断层面形貌与破裂过程的相关性
发布时间：2021-08-20 01:55
地震学家根据地震滑动位移分布推断断层面上存在与破裂过程相关的“凹凸体”或“障碍体”。那么,这些“凹凸体”或者“障碍体”究竟是什么?具有什么样的地质意义?是断层面上确实存在的几何构造体,还仅仅是一种力学状态的差异?又与破裂带的几何结构之间存在什么样的联系?为了解决这些问题,本文在宏观与微观实验两个尺度上开展了研究,在宏观尺度上,开展地震破裂带几何结构特征与同震位移分布的相关性研究;在微观实验尺度,开展了失稳摩擦面微观形貌与失稳滑动过程中的位移场分布的相关性研究。取得主要认识如下:（1）同震地表破裂及活动断层迹线的几何形貌特征天然断层面的几何形貌特征中隐含着大量与断层演化和破裂机制相关的信息,准确描述断层面的形貌特征对于认识断层形成、发展及其破裂过程具有重要意义。本文收集了全球52条同震地表破裂和300条活动断层的地表迹线数据,运用能谱密度方法进行了分析和归纳,结果显示:1)它们的平均能谱密度曲线在频域上具有明显的三分段特征。在低频域,能谱密度曲线特征表征了千米级以上尺度的构造块体边界的形貌特征;在中频域,则受到百米千米级尺度上的断层横向扩展、次级断裂的贯通以及地形因...
【文章来源】：中国地震局地质研究所北京市
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
-11995年神户地震发震断层（Nojima）上的绝对剪应力分布图(Bouchonetal.,1998)
图 1.2-2 汶川地震同震位移分布图（Shen et al., 2009）该图为从 NW 向以 45°角观察断层面同震位移分布的俯视图。每个方格内矢量箭头代表同震位移大小及其滑动方向，并使用方格内的颜色来表征值的大小；红色的曲线为同震地表破裂的分布迹线；棕色长方柱体代表该长度段破裂迹线 50km范围内的余震累积次数障碍体是断层面不均一性的另外一种表现形式。在地震时，断层两侧围岩发生局部相对滑动，但仍存在高强度的未破裂的区域，这些区域被称为障碍体（李正芳，2013）。障碍体的形成与演化和其承载的应力大小之间存在紧密关系，当破裂传播至障碍体时，由于其强度较高未发生破裂，但是随着地震次数的增加应力逐步积累增大，而最终发生破裂。障碍体是否发生破裂取决于其抗剪强度与承载应力之间的相对关系，当前者大于后者时，障碍体不会发生破裂，保持稳定状态（张智等，1985）。障碍体的特征可以归纳以下几点：充当止裂区域、不发生宏观破裂、强度较大、震后障碍体内有余震群活动（李正芳，2013）。
过地震前后断层面上应力的分布状态，来更加，如图 1.2-4 所示，阴影区域表示断层面上剪应力承载区。图 1.2-4a 表示震前剪应力在断层面区域的剪应力得到释放，变为无剪应力承载区力。程，空白区域上承载的剪应力得到释放，并发生力承载，这个过程实际上是应力从均一到非均碍体模型。图 1.2-4c 阴影区域表示震前剪应力周围为无应力承载的空白区域；图 1.2-4d表示整个断层面都变为无应力承载区域。从 c-d的闭层面上“应力均匀化的”过程，又被称为凹凸.2-3 断层失稳过程中剪应变时空演化特征（李世念，2应变观测点的位置，时间轴上的“0”时刻为断层失
【参考文献】：
期刊论文
[1]同震地表破裂及活动断层迹线的几何形貌特征[J]. 郝海健,何宏林,魏占玉,石峰. 地震地质. 2017(06)
[2]二维分形参数与构造活动关系研究——以滇西南块体为例[J]. 石峰,何宏林,Alexander L Densmore,毕丽思,魏占玉. 地震地质. 2016(04)
[3]关于2008年汶川Ms8.0地震震源断裂破裂机制几个问题的讨论[J]. 邓起东,陈桂华,朱艾斓. 中国科学:地球科学. 2011(11)
[4]岩石破坏过程中试件表面应变场演化特征研究[J]. 马少鹏,周辉. 岩石力学与工程学报. 2008(08)
[5]典型黄土地貌类型区的地形复杂度分形研究[J]. 龙毅,周侗,汤国安,刘学军. 山地学报. 2007(04)
[6]数字散斑相关技术进展及应用[J]. 金观昌,孟利波,陈俊达,马少鹏,张军. 实验力学. 2006(06)
[7]双向压缩条件下非均匀断层标本变形过程中的声发射活动特征[J]. 蒋海昆,马胜利,周焕鹏,侯海峰,戴磊,郑建常. 地震学报. 2006(03)
[8]应用数字散斑相关方法实验研究雁列断层变形破坏过程[J]. 陈俊达,马少鹏,刘善军,金观昌. 地球物理学报. 2005(06)
[9]岩石节理表面几何特性的三维统计分析[J]. 周枝华,杜守继. 岩土力学. 2005(08)
[10]沉积岩破裂面的摩擦特性试验研究[J]. 何满潮,胡江春,熊伟,刘成禹. 中国矿业. 2005(05)
博士论文
[1]断层失稳过程超动态变形时空模式的实验研究[D]. 李世念.中国地震局地质研究所 2017
[2]强震破裂面上的不均匀体及其在地震危险性分析中的应用研究[D]. 李正芳.中国地震局地质研究所 2013
本文编号：3352576
【文章来源】：中国地震局地质研究所北京市
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
-11995年神户地震发震断层（Nojima）上的绝对剪应力分布图(Bouchonetal.,1998)
图 1.2-2 汶川地震同震位移分布图（Shen et al., 2009）该图为从 NW 向以 45°角观察断层面同震位移分布的俯视图。每个方格内矢量箭头代表同震位移大小及其滑动方向，并使用方格内的颜色来表征值的大小；红色的曲线为同震地表破裂的分布迹线；棕色长方柱体代表该长度段破裂迹线 50km范围内的余震累积次数障碍体是断层面不均一性的另外一种表现形式。在地震时，断层两侧围岩发生局部相对滑动，但仍存在高强度的未破裂的区域，这些区域被称为障碍体（李正芳，2013）。障碍体的形成与演化和其承载的应力大小之间存在紧密关系，当破裂传播至障碍体时，由于其强度较高未发生破裂，但是随着地震次数的增加应力逐步积累增大，而最终发生破裂。障碍体是否发生破裂取决于其抗剪强度与承载应力之间的相对关系，当前者大于后者时，障碍体不会发生破裂，保持稳定状态（张智等，1985）。障碍体的特征可以归纳以下几点：充当止裂区域、不发生宏观破裂、强度较大、震后障碍体内有余震群活动（李正芳，2013）。
过地震前后断层面上应力的分布状态，来更加，如图 1.2-4 所示，阴影区域表示断层面上剪应力承载区。图 1.2-4a 表示震前剪应力在断层面区域的剪应力得到释放，变为无剪应力承载区力。程，空白区域上承载的剪应力得到释放，并发生力承载，这个过程实际上是应力从均一到非均碍体模型。图 1.2-4c 阴影区域表示震前剪应力周围为无应力承载的空白区域；图 1.2-4d表示整个断层面都变为无应力承载区域。从 c-d的闭层面上“应力均匀化的”过程，又被称为凹凸.2-3 断层失稳过程中剪应变时空演化特征（李世念，2应变观测点的位置，时间轴上的“0”时刻为断层失
【参考文献】：
期刊论文
[1]同震地表破裂及活动断层迹线的几何形貌特征[J]. 郝海健,何宏林,魏占玉,石峰. 地震地质. 2017(06)
[2]二维分形参数与构造活动关系研究——以滇西南块体为例[J]. 石峰,何宏林,Alexander L Densmore,毕丽思,魏占玉. 地震地质. 2016(04)
[3]关于2008年汶川Ms8.0地震震源断裂破裂机制几个问题的讨论[J]. 邓起东,陈桂华,朱艾斓. 中国科学:地球科学. 2011(11)
[4]岩石破坏过程中试件表面应变场演化特征研究[J]. 马少鹏,周辉. 岩石力学与工程学报. 2008(08)
[5]典型黄土地貌类型区的地形复杂度分形研究[J]. 龙毅,周侗,汤国安,刘学军. 山地学报. 2007(04)
[6]数字散斑相关技术进展及应用[J]. 金观昌,孟利波,陈俊达,马少鹏,张军. 实验力学. 2006(06)
[7]双向压缩条件下非均匀断层标本变形过程中的声发射活动特征[J]. 蒋海昆,马胜利,周焕鹏,侯海峰,戴磊,郑建常. 地震学报. 2006(03)
[8]应用数字散斑相关方法实验研究雁列断层变形破坏过程[J]. 陈俊达,马少鹏,刘善军,金观昌. 地球物理学报. 2005(06)
[9]岩石节理表面几何特性的三维统计分析[J]. 周枝华,杜守继. 岩土力学. 2005(08)
[10]沉积岩破裂面的摩擦特性试验研究[J]. 何满潮,胡江春,熊伟,刘成禹. 中国矿业. 2005(05)
博士论文
[1]断层失稳过程超动态变形时空模式的实验研究[D]. 李世念.中国地震局地质研究所 2017
[2]强震破裂面上的不均匀体及其在地震危险性分析中的应用研究[D]. 李正芳.中国地震局地质研究所 2013
本文编号：3352576
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