Large slip rate detected at the seismogenic zone of the 2008 M_W7.9 Wenchuan earthquake

Repeating microearthquakes were identified along the edge of the rupture area of the 2008 MW7.9 Wenchuan earthquake. Slip rates at depths derived from seismic moments and recurrence intervals are found to be systematically larger than those observed at surface. This large deep slip rate may explain the odds about the occurrence of this unanticipated event. Our observations here suggested that seismic hazard could be underestimated if surface measurements alone are employed.

利用重复地震研究安宁河断裂带及周边地区深部滑动速率

基于西昌流动台阵和安宁河断裂带附近固定台站2013—2019年记录的宽频带地震波形资料,利用波形互相关方法进行相似地震识别,同时对P,S震相到时进行校正。结合S−P相对到时差约束地震相对距离的方法,在安宁河断裂带及其周边地区识别得到10组重复地震。对研究区内近震事件和重复地震分别进行重定位,并根据重复地震发震时间间隔计算断裂带深部滑动速率。结果显示:汶川—茂县断裂带西南段滑动速率约为4.37—6.09 mm/a;安宁河断裂带北段滑动速率约为2.30 mm/a;木里地区滑动速率在2.03—8.46 mm/a之间。结合已有研究成果,推测汶川—茂县断裂西南段处于持续蠕滑状态,与孕震凹凸体附近的断层运动特征相符,暗示该区可能存在发生强震的风险;由重复地震和地震重定位结果推测安宁河断裂带具有北段蠕滑、南段闭锁的特征;木里地区浅部地震事件数量多于深部,且浅部滑动速率高于深部,符合水库诱发地震的特征。

钻头与岩石互作用下钻柱黏滑振动规律研究

黏滑振动会引起钻柱上产生高频波动的剪切应力,导致钻柱过早疲劳。为此,在考虑钻头与岩石互作用的情况下,耦合了钻头与岩石互作用模型与钻柱系统4自由度扭转振动模型,建立了考虑钻头与岩石互作用的钻柱系统扭转振动模型,并以现场实测数据对模型精度进行了验证;分析了井深、岩石类型对钻柱系统扭转振动特性的影响规律;据此提出了一些抑制深井/超深井黏滑振动的方法。研究结果表明:井越深越容易发生黏滑振动,且黏滑振动越强;岩石的可钻性越高,钻头在此类岩石中钻进时钻柱系统黏滑振动越弱;使用扭力冲击器等井下动力钻具可以有效地抑制黏滑振动,特别是在硬地层中钻进时,配合攻击性强的钻头可以有效抑制黏滑振动,提高机械钻速。

基于重复微震的小江断裂带深部滑动速率研究

利用云南数字地震台网1999~2011年的波形资料，通过辨识源于同一位置破裂的重复微震来估算小江断裂带不同段落、不同深度的断层滑动速率．针对研究区台站分布稀疏的客观情况，应用了在子采样条件下基于孓P相对到时差来约束地震相对位置的方法，在小江断裂带识别出29组重复微震，其复发间隔存在差异变化．重复微震的时空分布初步分析表明：准周期的重复微震在空间上相对独立，远离其它重复微震和背景地震；在重复微震集中分布的区域，位置相近的重复微震可能会相互作用而影响其复发问隔；在背景地震活跃阶段，相邻背景地震发生引起的应力变化可能缩短重复微震的复发间隔．利用重复微震的地震矩和重复间隔，估算出小江断裂带孕震深处3～12km的滑动速率为1．6～10．1mm·a-1，显示不同破裂段的深部滑动速率存在明显差异．

鲜水河断裂带南段深部变形的重复地震研究

利用2000—2013年四川数字地震台网和水库台网的波形资料以及川西流动台阵的事件波形,通过辨识发生在同一断层位置上的重复地震来定量研究鲜水河断裂带南段的深部变形.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,应用了子采样条件下基于S-P相对到时差来约束震源位置一致性的方法,在鲜水河断裂带识别出11组重复地震,并利用连续波形资料进行了重复地震完整性的初步测试,同时运用结合波形互相关资料的双差法来完成研究区背景地震和重复地震位置的精确定位.重新定位后的地震图像展示研究区中上地壳存在明显缺震层,其与壳内的低速低阻层相吻合.利用重复地震的地震矩和重复间隔,估算出鲜水河断裂带南段孕震深部的滑动速率为3.0~10.2mm·a^-1,显示研究区不同地震构造区的深部滑动速率存在明显差异.

龙门山断裂带深部构造变形的黏弹性模拟及其与强震活动的关联性探讨

根据龙门山断裂带地区的主要构造特征,建立该地区的有限元模型,同时考虑地下深处的黏弹性蠕动和不同部位间的接触关系,模拟计算了研究区在强震轮回活动中的时间演化历程.模拟结果表明:龙门山断裂带深处的滑动速率比浅表的滑动速率大,龙门山断裂带周围是相对容易发生应变积累的地区,其5~19km深度也是高应力聚集成核区,随时间推移的应力集中程度加剧而引发强震.本模拟分析证实了重复地震观测所揭示的龙门山断裂带存在深浅活动速率差异的现象,这在一定程度上可以解释出乎预料的汶川MW7.9地震的孕育机理.综合分析研究提出:应充分利用重复地震这一天然的"地下蠕变计(subsurface creepmeter)"来探测深部构造变形的活动,为强震危险性分析提供必要的"原位(in situ)观测"约束信息.

基于重复地震研究川滇地区主要断裂带的深部变形

发生在同一断层部位上0.5~4.0级的重复地震(也称重复微震)是研究断裂带深部变形的天然(有力)工具.本文系统汇集了川滇地区主要断裂带识别出的76组重复地震研究结果,构建了川滇地区重复地震的时空分布图像和断裂带深部变形时空演化特征,结果表明:丽江—宁蒗断裂带在脆韧转换带约23 km深处的滑动速率为4.3~5.4 mm·a^(-1),小江断裂带3.0~12.3 km深处的滑动速率为1.6~10.1 mm·a^(-1),红河断裂带北段在6.0~13.4 km深处的滑动速率为2.3~10.0 mm·a^(-1),鲜水河断裂带南段3.0~18.7 km深处的滑动速率为3.0~10.2 mm·a^(-1),龙门山断裂带在4.0~17.3 km的汶川8.0级地震孕育深处的滑动速率为3.5~9.6 mm·a^(-1),龙门山断裂带南端3.6~18.7 km处滑动速率为5.8~10.2 mm·a^(-1).综合分析认为:川滇地区主要边界断裂带的深部滑动速率较为一致,揭示了川滇地块和巴颜喀拉地块整体协同变形的特征.由重复微震与深部滑动速率变化构建了孕震深处的变形模式,即重复微震与断裂带局部闭锁段在空间位置上存在密切的关联性,强震前孕震闭锁区存在明显的深浅部构造形变差异,震前存在的深部加速变形过程可能是断层亚失稳阶段的具体表征.

博阿断裂西段重复地震识别及断层深部滑移速率研究

本文选取博阿断裂西段周围30km范围内2010年1月—2015年12月期间9个台站记录到的1 272次地震事件的波形记录,利用波形互相关技术从中识别出65组(231次)重复地震,并且基于这些重复地震事件估算该断层的滑移速率.结果显示:该区域重复地震比例为18.2%;博阿断裂阿拉山口—精河段、精河—新源段的平均滑移速率分别约为0.99 mm/a和1.35mm/a,乌苏—石场段、巴仑台—乌什城段的平均滑移速率分别为1.36 mm/a和2.03mm/a,这与GPS观测结果基本一致;深部滑移速率的极大值分布在2—10km深度范围内,其中巴仑台—乌什城段在8km深度处达到了极大值8.6mm/a.

基于动力学分析的深海履带式采矿车行走打滑控制

在分析我国深海底海泥特性的基础上,利用膨润土模拟海泥,得到深海履带式采矿车牵引力和打滑率之间的关系。牵引力随打滑率增加而急剧减小,最终稳定在30 kN。通过对推土阻力、压实阻力、转弯阻力、水阻力的理论分析,建立履带式采矿车的动力学模型,提出了采矿车直线行走时打滑率i应≤20%的控制要求,并设计带模糊PID控制器的打滑率控制系统。利用Simulink软件,对控制系统进行仿真。仿真结果表明,所设计的打滑控制系统能够满足深海履带式采矿车行走控制要求,打滑率控制响应速度快、稳态性好,保证采矿车良好的动力性能。

移动式深松机监测平台设计研究

针对目前悬挂式深松机在作业时深度需要人工测定和主要零部件的受力数据难以直观获取的问题,在拖拉机下悬臂处安装角度传感器、三点悬挂的连接销轴传感器、深松机刀片上的传感器及驱动轮编码器等部件,测得深松机耕深分别在450、550mm时,测得耕深的误差分别为2.2%、4.3%;深松机刀片应力测试误差为5.2%、6.49%;拖拉机的滑转率为0.15、0.225。试验较为准确地验证了数据的准确性,也验证了该测试平台较好的应用价值。

利用重复微震估算红河断裂带北段深部滑动速率

利用云南数字地震台网1999-2015年的波形资料,通过识别在断层同一位置发生的重复微震来估算红河断裂带北段不同孕震深度的断层滑动速率.针对研究区台站分布稀疏的客观情况,采用基于子采样条件下S-P相对到时差约束地震相对位置,从而确保震源位置一致性的方法,在红河断裂带北段及其附近区域识别出23组重复微震,其复发间隔变化明显.重复微震的时空变化初步分析表明,研究区频繁的背景地震活动和相邻较近的重复微震之间的相互作用都会对重复微震的复发间隔产生影响.利用重复微震的震级和复发间隔,估算得到红河断裂带北段6.0~13.4km孕震深处的滑动速率为2.3~10.0mm·a-1,显示不同孕震深度的滑动速率存在差异.

重复地震应用研究综述

重复地震是指发生在同一断层位置,震级和复发间隔几乎相同,波形与震源机制高度相似的一组地震.重复地震广泛分布于板块边缘的活动断裂带与俯冲带.近年来,随着研究的深入,板内大陆地区也发现了重复地震.重复地震具有稳定的复发间隔,可直接应用于地震预测研究中.利用重复地震的大小和发震时间间隔可用以推估断裂带深部的滑动速率.作为天然的"地下蠕变计",重复地震具有地表观测资料无法取代的"原位观测"断层深部形变的优势.具有相同震源位置和传播路径的重复地震在同一台站所记录到的地震波形的差异反映了传播路径介质物性的变化,也为研究地下介质的动态变化提供了有效的工具.近几年发展起来的慢滑动研究也开启了重复地震新的应用研究.对重复地震的界定、完整性检测以及在利用重复地震估算断层深部滑动速率和动态监测地下介质变化过程中可能存在的问题及其解决方法进行了探讨.