汶川地震震前与同震变形的比较与分析

发布时间：2020-07-18 08:03

【摘要】：减小地震灾害最有效的措施是通过地震前兆信息作出震前预测。利用现代空间测量手段对震前断层附近的地壳变形监测与同震断层滑动情况相结合,寻找地震触发的机制和地震前兆信息,对形成系统的地震预测方法具有重要意义。本文研究了地震触发的机理与预测问题。将遗传算法与位错模型相结合,给出了反演了断层同震滑动参数的计算方法和程序,并根据断层物理参数和滑动参数计算了同震的矩震级,比较分析了震前与同震位移及变化趋势。将龙门山断裂带浅层地壳运动与深层地壳运动结合,分析了地震触发机理。具体工作如下:首先,介绍了断层滑移模型和反演算法的基本原理与研究进展,给出了断层滑移与地表位移的解析关系,选取遗传算法作为断层参数的反演算法,利用MATLAB编制了断层参数反演程序,并用一个算例校验了程序的可靠性。然后,将龙门山断层附近区域作为研究对象,将原始数据从ITRF空间坐标转换为断层滑移模型中的局部坐标系中,对同震断层滑移参数进行反演。结果表明,同震反演的走滑位移为-3.029 m,倾向滑移为4.725 m,汶川地震为逆冲兼顾走滑的运动特征。并利用断层滑动参数计算汶川地震矩震级校验反演结果。另外,将震前三期地表GPS散点数据插值计算出地表速度场。结果表明,震前地壳没有明显的异常运动,平行断层方向的地壳运动大于垂直断层方向的地壳运动,地壳在平行断层方向的速度较大,尚处于压缩状态,垂直断层方向年均位移较小,处于压缩密实后的临界破坏阶段。根据熊坡的地质情况,发现熊坡背斜对地壳垂直断层方向有强烈的阻挡作用,并解释了断层由震中向北开始破裂的原因。最后,分析深层地壳中存在软弱流动层。断层对应的下地壳有利于软弱流层向上运动,对临界破坏的断层进行扰动进而触发地震。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P315
【图文】：

模型图,有限矩,形位,模型

ju 为地表某点位移，下标 i=1，2，3 分别对应于 x、y、z 三个方向（如图2-1 所示）。j u为断层上点的位移，jk 是 Kronecker 张量（当k j时jk =1，当k j时，jk =0），、为拉梅参数，k 为断层面法向分量方向余弦，jiu 表示在点 1 2 3 , , 处振幅为 F 的点震源的 j 分量在点 1 2 3x , x ,x 处产生的 i 分量位移。Okada 根据 Steketee 公式，推导出点 0

龙门山断裂带,断层,北川

图 3-1 龙门山断裂带附近断层[39]102 103 104 105 10630313233成都都江堰绵阳江油青川安县北川震中茂县雅安平武经度(°E)纬度(°N)①②③④汶川-茂县断裂带灌县-安县断裂带北川-青川断裂带映秀-北川断裂带①②④③图 3-2 龙门山断裂带断层分布平面图2 龙门山断裂带断层分布

示意图,断层滑动,示意图

性拟合方法将龙门山断裂带拟合为一条断层线（图 4-1）。拟合直线为x 0.7714 y 48.8484（4中，x为纬度， y 为经度。根据地质资料，龙门山断层三条主要断裂带在地表以下 20 km 处汇聚，并于平缓。因此，选取断层深度为 20 km，断层倾角 60°。表 4-1 断层物理参数断层参数 L (km)W (km)d (km) （）数值 300 23.1 20 603 断层滑动参数反演震前四次观测时间为 1999.771、2001.678、2004.583、2007.579（以年为单位 159 个观测数据。同震结果为少数连续测站和震后紧急补测的数据，由于部受到地震影响，水平方向的数据和垂直方向的数据并不完整，本文选取同时具平和垂直数据的 38 个 GPS 测站作为研究对象。

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