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该文建立了百万网格的分层PREM地球模型, 利用并行有限元方法计算了自转速率快速变化所引起的全球附加的位移场和应力场。 计算模型中不仅考虑了地球的径向分层, 同时还考虑椭率和地形的影响。 利用数值试验的方法, 系统分析了地球自转速率变化为Δω/ω=2×10-10时所引起的全球应力分布特征, 研究表明椭率对地表各个应力分量的影响在千分之几, 而地形的影响则表现为径向应力与地形正相关, 且相同高度的地形在低纬度影响较大, 纬向和经向的应力大小分别与地形在SN向和EW向的地形梯度直接相关。 相似文献
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2021年5月22日,中国青海玛多县发生了MW7.5地震.针对此次地震,国内外多家机构发布的震源机制解和有限断层滑动模型结果大都是基于半无限空间地球模型的位错理论反演得到的,未考虑地球曲率和层状效应的影响.该影响的量级以及其是否可以忽略目前仍是一个未知问题,值得研究.为此,本文利用美国地质调查局(USGS)、中国科学院青藏高原研究所以及中国地震局地球物理研究所提供的三个断层模型,基于弹性半无限空间、均质球、PREM三种地球模型的位错理论,分别计算了地表同震位移场和应变场,并对比分析了这些结果的差异.我们发现基于PREM位错理论的同震位移场与半无限空间模型的对应值差异约为3~28 cm,占PREM位错理论值的10%~30%,应变场差异更大,表明地球曲率和层状效应的影响不可忽略.此外,理论同震形变结果与GNSS和InSAR形变观测数据对比发现,基于PREM模型的理论位移场最接近于观测值.利用InSAR数据和三种地球模型反演得到的有限断层滑动模型存在差异,说明了地球模型的选择对断层模型的反演具有一定影响.本文的结果为今后对此次地震的观测数据物理解释和断层滑动反演提供了理论参考. 相似文献
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目前进行质量负荷位移建模时通常使用的是全球或区域平均的一维地球模型，这类地球模型无法反映地壳结构的局部差异，如地壳厚度、地震波波速等.本文利用地表气压再分析数据产品NCEP/NCAR Reanalysis 1(NCEP R-1)和不同地球模型(Preliminary reference Earth model(PREM)、AK135、STW105和CRUST1.0)计算的负荷格林函数计算中国陆区的大气负荷垂向形变，结合GPS实测位移数据，评估基于不同地球模型计算得到的地表形变的差异.通过比较PREM与不同地球模型的建模结果发现，一维地球模型之间的建模差异较小，主要集中在气压变化较大的东部地区和西北地区，气压变化较小的青藏高原地区的建模差异则更小.相反，PREM与CRUST1.0模型在青藏高原地区的建模差异最大，在东部地区的建模差异最小.PREM与STW105、AK135和CRUST1.0在中国陆区的最大位移建模差异分别为0.05、0.34和0.44 mm.不同地球模型的建模差异是由负荷格林函数不同产生的，而负荷格林函数在近场受上地壳厚度的影响较大.对于局部地壳结构差异明显的青藏高原地区... 相似文献
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基于PREM模型，利用非自转、球型分层、各向同性、理想弹性（SNREI）地球的形变理论，讨论了地球在不同驱动力作用下的形变特征．采用地球位移场方程的4阶Runge Kutta数值积分方法，解算了在表面负荷和日月引潮力作用下地球表面和内部形变和扰动位，并给出了地球表面的负荷Love数和体潮Love数．结果表明在固体内核中的形变很小，液核中低阶(n＜10)负荷位移随半径的变化非常复杂．当负荷阶数超过10时，地核中的形变和扰动位都很小，地球的响应主要表现为弹性地幔中的径向位移，且随深度增加急剧减弱，负荷阶数越高这种衰减的速度越快．SNREI地球的地表负荷Love数和体潮Love数与信号频率的依赖关系很弱．在计算体潮Love数的过程中，采用了SNREI地球的运动方程，同时考虑了由于地球自转和椭率引起的核幔边界附加压力，这一近似处理方法获得的结果能很好地符合地球表面重力潮汐实际观测结果． 相似文献
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研究固体潮应力场时,需要考虑负荷潮应力场的影响,特别是在沿海地区,在地球的表层负荷潮应力场的大小甚至接近或超过固体潮应力场.根据Alterman方法,本文给出计算球状径向不均匀弹性地球模型对点源负荷的应力响应(负荷潮应力格林函数)的方法;作为计算实例,计算出GB地球模型的负荷潮应力格林函数.只要给出全球海潮模型,在球面上完成海潮潮高与负荷潮应力格林函数的褶积,即可计算出海潮负荷在地球模型表面上和内部任意点产生的负荷潮应力. 相似文献
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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MS7.8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MS7.8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. 相似文献
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本文根据一个由较新的月震、月球形状、月球重力及月球天平动资料所建立的真实月球内部结构模型,解算了在地球和太阳的引潮力作用下月球表面的弹性潮汐形变。得到了表征月球弹性潮汐形变的特征数--月球勒夫数。这个结果与国外一些学者采用假想或简单月球模型所得结果有较大不同。同时,本文还根据近年来出现的新的地球模型,再次求解了地球的静态勒夫数。结果表明,采用不同的地球模型对解算地球的静态弹性潮汐形变的结果影响很小。 相似文献
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采用Yoshimitsu Okada及Steketee的断裂位错模型和汶川地震现有成果,通过坐标转换和合成矢量的方法将断裂位错模型用于映秀—北川断裂、灌县—安县断裂和北川—青川断裂组成的断裂系统的错动研究中,理论上计算龙门山近断裂地区的水平位移场(包括沿走向和垂直走向方向)和垂直位移场从震源到地表的分布.模型参数源于现有的研究成果和野外实地考察,计算得到的地表位移场与先前研究成果,包括GPS实测数据,具有的近似性表明了模型的正确性.但GPS只能测定地表水平和垂直变形,对于地下变形情况及其分布却无法描述;目前对于地下变形的研究主要基于对大量仪器记录的地震资料进行反演或通过野外观测进行推测;但是反演多集中于空间较大范围,这样虽可阐述断裂运动引起的大范围位移趋势,而对于震源附近空间介质位移的描述却略显粗糙;同时,野外观测误差较大.本文通过理论模型计算汶川地震中近断裂区域(距断裂50km)内的位移及分布.由计算发现在近断裂区域内垂直位移场和垂直走向方向位移场变化趋势一样,幅值都是从震源到地表逐渐减小;沿断裂走向方向的水平位移场从震源到地表逐渐变大,同时计算还表明位移场的变化在断裂上盘比下盘剧烈,余震分布主要集中于断裂上盘,这说明余震分布和位移剧烈程度存在某种相关性. 相似文献
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本文进一步研究了ＳＮＲＥＩ地球模型内位错所产生的球型位移场问题，作为特例，讨论了位错位于地表明的解放计算技巧，对于１０６６Ａ地球模型进行了具体计算，给出了深度分别为５，１０，３２，１００，３００和６３７ｋｍ的４种类型位错的位错Ｌｏｖｅ数的结果。 相似文献
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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. 相似文献
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把地球表面潮汐形变问题扩展到地球内部.定义了Love函数和几种潮汐形变因子,并对两个实际地球模型（1066A和PREM）进行数值计算和讨论,以了解地球内部的潮汐形变特征,专门讨论了Love函数导数以及应力固体潮张量的计算问题.本工作对了解全地球潮汐场以及潮汐触发地震等问题将有所帮助. 相似文献
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本文拓展了一种模拟地震波在地球核幔边界D″区各向异性介质中传播的数值方法:谱元-简正振型耦合方法(CSEM).该方法通过在球对称各向同性介质空间采用简正振型方法,在各向异性的D″区采用谱元方法,并在两种介质的边界采用"DtN"算子耦合的策略计算一维模型PREM(见文献[1])或修改后的D″区横向各向同性VTI-PREM模型的理论地震图.模拟所得数值解结果与采用简正振型方法得到的解析解结果进行对比以验证方法的精度.在中国科学院地球深部结构重点实验室高性能计算机上使用128个CPU计算得到的结果显示,在10-5～0.125 Hz的频率范围内谱元简正振型法得到的波形与简正振型方法能很好拟合.此外,对于VTI介质结构模型,谱元简正振型法能够准确模拟S波分裂现象,从而验证了谱元简正振型耦合方法对各向异性介质中地震波传播数值模拟是一种有效的方法. 相似文献
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In this paper, the analytical layer-element method is utilized to analyze the plane strain dynamic response of a transversely isotropic multilayered half-plane due to a moving load. We assume that the studied system moves synchronously with the moving load, then the moving load relative to the moving system is considered to be motionless. Therefore, the vertical stress and the vertical displacement under the moving load need not update for the variation of the load position. Based on the governing equations of motion in the moving system, the analytical layer-element solutions for a finite layer and a half-plane in the Fourier transform domain are derived by using the algebraic operations in Ref. [7]. The global matrix of the problem can be obtained by assembling the analytical layer-elements of all layers. The corresponding solution in the frequency domain is further recovered by the inverse Fourier transform. Several examples are given to confirm the accuracy of the proposed method and to illustrate the influence of material properties. 相似文献
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The analytical representation of dynamic soil reaction to a laterally-loaded pile using 3D continuum modeling is revisited. The governing elastodynamic Navier equations are simplified by setting the dynamic vertical normal stresses in the soil equal to zero, which uncouples the equilibrium in vertical and horizontal directions and allows a closed-form solution to be obtained. This physically motivated approximation, correctly conforming to the existence of a free surface, was not exploited in earlier studies by Tajimi, Nogami and Novak and leads to a weaker dependence of soil response to Poisson's ratio which is in agreement with numerical solutions found in literature. The stress and displacement fields in the soil and the associated reaction to an arbitrary harmonic pile displacement are derived analytically using pertinent displacement potentials and eigenvalue expansions over the vertical coordinate. Both infinitely long piles and piles of finite length are considered. Results are presented in terms of dimensionless parameters and graphs that highlight salient aspects of the problem. A detailed discussion on wave propagation and cutoff frequencies based on the analytical findings is provided. A new dimensionless frequency parameter is introduced to demonstrate that the popular plane-strain model yields realistic values for soil reaction only at high frequencies and low Poisson's ratios. 相似文献
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智利M7.6的地震激发了地球自由振荡,利用中国数字台网(CDSN)的10个台站记录到7 d的VHZ波形数据,采用功率谱密度估计方法,在没有滤波的情况下,提取了2016年12月25日智利地震激发的地球球型自由振荡基频振型_0S_4～_0S53和一系列的谐频振型,并与PREM模型的理论自由振荡频率峰值进行对比,发现2.5～4.5×1013Hz的频率值与PREM模型预测的球型自由振荡周期符合得很好,说明本次地震确实激发了全球范围内的自由振荡,而4.5～6×1013 Hz的频率值稍微有偏离,这是由于地壳的横向不均匀所致,可以用来研究地球内部的构造。 相似文献