于田2008年和2014年两次M_S7.3地震孕育的应力环境 被引量：10

1

作者 程惠红 庞亚瑾 +2 位作者 董培育 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期3238-3246,共9页

2008年3月21日新疆于田发生MS7.3级地震,2014年2月12日于田再次发生MS7.3级地震,两次地震相距约110km.但是,前者震源机制为正断层,后者震源机制为左旋走滑断层.为进一步探讨这两次地震的孕育应力环境、发震机制及其动力学成因,本文进行... 2008年3月21日新疆于田发生MS7.3级地震,2014年2月12日于田再次发生MS7.3级地震,两次地震相距约110km.但是,前者震源机制为正断层,后者震源机制为左旋走滑断层.为进一步探讨这两次地震的孕育应力环境、发震机制及其动力学成因,本文进行三维有限元数值试验分析,计算了该区域在GPS约束条件下的速度场、应力和应变场变化,并与实际观测资料进行对比.数值计算得到的区域内几条主要大的走滑断层错动性质,与实际地质观察到的断层左旋或右旋性质吻合,验证了计算结果的可靠性.结果表明于田及其临近区域整体上处于北东—南西向挤压和北西—南东向拉张状态.在GPS速度约束条件下,2008年于田地震震中区域最大主张应变率大于最大主压应变率,处于以拉张为主的应力状态,NE走向断层受到北东—南西方向的拉应力作用,从而形成正断层;2014年于田地震处于拉张应变率与压应变率几乎一致的区域,NEE走向断层在NE-SW主压应力和NW-SE主张应力作用下发生左旋走滑. 展开更多

关键词 于田地震 应力环境 震源机制 应变率

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关于紫坪铺水库蓄水是否与汶川地震有关的影响因素综合分析 被引量：12

2

作者 程惠红 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1220-1235,共16页

汶川地震后,紫坪铺水库蓄水是否触发了汶川地震在国内外学术界引起了广泛关注.除定性讨论外,许多学者也采用定量分析的方法进行了计算,但因计算结果不同而得出了不同的结论.本文从目前紫坪铺水库蓄水不同研究组定量计算中出现的争议为... 汶川地震后,紫坪铺水库蓄水是否触发了汶川地震在国内外学术界引起了广泛关注.除定性讨论外,许多学者也采用定量分析的方法进行了计算,但因计算结果不同而得出了不同的结论.本文从目前紫坪铺水库蓄水不同研究组定量计算中出现的争议为出发点,通过对水库蓄水定量计算基本原理和可能引起计算结果差异可能因素的分析,找出定量计算中的关键影响因素,了解目前水库蓄水定量计算中存在的不确定性问题所在.初步结果显示：计算方法、模型维数、扩散模型、震源参数和扩散系数等的取值不同是造成计算结果差异的主要因素,特别是裂隙岩体的扩散系数.在紫坪铺水库定量计算中模型维数的差别使得汶川地震震源处的库仑应力变化计算结果相差约3倍;仅考虑断层渗透率（把岩体渗透率视为无穷大）或仅考虑均匀各向同性的岩体渗透率（忽视断层渗透率）,均具有片面性;震源机制解断层走向倾角的差异,会显著影响库仑应力大小计算结果,可到达2~7倍;不同扩散系数下,孔隙压力相差可达几百倍.“紫坪铺水库蓄水是否能够触发汶川大地震的发生？”,鉴于目前的研究成果,库仑应力变化在kPa量级,尚不能排除触发的可能性,但得出的蓄水震源处的库仑应力变化太低,在背景构造应力场不明确的情况下,也不能确定一定有联系.在未来的工作中需有针对性的进行野外考察和室内试验,改进模型,采用高性能模拟分析计算,并在此基础上对中国和世界多个水库地震触发机制进行对比研究,探讨不同机制下水库地震触发机制特点,进一步量化分析水库地震发生的力学机制及水库对构造活动的影响和作用机理. 展开更多

关键词 汶川地震 紫坪铺水库 水库触发地震 库仑应力

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2016年11月13日新西兰凯库拉(Kaikoura)M_W7.8地震同震位移和应力数值分析 被引量：7

3

作者 程惠红 张贝 +1 位作者 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2641-2651,共11页

2016年11月13日新西兰南岛北端凯库拉(Kaikoura)发生了M_w7.8大地震,造成了强烈的地表变形并引发大面积滑坡和海啸的发生.基于美国地质调查局(USGS)断层滑动模型,建立全球同震横向不均匀并行椭球型地球模型,计算了此次新西兰凯库拉大地... 2016年11月13日新西兰南岛北端凯库拉(Kaikoura)发生了M_w7.8大地震,造成了强烈的地表变形并引发大面积滑坡和海啸的发生.基于美国地质调查局(USGS)断层滑动模型,建立全球同震横向不均匀并行椭球型地球模型,计算了此次新西兰凯库拉大地震产生的同震形变和应力及库仑应力变化.初步计算结果表明:新西兰凯库拉M_w7.8地震造成断层上盘东北向抬升,下盘西南俯冲;引起发震区域同震位移较大,从凯库拉到坎贝拉(Campbell)以及首都惠灵顿(Wellington)整体上东北向抬升,最大同震水平位移1.2 m,垂直位移1.1 m.此次大地震释放了发震断层上积累的压应力,但增加了发震断层两端的挤压力;同时,同震剪应力变化增加了NE-SW向断层发生右旋滑动的危险性;采用此次地震发震断层参数计算得出的最大库仑应力变化增加区域集中在发震断层两端,可达到MPa量级,当分别采用新西兰北岛Awatere断裂系和南岛Wellington断裂系参数计算库仑应力变化时,发现新西兰北岛和南岛震中以南区域的库仑应力均增加,可触发部分余震的发生. 展开更多

关键词 新西兰地震 同震变形 库仑应力变化 有限元模拟

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地应力测量中钻孔偏心分析 被引量：8

4

作者 程惠红 张怀 +1 位作者 朱伯靖 石耀霖 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2011年第6期164-169,共6页

将有限元数值法与解析解相结合,对载荷下探头钻孔偏心问题进行研究。研究结果表明,偏移量δ≤1/5时,径向位移误差均值<15%,周向位移误差均值<10%;偏移量δ≥2/5时,径向位移误差均值>30%,周向位移>25%;而当δ>1/2时,误差... 将有限元数值法与解析解相结合,对载荷下探头钻孔偏心问题进行研究。研究结果表明,偏移量δ≤1/5时,径向位移误差均值<15%,周向位移误差均值<10%;偏移量δ≥2/5时,径向位移误差均值>30%,周向位移>25%;而当δ>1/2时,误差值更大,具体的数值在实际工程中需进一步验证。 展开更多

关键词 地应力 钻孔偏心 径向位移 周向位移 误差分析

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评“紫坪铺水库造成孔隙弹性耦合变化及其对2008年汶川地震触发作用”二维模拟的局限性 被引量：4

5

作者 程惠红 郑亮 +2 位作者 张贝 孙玉军 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1458-1461,共4页

2014年10月《地球物理学报》出版的陶玮等（2014）“紫坪铺水库造成孔隙弹性耦合变化及其对2008年汶川地震触发作用”一文基于完全耦合孔隙弹性理论,采用二维有限单元法模拟了紫坪铺水库蓄水造成的库区应力场和孔隙压力场的变化.该文模... 2014年10月《地球物理学报》出版的陶玮等（2014）“紫坪铺水库造成孔隙弹性耦合变化及其对2008年汶川地震触发作用”一文基于完全耦合孔隙弹性理论,采用二维有限单元法模拟了紫坪铺水库蓄水造成的库区应力场和孔隙压力场的变化.该文模拟计算原则和思路是正确的,但仍然采用二维模型是一个不足.真实三维模型中水库是有限的一定面积内的载荷;而二维计算模型,却把水库载荷作为无限长的带状载荷,夸大了水库的作用.如果考虑三维模型,该研究得到的震源处库仑应力增长2~25kPa的结论可能只能解读为0.7~8.0kPa.对于紫坪铺水库是否对汶川地震有触发作用,目前各个研究组估计的库仑应力变化恰好处在是否可以触发的边缘.取得进一步认识的关键有赖于对地下结构、状态和物性认识的突破性进展. 展开更多

关键词 紫坪铺水库 汶川地震 二维模拟(2D) 孔隙弹性完全耦合 库仑应力变化(ΔCFS)

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地壳流变结构控制作用下的龙门山断裂带地震发生机理 被引量：25

6

作者 柳畅 石耀霖 +2 位作者 朱伯靖 程惠红 杨小林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期404-418,共15页

青藏高原东缘低地形变速率的龙门山断裂带上相继发生了2008汶川Mw7.9级地震和2013芦山Mw6.6级地震.地震勘探与震源定位结果揭示了龙门山区域地震空间分布特征:纵向上,龙门山断裂带这两次地震主震均发生在龙门山断裂带上地壳的底部(14～1... 青藏高原东缘低地形变速率的龙门山断裂带上相继发生了2008汶川Mw7.9级地震和2013芦山Mw6.6级地震.地震勘探与震源定位结果揭示了龙门山区域地震空间分布特征:纵向上,龙门山断裂带这两次地震主震均发生在龙门山断裂带上地壳的底部(14～19km),绝大部分余震均发生在上地壳范围(5～25km),而在其中、下地壳深度范围内鲜见余震发生;横向上,地震(Mw>3)在龙门山断裂带青藏高原一侧密集分布且曾有大震发生,而四川盆地地震稀少(Mw>3).为探讨龙门山断裂带地震发生机理,并解释以上龙门山区域地震空间分布特征,本文建立了龙门山断裂带西南段跨芦山地震震中区域的四种不同流变结构的龙门山断裂带三维岩石圈模型,以地表GPS观测资料为约束边界条件,数值模拟龙门山断裂带岩石圈在数千年以上长期匀速构造挤压作用下的应力积累特征,探讨了地壳分层流变性质对地壳应力积累的影响,分析了该区域地震空间分布与构造应力积累速率的关系.计算结果表明:该区域在数千年的应力积累过程中,脆性上地壳中应力表现近于恒定值的线性增长趋势,龙门山断裂带上地壳底部出现应力集中积累现象,这一应力集中现象可以解释龙门山断裂带汶川地震与芦山地震主震的发生,及其大部分余震在脆性上地壳中的触发;青藏高原一侧上地壳应力积累速率远远高于四川盆地的应力积累速率,这一应力积累分布现象可以解释龙门山区域青藏高原一侧地震密集而四川盆地地震稀少的地震空间分布特征;通过比较不同流变结构模型中的应力积累状态,认为导致这一应力积累空间分布状态的重要控制因素在于青藏高原中、下地壳较低的黏滞系数与四川盆地中、下地壳较高的黏滞系数的差异.在柔性的中、下地壳内,应力增长近于指数形式,稳定状态之后其应力增长速率近于零,构造应力积累难以达到岩石破裂强度,因而鲜见地震发生.地壳各层位的应力增长率差异与地震成层分布的现象共同揭示了龙门山区域岩石圈分层流变结构:脆性上地壳、韧性中、下地壳(青藏高原一侧较弱,四川盆地一侧较强)、韧性岩石圈上地幔. 展开更多

关键词 龙门山断裂带 汶川地震 芦山地震 应力集中 黏性差异 Moho面突变

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利用三维孔隙弹性模型探讨紫坪铺水库对汶川地震的影响 被引量：20

7

作者 孙玉军 张怀 +4 位作者 董树文 郑亮 张贝 程惠红 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2353-2361,共9页

本文基于三维孔隙弹性理论,建立了紫坪铺水库及周边地区的有限元模型.根据紫坪铺水库开始蓄水到汶川地震发震时刻的水位变化情况,计算了整个区域的孔隙压力和库仑应力.详细讨论了断层及周围地层的弹性模量和扩散系数对计算结果的影响.... 本文基于三维孔隙弹性理论,建立了紫坪铺水库及周边地区的有限元模型.根据紫坪铺水库开始蓄水到汶川地震发震时刻的水位变化情况,计算了整个区域的孔隙压力和库仑应力.详细讨论了断层及周围地层的弹性模量和扩散系数对计算结果的影响.计算结果表明:从弹性角度看,断层的弹性模量对汶川地震震源处的库仑应力影响很小;震源处的库仑应力随着断层和周围地层的扩散系数增大而增大.当给定弹性模量和扩散系数代表性值的时候,计算结果表明在汶川地震发震时刻,震源处的库仑应力变化量为+1kPa左右,这表明紫坪铺水库使得汶川地震发震断层更加危险.是否这个量级的库仑应力就能够触发汶川地震还需要进一步探讨.通过分析库区周边小震的分布,发现小震分布区域均是库仑应力增加的地区,因此紫坪铺水库周边的小震应该与紫坪铺水库蓄水有直接关系. 展开更多

关键词 孔隙弹性模型 紫坪铺水库 汶川地震 库仑应力

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利用RQD估算岩体不同深度的平均渗透系数和平均变形模量 被引量：25

8

作者 蒋小伟 万力 +2 位作者 王旭升 武雄 程惠红 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期3163-3167,共5页

渗透系数是进行裂隙岩体渗流模拟的必备参数,变形模量是工程岩体数值模拟的必备参数。大量研究中忽视了渗透系数和变形模量随深度变化这一重要规律,从而影响模拟结果的可靠性。为此,探讨了利用极易获取的RQD(岩石质量指标)资料估算不同... 渗透系数是进行裂隙岩体渗流模拟的必备参数,变形模量是工程岩体数值模拟的必备参数。大量研究中忽视了渗透系数和变形模量随深度变化这一重要规律,从而影响模拟结果的可靠性。为此,探讨了利用极易获取的RQD(岩石质量指标)资料估算不同深度的渗透系数和变形模量的可行性。通过以某花岗岩体为例,研究发现,RQD均值随深度增大,渗透系数均值随深度减小,其相关性很好。因此,利用RQD估算不同深度的平均渗透系数是可行的。根据RQD随深度的变化,利用经验公式估算了不同深度的变形模量均值和变化范围。估算得到的变形模量与实测结果基本一致。 展开更多

关键词 RQD 渗透系数 变形模量 深度

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2015年智利Illapel M_W8.3地震同震效应及其对南美大陆地震危险性影响 被引量：14

9

作者 黄禄渊 张贝 +3 位作者 程惠红 罗纲 瞿武林 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期163-173,共11页

基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了2015年9月17日智利Illapel M_W8.3地震同震效应,同时讨论2010年智利Maule M_W8.8地震和2014年智利Iquique M_W8.1地震对2015年智利Illapel地震... 基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了2015年9月17日智利Illapel M_W8.3地震同震效应,同时讨论2010年智利Maule M_W8.8地震和2014年智利Iquique M_W8.1地震对2015年智利Illapel地震的加载作用,进一步分析这3个地震共同作用对南美大陆及周围断层的地震危险性影响.结果表明:对此次智利Illapel地震CEA(中国地震局地球物理研究所)滑动模型计算的地表最大水平位移约为3 m,USGS(美国地调局)模型的最大水平位移约6 m.特大地震影响范围广,南美大陆接近一半区域同震水平位移量级达到0.5 mm;受3次地震共同作用,智利2010年Maule地震南部俯冲带、2015年Illapel地震和2014年Iquique地震之间俯冲带,以及2014年Iquique地震以北俯冲带,受到10 kPa东西向压应力加载;2010年Maule地震和2014年Iquique地震共同加速了2015年Illapel地震滑动;1960年Valdivia M_W9.5地震破裂区、2014年Iquique地震和1995年Antofagasta地震之间区域以及2010年Maule地震和2015年Illapel地震的未破裂区重合处库仑应力变化均超过10 kPa,有可能加速强震的发生. 展开更多

关键词 智利地震 同震效应 有限元模拟 库仑应力 周边断层

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2015年4月25日尼泊尔MS8.1大地震的同震效应 被引量：51

10

作者 张贝 程惠红 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1794-1803,共10页

应用有限单元方法,计算了2015年尼泊尔MS8.1大地震发生产生的同震变形和应力变化.计算中考虑地球为球体以确保远场应力场变化得到可靠结果,采用PREM模型的地球分层模型,考虑了中国地震局(CEA)和美国地质调查局(USGS)各自提供的断层滑动... 应用有限单元方法,计算了2015年尼泊尔MS8.1大地震发生产生的同震变形和应力变化.计算中考虑地球为球体以确保远场应力场变化得到可靠结果,采用PREM模型的地球分层模型,考虑了中国地震局(CEA)和美国地质调查局(USGS)各自提供的断层滑动模型.结果表明:尼泊尔MS8.1地震是一个比较典型的低角度逆冲地震,水平位移和应力降较大;地震造成南北方向上的水平位移最突出,且集中在首都加德满都附近区域.USGS断层滑动模型地表最大位移量达到3.5m,CEA滑动模型最大为1.2m;东西向和垂直方向上的同震位移相对较小;同震位移量级在0.1m的影响区域可达300km;地震造成尼泊尔地区最大库仑应力变化可达到MPa量级,地震危险性依然较大.此次MS8.1地震对我国西藏地区有一定影响,特别是雅鲁藏布江地区和拉萨块体南北走向的正断层,库仑应力变化为正,量级可达数千帕乃至十余千帕,应该注意该区被诱发中强震的可能性. 展开更多

关键词 尼泊尔地震 地震位错 同震效应 有限元模拟

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用离散随机模型研究湖北新冠肺炎COVID-19流行病动力学特征 被引量：24

11

作者 石耀霖 程惠红 +1 位作者 黄禄渊 任天翔 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第2期145-154,共10页

新冠肺炎COVID-19的爆发并在全国及世界范围内的扩散传播造成了巨大社会影响,研究流行病传播动力学特征有助于更好地对疫情进行掌控和防治。我们发展了一种离散变量随机概率方法,对湖北省疫情发展进行模拟和预测。首先根据排队论的Erlan... 新冠肺炎COVID-19的爆发并在全国及世界范围内的扩散传播造成了巨大社会影响,研究流行病传播动力学特征有助于更好地对疫情进行掌控和防治。我们发展了一种离散变量随机概率方法,对湖北省疫情发展进行模拟和预测。首先根据排队论的Erlang概率分布对每日确诊人数进行处理,获得每日发病人数和感染人数。计算结果与中国疾病预防控制中心(CDC)已经整理公开的部分资料比较吻合,证明处理方法科学可信。进而依据每日发病人数,反演疫情发展不同阶段的有效传染率的变化,并据此预测未来疫情可能怎样发展。发现疫情初期基本传染数R0从6.1减少到4.0,在武汉采取封城等有效措施后,有效R值减少到1之下,并逐步降低到0.13以下。发病高峰已经在2月初度过,目前虽然不排除疫情会有小的起伏,但只要坚持严格的隔离管控措施,总的趋势就不会变化。预期疫情在3月底前后结束,累计患病人数达到71000人左右。春节后回程的农民工和学生诱发大的疫情回弹可能性不大。但是世界上一些国家正处在疫情可能爆发的阶段,国家应该对入境人员做好检查和隔离管控工作。 展开更多

关键词 新冠肺炎COVID-19 离散随机模型 流行病动力学 Erlang概率分布

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2001年昆仑山口西MS8.1地震对周围断层的应力影响数值分析 被引量：6

12

作者 任天翔 程惠红 +1 位作者 张贝 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期4838-4850,共13页

大地震的发生往往会引起周围区域形变场和应力场变化,且对临近断层上的应力状态也有影响.2001年11月4日,昆仑山口西发生了半个世纪以来中国最大的M_S8.1级地震.本文基于已有的滑动模型,建立了三维含地形高程的横向不均匀性椭球型地球有... 大地震的发生往往会引起周围区域形变场和应力场变化,且对临近断层上的应力状态也有影响.2001年11月4日,昆仑山口西发生了半个世纪以来中国最大的M_S8.1级地震.本文基于已有的滑动模型,建立了三维含地形高程的横向不均匀性椭球型地球有限元模型,采用等效体力方法,分析了此次M_S8.1地震产生的全球同震位移和应力场变化.与解析方法相比,该模型考虑了地形、Moho面起伏和地球介质横向不均匀性;与一般的有限元数值模拟相比,该模型考虑了地球曲率和椭率,合理地规避了有限块体模型假定边界位移为零所引入的误差.计算得出同震位移与GPS观测数据可以很好地吻合.据库仑破裂应力准则和震源参数,计算得出昆仑山口西M_S8.1地震的发生造成了汶川、芦山、改则和当雄地震的发震断层上库仑应力增加,对这些地震的发生起促进作用;而造成玉树和德令哈地震发震断层上的库仑应力变化为负值,在一定程度上抑制了这些断层的地震活动性.此外,计算结果显示地球地形高程、介质非均匀性和椭率对昆仑山口西M_S8.1地震同震变化计算有一定的影响,其中地形和椭率造成的同震位移场相对误差约10%. 展开更多

关键词 昆仑山口西地震 同震效应 库仑应力 有限元模拟 等效体力方法

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基于Monte Carlo方法数值反演区域初始构造应力场——以巴颜喀拉块体为例 被引量：4

13

作者 董培育 程惠红 +2 位作者 石耀霖 柳畅 乔学军 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2858-2870,共13页

构造应力场往往对地震活动性具有控制作用,应力快速集中的地方常常是地震频繁发生的地方.本文以巴颜喀拉块体及其边界断裂带近20年来的7次中强震为例,结合区域历史地震震源信息、地质背景及GPS等观测数据,利用MonteCarlo方法和库仑-摩... 构造应力场往往对地震活动性具有控制作用,应力快速集中的地方常常是地震频繁发生的地方.本文以巴颜喀拉块体及其边界断裂带近20年来的7次中强震为例,结合区域历史地震震源信息、地质背景及GPS等观测数据,利用MonteCarlo方法和库仑-摩尔破裂准则为计算依据,反演该块体的震前初始构造应力场.通过将初始应力场反演中不确定部分限定在一个合理的上下限范围内进行独立的重复性随机试验,并运用统计学方法得到了巴颜喀拉块体1997年玛尼MW7.5地震震前区域初始应力场.计算结果显示:(1)巴颜喀拉块体10km深度处最大水平主应力方向自西向东呈顺时针旋转趋势,由NS向转变为近EW向,与浅部实测地应力数据、历史地震类型和板块运动方向吻合较好.(2)最大/最小水平主应力和二者差值自西向东均逐渐增加,最大水平主压应力值~400MPa,最小水平主压应力值~250MPa.差应力在昆仑山断裂带与阿尔金断裂带交汇处及甘孜—玉树断裂带西段较低(~150MPa);在昆仑山断裂带东端和甘孜—玉树断裂带的东南段局部地区较高(~220MPa). 展开更多

关键词 巴颜喀拉块体 有限元数值模拟 初始构造应力场 MonteCarlo方法

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大渡河水位变化对四川姑咱台钻孔应变观测影响的数值分析 被引量：5

14

作者 任天翔 杨少华 +2 位作者 董培育 程惠红 石耀霖 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2018年第5期674-680,共7页

四分量钻孔应变仪通过孔内4个方向的长期应变监测,有效记录地震、固体潮、长年变化等不同频率的地应力变化。然而,记录中也包含非构造应力因素的干扰,因此了解这些干扰形成的机理是一个重要的问题。四川省姑咱台位于陡峭的大渡河谷底部... 四分量钻孔应变仪通过孔内4个方向的长期应变监测,有效记录地震、固体潮、长年变化等不同频率的地应力变化。然而,记录中也包含非构造应力因素的干扰,因此了解这些干扰形成的机理是一个重要的问题。四川省姑咱台位于陡峭的大渡河谷底部,不但记录到明显的年周期变化,应变量级达10^(-6),并且每年丰水期,钻孔应变观测到随水位的明显变化。通过弹性力学数值方法讨论河水水位变化对台站产生的应力。初步计算结果表明,姑咱大渡河水数米的涨落对姑咱台探头处产生kPa量级的应力。探头能够记录到水位变化的影响,一方面,说明钻孔应变计的确能够在野外条件下记录到微小应力变化,证明仪器具有很高的灵敏度;另一方面,表明在条件许可的情况下,钻孔应变仪台站选址应该避开陡峭河谷区域,才能减小非构造应力的干扰,突出记录构造应力变化,使观测能更好地应用于地震活动性的研究。 展开更多

关键词 钻孔应变仪 应变观测干扰 有限元 数值模拟

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大连海上休闲广场岩溶塌陷危险性模糊评价 被引量：1

15

作者 程惠红 乔利国 李日运 《华北水利水电学院学报》 2009年第2期95-97,共3页

在综合考虑影响岩溶地面稳定性的多种因素的基础上,对大连海上休闲广场地基岩溶场地进行评价.结合岩溶地面塌陷危险性评价的特点,应用多级模糊评价方法,以正态函数为隶属函数,建立了大连海上休闲广场岩溶地面塌陷危险性评价的二级模糊... 在综合考虑影响岩溶地面稳定性的多种因素的基础上,对大连海上休闲广场地基岩溶场地进行评价.结合岩溶地面塌陷危险性评价的特点,应用多级模糊评价方法,以正态函数为隶属函数,建立了大连海上休闲广场岩溶地面塌陷危险性评价的二级模糊评价模型.结果显示,岩溶场地较不稳定.用该方法对岩溶地基多因素综合分析具有较高的可信度. 展开更多

关键词 岩溶塌陷 模糊评价 隶属函数

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青藏高原东北缘海原-六盘山断裂带现今地壳应力环境的数值分析 被引量：10

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作者 庞亚瑾 杨少华 +2 位作者 李海兵 程惠红 石耀霖 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1848-1856,共9页

海原-六盘山断裂是青藏高原东北缘的大型边界断裂带,是中国大陆典型的地震危险区。地壳构造加载特征的定量研究有助于分析区域孕震环境,参考青藏高原东北缘GPS形变和岩石圈精细结构等资料,本文建立海原-六盘山断裂带周缘的三维岩石圈分... 海原-六盘山断裂是青藏高原东北缘的大型边界断裂带,是中国大陆典型的地震危险区。地壳构造加载特征的定量研究有助于分析区域孕震环境,参考青藏高原东北缘GPS形变和岩石圈精细结构等资料,本文建立海原-六盘山断裂带周缘的三维岩石圈分层模型,分析现今构造加载作用下区域地壳形变和应力演化特征。数值计算结果显示:青藏高原东北缘现今处于以北东-南西向的水平挤压为主导和北西-南东向的水平引张的变形特征。青藏高原东北缘中-下地壳流变性质影响上覆脆性地壳应力环境,中地壳较低粘滞系数对应的模型地壳应力计算值与研究区实际地壳应力场相近。海原断裂中-西段构造加载作用显著,具有相对较高的库仑应力积累和最大剪应力分布;而六盘山断裂周缘地壳应力和最大剪应力小于海原断裂带。构造应力积累的空间分布差异说明六盘山断裂具有较弱的构造孕震环境,而研究区走滑型断裂的孕震加载作用显著。尽管六盘山处于较低的应力状态,但仍不能轻易忽视其长期存在的强震空区所暗示的发震潜力。 展开更多

关键词 青藏高原东北缘 海原-六盘山断裂带 地壳形变 应力环境 数值模拟

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华北地区地下水开采对地壳应力的影响 被引量：11

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作者 庞亚瑾 张怀 +1 位作者 程惠红 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1394-1402,共9页

近50年来华北地区遭受持续大面积过量开采地下水,已形成区域地下水漏斗、地面沉降、地陷地裂等地质灾害.然而,地下水的抽取减小了地壳的载荷,造成地壳应力场变化,这一点至今尚未被充分认识.为探索华北地区地下水超采对地壳应力场的影响... 近50年来华北地区遭受持续大面积过量开采地下水,已形成区域地下水漏斗、地面沉降、地陷地裂等地质灾害.然而,地下水的抽取减小了地壳的载荷,造成地壳应力场变化,这一点至今尚未被充分认识.为探索华北地区地下水超采对地壳应力场的影响,本文建立了二维有限元模型,定量计算地下水超采引起地壳变形和应力场变化.结果表明:华北地区地下水开采会引起地表抬升达+12.4cm;漏斗区上、中地壳的水平拉应力增量分别达到70kPa和35kPa;而在地下水开采区外围,水平压应力增量达20kPa;而华北地区构造主压应力积累速率约为0.5kPa·a-1.通过对比华北地区1980年前后5级以上地震的分布状况,本文认为地下水开采对区域构造应力场的扰动不可忽略,其卸载过程可能对华北地区大地震孕震过程存在减缓作用. 展开更多

关键词 华北平原 地下水开采 应力场 地震 数值模拟

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青藏高原东缘岩石圈结构对现今地表垂向运动影响的数值分析 被引量：8

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作者 庞亚瑾 程惠红 +1 位作者 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1256-1267,共12页

参考青藏高原东缘松潘—甘孜地块至四川盆地陡变地形起伏和地壳密度结构的横向差异,本文建立了二维牛顿黏性流体有限元模型,计算分析构造加载、陡变地形和重力效应控制下青藏高原东缘岩石圈变形特征,探讨横向不均匀的地壳密度结构、陡... 参考青藏高原东缘松潘—甘孜地块至四川盆地陡变地形起伏和地壳密度结构的横向差异,本文建立了二维牛顿黏性流体有限元模型,计算分析构造加载、陡变地形和重力效应控制下青藏高原东缘岩石圈变形特征,探讨横向不均匀的地壳密度结构、陡变地形和岩石圈流变性质对区域现今垂向运动的影响.计算结果显示:在构造加载作用下,松潘—甘孜地块至四川盆地地表抬升微弱.区域横向不均匀的地壳密度结构驱使松潘—甘孜地块地壳整体抬升,速率高达2mm·a^(-1),四川盆地整体下沉,速率约1mm·a-1,与龙门山两侧现今观测到的地表垂向变形模式相近.龙门山地区陡变地形驱使柔性地壳流动,调整区域地壳局部变形;岩石圈流变结构影响重力驱动作用下的模型变形量值和岩石圈变形耦合程度,松潘—甘孜地块较低的中地壳黏滞系数引起上、下地壳的变形解耦;模型较高的岩石圈地幔黏滞系数使重力驱动作用下区域垂向变形量降低.因此,青藏高原东缘地壳密度结构差异、地形起伏和岩石圈流变性质是现今区域垂向变形的重要动力学控制因素. 展开更多

关键词 青藏高原东缘 垂向运动 陡变地形 地壳密度结构 有限元模拟

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历史大地震断层滑动模型的建立及其对同震数值计算的影响-以1920年宁夏海原Ms8．5大地震为例 被引量：5

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作者 邓园浩 程惠红 +2 位作者 张贝 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期975-987,共13页

大地震的发生会引起区域位移场和应力场发生变化,进而改变区域内及临近断层的应力状态和地震活动性.目前,研究学者可据已有的断层滑动模型来计算分析大地震同震应力变化,同时采用库仑应力触发理论来进一步分析震后余震分布和断层危险性... 大地震的发生会引起区域位移场和应力场发生变化,进而改变区域内及临近断层的应力状态和地震活动性.目前,研究学者可据已有的断层滑动模型来计算分析大地震同震应力变化,同时采用库仑应力触发理论来进一步分析震后余震分布和断层危险性.然而,历史上曾经发生过不少大地震,例如,1920年的海原MS8.5大地震,是全球范围内少见的特大地震之一.局限于无确切的地震台站地震波等资料,前人在研究历史地震的影响时往往给出一些简单的断层滑动模型,将断层面上错动量视为均匀分布.为更准确地了解历史地震对后续地震的影响,基于前人研究和一般地震滑动形态分布规律及地震反射剖面等资料,以海原MS8.5大地震为例,探讨了如何建立海原大地震断层滑动模型,并分别搭建了简单断层滑动模型和复杂断层滑动模型的全球同震横向不均匀并行椭球型地球模型.通过对海原MS8.5地震的同震位移场和应力场的计算,发现采用复杂断层滑动模型比简单断层滑动模型地表位错分布更切合实际.同时,进一步计算和分析了此次大地震对青藏高原东北缘近100年历史地震和周围断层的应力触发作用,得出断层滑动模型对同震计算结果的影响集中在发震断层附近而对远场影响较小. 展开更多

关键词 断层滑动模型 海原地震 同震效应 库仑应力

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2016年3月2日苏门答腊M_S7.8地震同震位移和应力场数值模拟研究 被引量：4

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作者 邓园浩 程惠红 +3 位作者 张怀 瞿武林 张贝 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期174-186,共13页

苏门答腊地区发育多条左旋走滑性质断层,地震活动活跃.2006年3月2日该区西南海域发生了M_S7.8大地震.大地震的发生常常会引发区域位移场和应力场及周围断层应力状态发生变化.本文建立全球PREM有限元地球模型,据已有的断层滑动模型计算... 苏门答腊地区发育多条左旋走滑性质断层,地震活动活跃.2006年3月2日该区西南海域发生了M_S7.8大地震.大地震的发生常常会引发区域位移场和应力场及周围断层应力状态发生变化.本文建立全球PREM有限元地球模型,据已有的断层滑动模型计算了此次苏门答腊地震引发的同震位移和应力及库仑应力变化,并进一步讨论了此次地震对周围断层的影响以及区域构造应力场对库仑应力变化计算的影响.初步结果表明此次苏门答腊M_S7.8地震造成较大的南北向水平位移且集中在探测者破裂区(Investigator Fracture Zone),最大水平位移量约6.74 m,断层倾角接近垂直,下盘向北运动而上盘向南,进一步表明Ms7.8地震为典型的左旋走滑为主的地震,发生海啸的可能性较低;库仑应力变化达MPa量级的区域集中在震中,但近场大部分余震分布在库仑应力减小区域,有效摩擦系数变化和区域构造应力场的耦合作用可能是其原因;利用改进的库仑应力变化计算方法和最优破裂方向计算得出的结果显示库仑应力触发理论可较好地解释余震分布. 展开更多

关键词 苏门答腊地震 同震效应 库仑应力 有限元模拟

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