斷層面形貌與破裂過程的相關性
發(fā)布時間：2021-08-20 01:55
地震學家根據地震滑動位移分布推斷斷層面上存在與破裂過程相關的“凹凸體”或“障礙體”。那么,這些“凹凸體”或者“障礙體”究竟是什么?具有什么樣的地質意義?是斷層面上確實存在的幾何構造體,還僅僅是一種力學狀態(tài)的差異?又與破裂帶的幾何結構之間存在什么樣的聯(lián)系?為了解決這些問題,本文在宏觀與微觀實驗兩個尺度上開展了研究,在宏觀尺度上,開展地震破裂帶幾何結構特征與同震位移分布的相關性研究;在微觀實驗尺度,開展了失穩(wěn)摩擦面微觀形貌與失穩(wěn)滑動過程中的位移場分布的相關性研究。取得主要認識如下:（1）同震地表破裂及活動斷層跡線的幾何形貌特征天然斷層面的幾何形貌特征中隱含著大量與斷層演化和破裂機制相關的信息,準確描述斷層面的形貌特征對于認識斷層形成、發(fā)展及其破裂過程具有重要意義。本文收集了全球52條同震地表破裂和300條活動斷層的地表跡線數(shù)據,運用能譜密度方法進行了分析和歸納,結果顯示:1)它們的平均能譜密度曲線在頻域上具有明顯的三分段特征。在低頻域,能譜密度曲線特征表征了千米級以上尺度的構造塊體邊界的形貌特征;在中頻域,則受到百米千米級尺度上的斷層橫向擴展、次級斷裂的貫通以及地形因...
【文章來源】：中國地震局地質研究所北京市
【文章頁數(shù)】：129 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
-11995年神戶地震發(fā)震斷層（Nojima）上的絕對剪應力分布圖(Bouchonetal.,1998)
圖 1.2-2 汶川地震同震位移分布圖（Shen et al., 2009）該圖為從 NW 向以 45°角觀察斷層面同震位移分布的俯視圖。每個方格內矢量箭頭代表同震位移大小及其滑動方向，并使用方格內的顏色來表征值的大��；紅色的曲線為同震地表破裂的分布跡線；棕色長方柱體代表該長度段破裂跡線 50km范圍內的余震累積次數(shù)障礙體是斷層面不均一性的另外一種表現(xiàn)形式。在地震時，斷層兩側圍巖發(fā)生局部相對滑動，但仍存在高強度的未破裂的區(qū)域，這些區(qū)域被稱為障礙體（李正芳，2013）。障礙體的形成與演化和其承載的應力大小之間存在緊密關系，當破裂傳播至障礙體時，由于其強度較高未發(fā)生破裂，但是隨著地震次數(shù)的增加應力逐步積累增大，而最終發(fā)生破裂。障礙體是否發(fā)生破裂取決于其抗剪強度與承載應力之間的相對關系，當前者大于后者時，障礙體不會發(fā)生破裂，保持穩(wěn)定狀態(tài)（張智等，1985）。障礙體的特征可以歸納以下幾點：充當止裂區(qū)域、不發(fā)生宏觀破裂、強度較大、震后障礙體內有余震群活動（李正芳，2013）。
過地震前后斷層面上應力的分布狀態(tài)，來更加，如圖 1.2-4 所示，陰影區(qū)域表示斷層面上剪應力承載區(qū)。圖 1.2-4a 表示震前剪應力在斷層面區(qū)域的剪應力得到釋放，變?yōu)闊o剪應力承載區(qū)力。程，空白區(qū)域上承載的剪應力得到釋放，并發(fā)生力承載，這個過程實際上是應力從均一到非均礙體模型。圖 1.2-4c 陰影區(qū)域表示震前剪應力周圍為無應力承載的空白區(qū)域；圖 1.2-4d表示整個斷層面都變?yōu)闊o應力承載區(qū)域。從 c-d的閉層面上“應力均勻化的”過程，又被稱為凹凸.2-3 斷層失穩(wěn)過程中剪應變時空演化特征（李世念，2應變觀測點的位置，時間軸上的“0”時刻為斷層失
【參考文獻】：
期刊論文
[1]同震地表破裂及活動斷層跡線的幾何形貌特征[J]. 郝海健,何宏林,魏占玉,石峰. 地震地質. 2017(06)
[2]二維分形參數(shù)與構造活動關系研究——以滇西南塊體為例[J]. 石峰,何宏林,Alexander L Densmore,畢麗思,魏占玉. 地震地質. 2016(04)
[3]關于2008年汶川Ms8.0地震震源斷裂破裂機制幾個問題的討論[J]. 鄧起東,陳桂華,朱艾斕. 中國科學:地球科學. 2011(11)
[4]巖石破壞過程中試件表面應變場演化特征研究[J]. 馬少鵬,周輝. 巖石力學與工程學報. 2008(08)
[5]典型黃土地貌類型區(qū)的地形復雜度分形研究[J]. 龍毅,周侗,湯國安,劉學軍. 山地學報. 2007(04)
[6]數(shù)字散斑相關技術進展及應用[J]. 金觀昌,孟利波,陳俊達,馬少鵬,張軍. 實驗力學. 2006(06)
[7]雙向壓縮條件下非均勻斷層標本變形過程中的聲發(fā)射活動特征[J]. 蔣海昆,馬勝利,周煥鵬,侯海峰,戴磊,鄭建常. 地震學報. 2006(03)
[8]應用數(shù)字散斑相關方法實驗研究雁列斷層變形破壞過程[J]. 陳俊達,馬少鵬,劉善軍,金觀昌. 地球物理學報. 2005(06)
[9]巖石節(jié)理表面幾何特性的三維統(tǒng)計分析[J]. 周枝華,杜守繼. 巖土力學. 2005(08)
[10]沉積巖破裂面的摩擦特性試驗研究[J]. 何滿潮,胡江春,熊偉,劉成禹. 中國礦業(yè). 2005(05)
博士論文
[1]斷層失穩(wěn)過程超動態(tài)變形時空模式的實驗研究[D]. 李世念.中國地震局地質研究所 2017
[2]強震破裂面上的不均勻體及其在地震危險性分析中的應用研究[D]. 李正芳.中國地震局地質研究所 2013
本文編號：3352576
【文章來源】：中國地震局地質研究所北京市
【文章頁數(shù)】：129 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
-11995年神戶地震發(fā)震斷層（Nojima）上的絕對剪應力分布圖(Bouchonetal.,1998)
圖 1.2-2 汶川地震同震位移分布圖（Shen et al., 2009）該圖為從 NW 向以 45°角觀察斷層面同震位移分布的俯視圖。每個方格內矢量箭頭代表同震位移大小及其滑動方向，并使用方格內的顏色來表征值的大��；紅色的曲線為同震地表破裂的分布跡線；棕色長方柱體代表該長度段破裂跡線 50km范圍內的余震累積次數(shù)障礙體是斷層面不均一性的另外一種表現(xiàn)形式。在地震時，斷層兩側圍巖發(fā)生局部相對滑動，但仍存在高強度的未破裂的區(qū)域，這些區(qū)域被稱為障礙體（李正芳，2013）。障礙體的形成與演化和其承載的應力大小之間存在緊密關系，當破裂傳播至障礙體時，由于其強度較高未發(fā)生破裂，但是隨著地震次數(shù)的增加應力逐步積累增大，而最終發(fā)生破裂。障礙體是否發(fā)生破裂取決于其抗剪強度與承載應力之間的相對關系，當前者大于后者時，障礙體不會發(fā)生破裂，保持穩(wěn)定狀態(tài)（張智等，1985）。障礙體的特征可以歸納以下幾點：充當止裂區(qū)域、不發(fā)生宏觀破裂、強度較大、震后障礙體內有余震群活動（李正芳，2013）。
過地震前后斷層面上應力的分布狀態(tài)，來更加，如圖 1.2-4 所示，陰影區(qū)域表示斷層面上剪應力承載區(qū)。圖 1.2-4a 表示震前剪應力在斷層面區(qū)域的剪應力得到釋放，變?yōu)闊o剪應力承載區(qū)力。程，空白區(qū)域上承載的剪應力得到釋放，并發(fā)生力承載，這個過程實際上是應力從均一到非均礙體模型。圖 1.2-4c 陰影區(qū)域表示震前剪應力周圍為無應力承載的空白區(qū)域；圖 1.2-4d表示整個斷層面都變?yōu)闊o應力承載區(qū)域。從 c-d的閉層面上“應力均勻化的”過程，又被稱為凹凸.2-3 斷層失穩(wěn)過程中剪應變時空演化特征（李世念，2應變觀測點的位置，時間軸上的“0”時刻為斷層失
【參考文獻】：
期刊論文
[1]同震地表破裂及活動斷層跡線的幾何形貌特征[J]. 郝海健,何宏林,魏占玉,石峰. 地震地質. 2017(06)
[2]二維分形參數(shù)與構造活動關系研究——以滇西南塊體為例[J]. 石峰,何宏林,Alexander L Densmore,畢麗思,魏占玉. 地震地質. 2016(04)
[3]關于2008年汶川Ms8.0地震震源斷裂破裂機制幾個問題的討論[J]. 鄧起東,陳桂華,朱艾斕. 中國科學:地球科學. 2011(11)
[4]巖石破壞過程中試件表面應變場演化特征研究[J]. 馬少鵬,周輝. 巖石力學與工程學報. 2008(08)
[5]典型黃土地貌類型區(qū)的地形復雜度分形研究[J]. 龍毅,周侗,湯國安,劉學軍. 山地學報. 2007(04)
[6]數(shù)字散斑相關技術進展及應用[J]. 金觀昌,孟利波,陳俊達,馬少鵬,張軍. 實驗力學. 2006(06)
[7]雙向壓縮條件下非均勻斷層標本變形過程中的聲發(fā)射活動特征[J]. 蔣海昆,馬勝利,周煥鵬,侯海峰,戴磊,鄭建常. 地震學報. 2006(03)
[8]應用數(shù)字散斑相關方法實驗研究雁列斷層變形破壞過程[J]. 陳俊達,馬少鵬,劉善軍,金觀昌. 地球物理學報. 2005(06)
[9]巖石節(jié)理表面幾何特性的三維統(tǒng)計分析[J]. 周枝華,杜守繼. 巖土力學. 2005(08)
[10]沉積巖破裂面的摩擦特性試驗研究[J]. 何滿潮,胡江春,熊偉,劉成禹. 中國礦業(yè). 2005(05)
博士論文
[1]斷層失穩(wěn)過程超動態(tài)變形時空模式的實驗研究[D]. 李世念.中國地震局地質研究所 2017
[2]強震破裂面上的不均勻體及其在地震危險性分析中的應用研究[D]. 李正芳.中國地震局地質研究所 2013
本文編號：3352576
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