【摘要】：我國位于環(huán)太平洋火山地震帶和地中海--喜馬拉雅山地震帶之間,是深受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。而在地震災(zāi)害中構(gòu)造地震的危害大破壞力強(qiáng),對(duì)構(gòu)造地震的斷層錯(cuò)動(dòng)參數(shù)和滑動(dòng)分布的研究對(duì)評(píng)估地震和科學(xué)救災(zāi)有著重要的意義。地表形變是地球外表對(duì)地震斷層運(yùn)動(dòng)最直接響應(yīng),利用大地測量數(shù)據(jù)正反演斷層運(yùn)動(dòng)參數(shù)是大地測量學(xué)與地球物理學(xué)學(xué)科交叉研究的重要問題。本文從反演算法、精細(xì)化滑動(dòng)分布反演、聯(lián)合數(shù)據(jù)反演三個(gè)方面不斷深入自己的研究。首先比較PSO、GSA和CGSA-PSO算法對(duì)非線性多參數(shù)模型反演的正確率與效率進(jìn)行比較,確定合適的反演算法。隨后使用CGSA-PSO算法結(jié)合九宮格的思想反演蘆山斷層傾角,在精確的幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上反演得到蘆山地震斷層滑動(dòng)分布。最后為降低單一數(shù)據(jù)反演造成的不確定性,聯(lián)合GPS和InSAR數(shù)據(jù)全參數(shù)反演美濃地震發(fā)震斷層幾何結(jié)構(gòu)和斷層滑動(dòng)分布。本文主要研究工作如下:(1)采用CGSA-PSO算法反演蘆山斷層滑動(dòng)速率。利用GPS同震位移場為起算數(shù)據(jù),CGSA-PSO算法能夠有效并可靠反演斷層滑動(dòng)速率。在蘆山地震實(shí)例中CGSA-PSO算法反演得到的滑動(dòng)速率從矩震級(jí)、地表形變和地震性質(zhì)三個(gè)方面得到驗(yàn)證。反演得到斷層U1為0.0198m、U2為0.6908m,釋放能量8.396×10~(18)N·m(Mw6.58),與權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)表近似,滑動(dòng)速率正演結(jié)果與地表GPS觀測值吻合。(2)蘆山地震同震斷層的幾何形態(tài)的構(gòu)建。蘆山地震斷層形態(tài)上來可以將斷層分為三段南段、中段、北段。南段斷層傾角較大,接近陡立。北段斷層傾角隨深度增大傾角變小,底部傾角35°,呈鏟狀結(jié)構(gòu)。中段作為南段與北段的連接部分,隨深度的增加傾角變小。整體上蘆山斷層呈現(xiàn)為上陡下緩,南陡北緩的形態(tài)。(3)蘆山同震滑動(dòng)分布的反演。蘆山地震反演得到的滑動(dòng)參數(shù)分布表明最大滑動(dòng)量均在地表下13km附近,最大滑動(dòng)量為0.82m 比Jiang和許才軍的結(jié)果略大,震矩級(jí)與前人研究相同為Mw6.70。(4)美濃地震斷層幾何反演。結(jié)合CGSA-PSO算法和格網(wǎng)算法確定美濃地震斷層最優(yōu)幾何參數(shù),最優(yōu)發(fā)震位置經(jīng)緯度(120.465°,22.953°)、最優(yōu)走向角為299.585°、最優(yōu)傾角為26.546°和最優(yōu)深度為11.450km。(5)美濃地震滑動(dòng)分布的GPS與InSAR反演。美濃地震同震滑動(dòng)分布模型表明破裂主要集中在地下10km到16km范圍內(nèi),計(jì)算得到的地震矩為5.46×10~(18)N·m,矩震級(jí)為6.45Mw。東西向水平位移殘差不超過5mm占總點(diǎn)數(shù)的84%,最大殘差為11.50mm。本文三個(gè)方面的工作為研究旨在從斷層幾何和斷層運(yùn)動(dòng)出發(fā)較為完整的研究同震地震斷層模型,對(duì)地震評(píng)估和科學(xué)救災(zāi)具有一定意義和為他人研究提供些許思路足以。
【圖文】：

我們可以通過兩次旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行：首先關(guān)系：( )1 2 31 0 00 cos sin0 sin cosne e e e e e 面的傾角，( )ne e e 為斷層坐標(biāo)系的基線向量，向量。其次局部笛卡爾坐標(biāo)系和斷層坐標(biāo)系間的關(guān)系( )1 2 3 1 2 3cos sin 0sin cos 00 0 1e e e e e e 走向，( )1 2 3e e e 為局部笛卡爾坐標(biāo)系的基線向量圖 2.2 坐標(biāo)系示意圖

2.2.2 斷層格網(wǎng)化和格林函數(shù)矩陣首先將斷層格網(wǎng)化剖分成m n塊子斷層，然后根據(jù)矩形位錯(cuò)模型計(jì)算 塊子斷層每一塊對(duì)地表任意一個(gè)觀測點(diǎn)的位移量貢獻(xiàn)值，最后建立滑動(dòng)量與觀測值間的線性方程組，以某一原則求解最優(yōu)的滑動(dòng)量。這個(gè)過程中需要保證坐標(biāo)系統(tǒng)的一致性，計(jì)算出每個(gè) 塊子斷層中心在局部卡爾坐標(biāo)系中的位置以及觀測點(diǎn)與 個(gè)斷層中心的相對(duì)位置。如圖 2.3 所示將斷層面沿?cái)鄬幼呦蚓鶆騽澐?n 列長度為 L,沿?cái)鄬幼呦蚓鶆騽澐謒 行寬度為 。則任意子斷層面的中點(diǎn) p 在斷層面坐標(biāo)系下為( n)，，p 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的局部笛卡爾直角坐標(biāo)( x y z)的計(jì)算公式如下：0 00 0cos sin 0 1 0 0sin cos 0 0 cos sin0 0 1 0 sin cos 0x xy yz d + （2.22）根據(jù)矩形位錯(cuò)模型可知在其它幾何參數(shù)已知的情況下，位錯(cuò)矢量( )strike dip tensiles s s與局部笛卡爾坐標(biāo)系中同一點(diǎn)的形變量( )x y zu u u 是線性關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P315.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2627212