环境剪应力场动态变化在施甸地震中短期预测中的应用

环境应力场是一个随时间和空间变化的动态场 ,追踪分析环境剪应力场时空动态调整变化 ,是强震危险性中、短期预测的有效途径之一。对追踪分析云南及邻区环境剪应力场年变化 ,2 0 0 1年 4月 12日施甸 5 9级地震的中期预测 ,以及追踪分析云南及邻区环境剪应力场月变化对该地震的短期预测实践作了论述。

澜沧江断裂带环境剪应力场与地震活动分析

利用地震波资料，测算了1990～2003年沿澜沧江断裂带上中小地震震源处的相对剪应力强度值，分析了该断裂带环境剪应力场的空间分布及其与地震活动的关系。结果表明，澜沧江断裂带总体上处于环境剪应力场的相对低值分布区，但在断裂带局部段落及其附近出现一定时段的高剪应力值分布，这主要是受断裂带附近区域高剪应力状态的影响。沿澜沧江断裂带地震活动性较弱，这与沿断裂带环境剪应力场的低值状态基本一致。

云南三次强震前后环境剪应力场动态变化

采用陈培善等由断裂力学理论研究地震破裂过程的破裂模式，导出的利用地震波资料测算地震震源处相对剪应力值的方法，获得云南及邻区１９８６～１９９７年６月中小地震剪应力值τ０，并追踪分析了云南及中缅边境３次强震前后环境剪应力场的动态变化过程．结果表明，强震发生在环境剪应力场高值分布的区域．强震孕育过程中，潜在震源区及其附近环境剪应力场明显增强，经历了环境剪应力场由低—高—低—高多次反复递进增强过程，为长时间内多次反复出现环境剪应力高值分布的区域．环境剪应力场动态变化图象，反映出云南及邻区出现的强震孕育“多源场”，在滇西南、滇西北、滇西和滇东同时出现多处环境剪应力场增强区域。

云南及邻区环境剪应力场时间分布与强震活动

对云南及邻区环境剪应力场时间变化作了分析研究 ,表明因高剪应力值地震在时间上的集中分布 ,而形成了环境剪应力场显著增强的时段。高剪应力值地震的发生是构造应力场增强的直接表征 ,环境剪应力场高值分布区和高剪应力值地震集中发生时段的出现 ,与强震活动的时空分布密切相关。追踪分析环境剪应力场的时间变化 ,是地震危险性中、短期预测的行之有效的一种方法。环境剪应力场不同时间段的变化 。

反应谱对构造环境剪应力场的依赖性

在以前理论工作的基础上,导出了构造环境剪应力值对反应谱的影响.在美国知名学者Boore等建立的预测公式BJF94的基础上,提出了新的预测公式CLB20.在CLB20中引进了应力场量值τ0对SA的影响项.BJF94主要是基于美国西部的强震观测资料作出的经验预测公式,而SEA99是基于全球张性地区的强震观测资料作出的预测公式.我们把两者的预测结果进行了全面的比较,发现BJF94的预测值lg(Y)减去0.16个对数单位后,与SEA99的预测值十分接近.这说明张性地区的lg(Y)较小;地区性差异主要表现在构造环境剪应力场的差异上.如果这个因素在预测公式中能得到适当体现,同时预测公式中的震级标度都用全球统一的矩震级,距离都使用多数人倾向使用的断层投影距,那么预测公式的地区性差异将大大减轻,以至最后消失,有可能构造出全球适用的预测公式.我们的抗震设计直接引用美国研究者发表的反应谱衰减结果(例如BJF94和SEA99),不会导致太大的误差.

应用数字地震台网资料求解广东地区的环境剪应力场

应用广东数字地震台网的数字化地震资料 ,经过预处理 ,获得每次小地震在观测点处的峰值加速度、峰值速度和峰值位移 ,再利用适当的衰减模式 ,将其换算成震源处的值。最后利用它们与构造环境剪应力场的关系 ,计算出广东地区的构造环境剪应力场。结果表明 ,广东地区的总体剪应力值较低 。

武定6.5级地震前后环境剪应力场动态变化

采用陈培善等从断裂力学观点研究地震破裂过程 ,提出的由地震波和地震基本参数等资料估算地震震源处剪切应力强度值的方法 ,对发生在武定震区及其附近的中小地震测算了剪切应力值 ,据此对武定 6 5级地震前后环境剪应力场动态变化作了追踪分析。结果表明 ,武定地震发生在环境剪应力场具有高值分布背景的地区。强震孕育经历了环境剪应力场由低—高—低—高的多次起伏变化、反复增强的过程。震后环境剪应力场逐渐减弱 ,最终回复到正常状态。某些地震前兆场的变化反映出其与环境剪应力场的动态变化有着密切关系。

全国环境剪应力场动态变化与强震活动研究

通过采用陈培善等深入研究地震震源谱特征得到的地震短周期体波震级 ｍ ｂ 和地震矩 Ｍ ｏ 与环境剪应力值的关系，测算地震剪切应力强度值 τｏ 的方法，以及由中小地震近震震级 Ｍ Ｌ和面波震级 Ｍ Ｓ 估算τｏ 的方法，对 １９９３ 年至１９９８ 年１ 月发生在全国（包括台湾地区）ｍ ｂ ≥ ３．８， Ｍ Ｓ ≤ ５．９ 地震计算得到地震震源处的相对剪切应力强度 τｏ 值，并确定出环境剪应力场高值分布区，对高剪应力值分布区与主要活动断裂、强震活动的相关关系进行了分析研究，对全国未来１～３ 年强震危险区及其危险性进行了预测。

中国地区构造环境剪应力场分布特征

利用1988-1999年10月中国地震基本台网观测得到中国地区3103个体波震级mb≥3.8的地震资料,计算了它们的构造环境剪应力值0,得到了中国构造环境剪应力场的分布图.计算结果表明,大部分地震的应力值较低,只有110个地震的≥10 MPa.用这些高应力值地震资料,根据它们的矩震级值Mw计算出其破裂长度和影响半径Ri,并以此勾画出了中国高应力值地区.结果表明,高应力值地区主要集中在中国西部(新疆、青海、西藏、云南等省)和台湾省;中国东部地区应力值较低,华北地区目前应力水平也不高.从统计上看,应力场水平与地震活动性有很强的正相关关系.本文结果可为确定地震危险区和潜在震源区提供地震学依据;还可在确定强地震动参数(峰值加速度、峰值速度和反应谱)的衰减关系时起重要作用.

广西及邻区环境剪应力场基本特征与未来地震危险区预测研究

利用广西台网30多年地震观测资料,根据P波初动半周期和地震震级资料测定环境剪应力的方法,测算了广西及邻区大量中小地震震源的相对剪切应力强度值,据此分析了广西及邻区环境剪应力场总体特征,给出了8次中强地震前后一年的环境剪应力值,对环境剪应力值的区域特点进行了分析。

广东地区4级左右地震前环境剪应力场的变化

根据1993年陈培善等导出的峰值加速度、峰值速度和峰值位移与构造环境剪应力场τ0的关系,利用广东省数字地震记录研究了广东地区4级左右地震前后环境剪应力场的变化。结果显示,地震前并未观察到中短期异常变化,以短临变化为主,震前3～15天应力等级显著上升,应力等级相对主震后余震以及较早前的小震都要高,且个别小震平均应力等级大于3这一异常现象。

福建及邻近海域地区环境剪应力场的研究

根据陈培善等(1993年)导出的峰值加速度、峰值速度和峰值位移与环境剪应力场的关系。利用福建省台网数字地震记录的福建5个区域(安溪、莆田、厦门海域、惠安海域、晋江海域)101个2~4级中小地震研究了福建及邻近海域地区构造环境应力场的变化,并推测出这些地区的地震危害性。分析各区地震活动的环境剪应力场随着时间、空间的变化,显示整个环境应力强度的空间分布并不十分突出。

广东地区求解环境剪应力场不同方法的常数值的确定

陈培善等推导了多个求解环境剪应力场τ0的公式,利用广东数字地震台网记录到的广东及邻近地区1999年以来163个ML 2.0～5.2地震求解不同公式中的常数,假设广东地区环境剪应力场为5 MPa,求得C3=-5.707,C4=4.678,C5=-0.259、C6=-5.91、C7=-12.01,C3～C7依次代表利用地震波辐射能量、拐角频率、震源峰值加速度、震源峰值速度或震源峰值位移求解τ0时所用到的常数.与其它地区的计算结果比较,显示不同地区的C4～C7较为接近,而C3相差较大.

利用广东数字地震波资料对比分析计算环境剪应力场的方法

根据陈培善推导的多个环境剪应力场公式,利用广东数字地震台网记录到的华南地区60个ML≥2.5地震参数分别对0τ进行计算。相对偏差及相关性分析表明,由震源峰值加速度ap计算的0τ5相对偏差最小,与其他方法的相关性最高。对于数字化地震资料,ap的求解较为简便,由此计算环境剪应力场的方法更适合在日常分析预测工作中推广应用。

安徽及邻区构造环境剪应力场的研究

利用安徽省7个台站近2年来数字化地震观测资料,根据地震发生的断裂力学模式和震源谱理论,计算了安徽及邻区42个中小地震的构造环境剪应力值,并对应力场分布状况及变化情况进行了分析研究。结果表明,安徽及邻区目前构造环境剪应力场水平总体上相对较低,但局部地区已具备发生中等地震的应力场条件。

Discrimination between nuclear explosions and earthquakes based on consideration of tectonic ambient shear stress values

On the basis of fracture mechanics earthquake rupture model, the relations between source parameters and (0, the value of tectonic ambient shear stress in the place where the earthquake occurs, have been derived. Thus, we can calculate a large number of values of tectonic ambient shear stress or values of background stress in the place where the earthquake occurs. If nuclear explosions are treated as earthquakes in the calculation, we find that (0 values of nuclear explosions have about 20 MPa, which is obviously higher than average (0 values of earthquakes with the same magnitude. This result can be used to discriminate nuclear explosions from earthquakes.