质;2007年04期
16 荆振杰;杜义;谢富仁;;昆明周边地区活动断层滑动与现代构造应力场[J];地震学报;2008年03期
17 陈永禄;谢博伟;;澄海区地震基本烈度和区域地质构造[J];汕头科技;2005年03期
18 张晓亮,江在森,王双绪,陈兵,黄国柱;川滇地区现今块体水平运动变形特征分析[J];地震研究;2005年03期
19 黄玉崑,夏法,陈家杰;珠江三角洲五桂山地区断裂构造特征及断隆区的形成和发展[J];中山大学学报(自然科学版);1985年01期
20 温扬茂;许才军;;联合GPS与重力资料反演分析川滇地区现今地壳形变[J];武汉大学学报(信息科学版);2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王连捷;吴珍汉;王薇;;青藏高原中段现今构造应力场与速度场的数值模拟[A];青藏高原地质过程与环境灾害效应文集[C];2005年
2 彭伯云;向新益;;克孜尔水库活动断裂研究[A];第五届全国工程地质大会文集[C];1996年
3 何金华;吴逸群;;软土基坑工程数值模拟研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
4 陈飞;姜波;曾春林;王继尧;汪吉林;;大宁—吉县地区构造应力场研究及对煤层气分布的影响[A];煤层气勘探开发理论与实践[C];2007年
5 田景瑞;;地壳变形与构造应力场[A];第四届全国构造物理、第二届全国高温高压联合学术讨论会论文摘要[C];1989年
6 乔德武;;金牛山金矿含矿主断裂元素的动力和能量分异[A];中国地质科学院地质力学研究所文集(11)[C];1988年
7 金振民;丁俊;黄克宽;;湖北大冶铁山地区新华夏系构造应力场特征及其研究方法[A];中国地质科学院宜昌地质矿产研究所文集(14)[C];1989年
8 苏飞;;Flip Chip(倒装焊)电子封装件中的残余应力评估[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
9 朱元清;何正檀;丁颂华;;区域断裂构造应力场与地震危险性分析的研究[A];1990年中国地球物理学会第六届学术年会论文集[C];1990年
10 吴春玲;顾贤明;;三维弹性波有限元模拟的研究[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马宏生;川滇地区强震孕育的深部动力环境研究[D];中国地震局地球物理研究所;2007年
2 梅海;龙门山地区构造应力场及灾害效应数值模拟研究[D];长安大学;2010年
3 陈化然;断裂相互作用和地震预测方法研究[D];中国地震局地质研究所;2006年
4 黄骁;北京延庆规划新城工程地质环境与建设适宜性研究[D];中国地质大学(北京);2013年
5 王凯英;川滇地区现今应力场与断层相互作用研究[D];中国地震局地质研究所;2003年
6 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
7 朱爱斓;川西地区主干活动断裂间震期滑动习性与运动状态的地震学初步研究[D];中国地震局地质研究所;2006年
8 闻久成;辽宁核电厂地震危险性分析评价[D];吉林大学;2000年
9 王阎昭;大陆构造形变场模型研究及其在青藏高原东缘的应用[D];中国地震局地质研究所;2009年
10 任德生;松辽盆地火山岩裂缝形成机理及预测研究[D];吉林大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李红;构造应力场、活动断裂及区域地震活动性的数值模拟研究[D];中国地震局地壳应力研究所;2008年
2 柴建峰;河北平原活断层评价及区域构造应力场分析[D];河北理工学院;2003年
3 荆振杰;利用断层滑动矢量反演昆明地区构造应力场[D];中国地震局地壳应力研究所;2008年
4 高永超;汽车发电机磁极精密模锻成形模拟和工艺设计[D];武汉理工大学;2005年
5 孙志远;有机静电感应晶体管工作特性的研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
6 朱小兵;轻卡汽车转向节锻造成形工艺的研究[D];合肥工业大学;2009年
7 胡龙飞;十字型钢管拉拔的弹塑性有限元模拟研究[D];合肥工业大学;2005年
8 荆琦;纳米结构WC/12Co涂层精密磨削表面残余应力的实验研究与有限元模拟[D];湖南大学;2005年
9 刘德平;双连拱隧道围岩稳定性分析及施工有限元模拟[D];西安科技大学;2005年
10 谢玲玲;连续挤压扩展成形金属流动分析与模具设计[D];大连交通大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 段金平 通讯员 李绍丹 方琳;北京展开平原区活动断裂地质调查[N];中国国土资源报;2011年
2 记者 高慧丽;多方向活动断裂交汇致拉勐乡受灾严重[N];中国国土资源报;2011年
3 记者 段金平 通讯员 李绍丹 方琳;北京开展活动断裂调查[N];中国矿业报;2011年
4 记者 夏平容;我市主要活动断裂调查与填图项目通过评审验收[N];雅安日报;2011年
5 记者 胡晓军;江西九江发生5.7级地震[N];光明日报;2005年
6 本报记者 徐彬;“我们在日夜监视”[N];南方周末;2006年
7 孔曦;权威灾情发布还应提速[N];中国改革报;2008年
8 记者 木佳;四川汶川地震已造成65080人遇难[N];中华工商时报;2008年
9 本报记者 裴存刚;为地球把脉[N];济宁日报;2008年
10 张鸣霄;“火眼金睛”的科学家[N];哈尔滨日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978