高速滑坡远程预测的块体运动模型

基于对高速滑坡发生机理的认识及对其运动特征和堆积特征的分析 ,认为滑体内部的速度和变形具有不均匀性 ,且运动过程伴随着变形能的积累、释放和损耗。在此基础上 ,假定滑体的运动形式是连续可变的 ,建立了预测高速滑坡远程的块体运动模型。应用该模型可以模拟滑坡发生后滑体运动的全过程 ,同时可预测滑坡的最大滑速和最大滑距。利用该模型对洒勒山滑坡等实例进行了数值模拟 。

板内块体现今刚性运动模型研究

应用欧拉矢量方法，建立了板内块体运动模型。根据运动模型，应用全国ＧＰＳ地壳运动监测网２期观测结果，计算了我国大陆板内块体的现今运动量。ＧＰＳ计算结果与板内块体运动的地质结果比较，二者的可比性反映了我国大陆板内块体在全球板块运动影响下的总体运动趋势。

板内块体的刚性弹塑性运动模型与中国大陆主要块体的应变状态

建立了板内块体的刚性弹塑性运动应变模型 ,并对其进行了块体应变参数唯一性与速度残差中误差最小检验 .根据中国大陆及周围地区的速度场 ,估计了 8个块体的应变参数 ,分析了这些块体的应变状态 .本文估计的各个块体的应变状态与地质学、地球物理学方法估计的结果具有很好的一致性 .由喜马拉雅块体主压应变方向估计的印度板块向欧亚板块碰撞力的主方向为北东 7.

由GPS资料讨论中国大陆块体运动与应变模型的建立及检验

目前很多文献基于弹性力学假设,以小形变、均匀应变场为前提,利用GPS资料建立了中国大陆块体的整体旋转与均匀应变模型,并对模型进行了相关检验.但上述对模型的检验侧重从模型的拟合效果上进行分析和比较,忽略了对模型的适用性和假设条件合理性的检验.实际上,不同块体由于自身构造和外部条件的不同,其运动状况与应变状态并不完全一致,模型的适用性需进一步的验证.本文提出了两步检验方法对所建立的模型在中国大陆6个主要块体上进行了检验:第一步对应变参数进行显著性检验,第二步对应变均匀性进行检验,结果表明:根据所用数据精度,华南块体的刚性程度在95%的置信水平上可以认为显著的,建立模型时不必考虑内部形变;其他块体内部形变显著,整体旋转与均匀应变模型并不能反映真实的地壳运动状态,必须考虑其形变的不均匀性.

曲线坐标系下的块体运动与应变模型研究

本文建立了顾及地球扁率和局部切标架随点变化特性的椭球坐标系下的刚体运动模型和块体运动与应变模型,以及球坐标系下顾及局部切标架随点变化特性的严密的块体运动与应变模型,分析了球坐标系下块体运动与应变模型及椭球坐标系下的块体运动与应变模型间的差异;通过计算具体讨论了地球扁率和曲线坐标系的局部切标架随点变化特性对欧拉矢量与应变张量的影响.结果表明:地球扁率对刚体欧拉矢量和应变参数的影响甚小,具体计算时可以不予考虑,但曲线坐标系的局部切标架随点变化特性对两者的影响较大,在建模过程中需要顾及,常用的Savage模型需要修正.

柴达木—祁连山地块内部震间上地壳块体运动特征与变形模式研究

以青藏高原北缘及东北缘的柴达木—祁连山地块内的活动断裂、由断裂所围限的微小块体为研究对象,系统收集整理区内活动断裂定量参数和GPS速度场等资料,使用球面应变率计算方法分析研究区内GPS速度场得到现今构造应变率场,讨论区内最大剪应变率、面膨胀率与旋转率等参数与区域构造变形之间的关系;同时,依据区内详实的活动断裂资料建立精细的微小活动块体模型,利用Backslip模型反演断裂所围限的各个块体边界断裂的滑动速率、块体内部统一应变率及块体欧拉运动学参数等,并与活动构造方法获得的滑动速率做对比;最后,讨论研究区内由GPS速度场所揭示的地壳运动变形模式.结果表明:(1)柴达木—祁连山地区地壳运动,在沿着山脉走向上具有带状区域分块运动特征,大范围内具有弥散变形特征;(2)青藏高原北部变形场应是通过不同断裂差异性相对运动、区域内部逆冲挤压和块体旋转共同作用的结果.从鄂拉山到古浪民勤一带具有强烈的逆冲活动,其两侧地壳块体分别具有逆向旋转的运动性质;(3)在研究区东部GPS速度场所呈现顺时针旋转的形态,应是处于不同地块边界处的中下地壳与地幔介质差异驱动机制对上地壳块体所产生的作用,并以近地表断层应变率积累形式表现的结果,是祁连山地块、阿拉善块体、鄂尔多斯地块等大型块体推挤旋转影响下的复杂运动学形态.

新疆北天山地区盆山交界主要构造带运动特性研究

利用2009-2013时段的GPS速度场数据，基于块体运动模型和GPS剖面研究了新疆北天山地区盆山交界构造带的运动特征。结果表明：均匀应变模型可以较好地描述天山块体整体运动特性；刚体旋转模型可较好地描述准噶尔块体的整体运动特性；准噶尔南缘断裂、博格达北缘断裂的走滑速率小于1mm／a，挤压缩率为3～4mm／a博格达北缘断裂表现出应变积累水平较高特征，需关注其强震危险性。

利用GPS资料研究郯庐带现今运动及变形状态

本文利用华北地区1999—2001年,2001—2004年,2004—2007年及2007—2009年四期GPS速度场资料,基于块体的整体旋转与均匀应变模型,分析了郯庐断裂带中南段的运动及变形特征。结果显示:潍坊—郯城段主要为右旋走滑的变形特征,而郯城—庐江段则为左旋滑动的变形特征,两段垂直断层方向上的变形表现为"张压交替"的特征。基于刚体运动模型,计算了扣除环渤海湾区域整体刚性运动的华北地区GPS速度场,并分析了环渤海湾区域块体的变形状态,结果显示环渤海区虽然各期的变形特征不同,特别是郯庐带附近,各期的运动特征差异较大,但基本可反映燕山—渤海地震带是运动特征差异的分界线,且每期郯庐带各站点的一致性运动明显。

中国大陆地壳水平运动速度场与应变场

收集了中国大陆及周边地区 GPS网的有关数据 ,提出了 GPS网速度场的不同融合方法 ;经过融合建立了中国大陆及周边地区统一的地壳运动速度场 ,该速度场使用的有效GPS站共 42 3个 ,其覆盖面积为 12 0 0万 km2 ;初步总结出中国大陆及周边地区地壳水平运动空间分布的基本特征 ;建立了板内块体的刚性弹塑性运动应变模型 ,对其进行了块体应变参数唯一性与速度残差中误差最小检验 ;根据中国大陆及周边地区的速度场 ,估计了 8个块体的应变参数 ,分析了这些块体的应变状态 ,估计出的各个块体的应变状态与地质学、地球物理学方法估计的结果具有很好的一致性。用喜马拉雅块体主压应变方向估计的印度板块向欧亚板块碰撞力的主方向为北东 7.

汶川M_S8.0地震前龙门山断裂带的水平形变和应变特征

根据1999年，2001年，2004年和2007年的GPS观测资料计算得到的1999--2007年全球框架下的站点速率，使用块体运动模型公式，根据青藏亚板块和华南亚板块上的GPS站点速度，分别计算两个块体的运动参数，并用来反算龙门山断裂带的运动参量。结果表明龙门山断裂带的活动速率为9．38mm／a。其中，右旋走滑速率为3．22mm/a，压缩速率为-8．81mm／a。

空间大地测量GPS揭示的汾渭盆地及其邻域现今地壳应变场变化特征

利用汾渭盆地及其邻域2001—2007年与2009—2011年高精度GPS监测资料,基于区域构造特点,采用块体运动应变模型结合数理统计假设检验法,建立了区域合理的地壳运动应变模型,基于此定量研究了区域现今地壳应变场及其变化特征,特别是2008年汶川强震对汾渭盆地区域变形特征的作用影响,同时从盆地整体上分析了盆地内多发的地裂缝灾害与区域整体构造变形特征之间的内在关系.研究结果表明:经统计检验判断,选择合理的区域地壳运动应变模型,对获取真实反映区域实际构造变形特性的应变参数具有重要的作用;2008年汶川强震对青藏东边缘地块及渭河盆地西侧局部地区应变场造成一定的影响,但是震后上述区域并没有出现显著的应变积累而是呈现出应变量值较震前减小的特征,分析其原因可能是因为此区域并不是强震造成的库仑应力显著增加区,在震后2009—2011年时间段内处于构造应力场的松弛调整期;汶川强震没有显著改变研究域现今整体的构造变形背景特征,区域地壳构造活动特征仍具有较好的继承性;基于研究域构造块体具有各向同性连续弹性变形的前提,初步推断整个汾渭盆地内多发的地裂缝灾害可能是区域NW—SE向拉张应力场作用下的地表破裂响应.