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研究了两个弹性层覆盖于一个Maxwell半空间模型内膨胀源(Mogi模型)引起的地表形变和重力变化．着重研究了数值计算方法和Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的影响．研究结果表明，Maxwell半空间介质流变特性对地表垂直位移和重力的空间分布和量级都有影响，尤其当源处于岩石层的地壳以下时，介质流变特性对位移和重力有较大影响；当膨胀和岩浆侵入地壳内时，半空间流变特性的影响较小．并且，地表重力与垂直位移的比值不是常数，而是随时间变化．本文的模型和数值方法，可以用于模拟火山区、地壳隆起区、地震区和地热场等长期地表形变和重力观测结果． 相似文献
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粘弹性半空间内膨胀引起的地表垂直位移和重力变化 总被引：7，自引：0，他引：7
研究了粘弹性空间内膨胀（Ｍｏｇｉ模型）引起的地表垂直位移和重力变化，推导了Ｍａｘｗｅｌｌ半空间模型的解析计算公式。数值结果表明，地表垂直位移，重力变化以及重力变化与地表垂直位移之比受介质流变特性的影响很大，因此，在解释和模拟火山区，地壳隆地区，地热场等长期地表形变和重力观测时需考虑介质的流变特性影响。 相似文献
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文中对腾冲火山区1998—2004年水准及重力观测资料进行了分析,发现垂直形变量大多在±10mm之内,重力变化为几十μGal,火山锥体和断层附近点位活动异常较大,可综合应用多源mogi模型和断层模型解释,断层的活动可使相邻测点的形变方向相反;垂直形变和重力的逐年变化表明火山岩浆处于一种活动状态。将火山区点位各时间段的重力梯度展布在形变-重力关系解释图中,发现数据主要落在Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ区,结合形变量对压力源等效体积的估算,初步认为火山区岩浆目前活动程度较低,暂没有喷发的危险 相似文献
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利用垂直形变资料分析龙岗火山的活动性 总被引：1，自引：0，他引：1
首先分析了龙岗火山区及其附近20多年来5条水准路线所反映的垂直形变背景场情况,发现相对于长春基准点,长白山区东部和北部地区主要表现为大面积下沉运动,而龙岗火山区则表现为相对上升运动;然后分析了龙岗火山区主要隆起区垂直形变场变化以及剪切和张裂变形率变化,所得结果均反映了长抚线发生了较明显的活动;最后运用改进的Mogi模型,采用L曲线法反演了主要隆起区可能的压力源参数.结果表明,龙岗火山区岩浆的位置在42.1°N,126.5°E附近,与深地震测深研究结果近似.相对于长白山天池火山,压力源等效半径变化较大,达到183 m左右,源的深度在30 km左右,相对较深. 相似文献
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联合1998~2004年的五期水准测量资料以及2002~2004年的GPS观测成果,分析了腾冲火山区岩浆的活动特征。垂直形变资料显示,火山区南部发生较明显下降,这可能是由岩浆和水的流失及放气等原因引起;水平形变资料显示,以固东—腾冲断裂(F2)的西支为界,断层两盘分别向东、西两个方向运动,断层活动表现出明显的拉张特征;综合分析表明,岩浆可能沿断层从南部向北部运移,并在断层内重新聚集形成岩墙;垂直形变的多个极值区以及水平位移的不规则性表明,火山区岩浆体不很规则或有多个岩浆囊体存在;从形变量大小分析,岩浆的活动量远小于中等程度火山喷发的质量,表明火山近期喷发的危险性较小。 相似文献
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岩浆活动的不同阶段引起地表变化不同。地表形变受压力源大小、形状、深度及岩浆运移速率等影响;另外火山类型不同,地形不同,形变特征也不同。地表形变幅度范围很大,为1×10-7—1米量级。火山区形变监测可以了解火山活动状态,有助于进行喷发危险性的预测预报。形变监测从20世纪60年代的传统技术逐渐过渡到20世纪90年代发展起来的GNSS和InSAR等大地测量新技术,火山区形变时空监测能力得到提高,同时缩短了预测时间。我国火山形变监测开始较晚,现已在长白山天池、腾冲以及海南等主要火山区开展监测。传统的连续测量以地倾斜观测为主;新技术主要以流动GNSS监测为主,连续观测站少,InSAR技术研究时间密度不够;目前形变监测还不能实现很好的时空覆盖。 相似文献
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地壳的非弹性变形以及岩浆与岩石变形的关系是近年构造物理研究的一个热点。文中主要研究火山区的地表形变以及应力场问题,设计了含有岩浆囊的上地壳有限元模型。该模型计算结果与Mogi模型的对比表明,有限元模型不仅可以实现Mogi模型的结果①,而且有很多优势:主要表现在地表对不同岩浆囊形状的响应;区域平面应力场和剖面应力场的体现以及应力场、位移随时间的变化趋势。利用该模型对比分析了岩浆囊半径差异以及岩浆囊深度差异导致的不同形变结果,认为在上地壳浅部,当岩浆囊半径小到一定程度(如0.5km),地表垂向位移的变化受岩浆囊压力变化的影响较小。同时,初步分析了区域最大应力场的分布与实测火山地震分布的关系,发现有较好的对应关系;模拟对比了只有构造应力场和带有岩浆上拱的构造应力场,发现后者导致了最大剪应力场的逐渐增大 相似文献
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对长白山天池火山区2002～2005年的4期水准测量数据、2000～2005年6期GPS测量数据以及1999年以来的定点地倾斜观测数据进行了系统处理分析，结果表明：（1）2000年9月～2002年6月期间，长白山天池火山地表变形很小，基本上处于较为稳定的状态. 1993～1998年的InSAR观测资料也未发现明显的地表变形；（2）2002～2003年，长白山天池火山出现了明显的地表形变异常变化，其水平形变表现为以天池火山口为中心的放射状膨胀运动，垂直形变则表现为近火山口的快速隆起，显示天池火山下部可能有岩浆压力增大变化；（3）长白山天池火山2003年以来的形变速率有逐年迅速衰减的变化特征，其最大水平运动速率已由2002～2003年期间的38.3mm/a衰减到2004～2005年的15.8mm/a，最大垂直形变速率则由2002～2003年的46.0mm/a 衰减到2004～2005年的5.0mm/a. 相似文献
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地表陆地水负荷变化是引起重力场和地壳形变呈现季节性特征的主要因素,并且能够利用地表及空间大地测量技术对其进行有效的监测.本文通过对质量负荷形变效应的理论模拟,描述了水平分量的形变指向以及垂直与水平分量的幅值比可以提高对负荷区域的辨别程度,并且联合GPS坐标时间序列及GRACE模型对喜马拉雅山地区的季节性负荷形变进行了详细对比分析,研究结果显示两者垂直分量的季节性变化具有较好的一致性,且GPS周年项幅值要大于GRACE.而由GRACE解算得到的水平分量结果表明该地区季节性形变主要受东南亚及印度东北部地区的陆地水负荷控制,位于喜马拉雅山地区多数GPS台站的垂直分量及北向分量的初相位与GRACE模型解算结果相近,而部分GPS台站的东向分量与GRACE模型存在明显不同,由此导致GPS与GRACE监测到的形变指向存在差异.通过对GRACE估算精度以及GPS垂直与水平分量幅值比的深入分析,发现GPS对局部周边地区的河流、谷地及农田灌溉等负荷变化造成的形变效应较为敏感,而GRACE由于截断阶次及平滑滤波等影响因素,不仅造成在水平分量上的分辨率远低于垂直分量,而且整体估算精度要低于GPS观测得到的形变信息. 相似文献
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本文利用二维有限元数值模拟方法,以2011年日本东北Mw9.0级大地震为例,探讨了地形和局部地质构造等物理因素对计算同震形变的影响.计算中使用了双节点技术构成断层滑动面,同时考虑了均质、层状、地形以及俯冲板片等不同构造介质模型.对不同介质模型分别计算并进行比较,以便考察不同物理因素的影响.数值计算结果表明：海沟地形对计算同震形变的影响非常大,局部地质构造的影响也很明显,而同时考虑地形和局部地质构造所产生的影响要比仅考虑地形效应更大,其影响在水平方向和垂直方向上分别达到-1.78~0.8 m和-1.4~0.64 m,相应的百分比分别为34%和92%.这些结果表明起伏较大的地形（特别是海山）及局部地质构造对计算同震形变的影响都不容忽略,它们均能被现代大地测量技术（如GPS、InSAR等）观测到,在计算同震形变或进行断层反演时应该加以考虑. 相似文献
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Three-dimensional deformation and strain induced by municipal pumping, Part 2: Numerical analysis 总被引：3，自引：0，他引：3
Field measurements consisting of water levels from a municipal well and three-dimensional surface deformations and strains from high-precision GPS measurements at various radial distances from the well were collected as part of a 62-day controlled aquifer test at Mesquite, NV. These measurements were used as observations in several numerical models and a parameter estimation code to characterize and constrain hydraulic and mechanical properties of a 400 m thick basin-fill aquifer. A parsimonious approach was used in conceptualizing the aquifer system. Nonetheless, results from the calibrated deformation and flow models accurately reproduced the observed head and deformations during the first 20 days of pumping, the time at which a new equilibrium was achieved. Surface deformations were shown to reflect hydraulic anisotropy and direction of principal conductivity. In addition, the radius of influence and cone of depression from pumping was approximated in spite of the fact that no monitoring well data existed at the site. Sensitivity analysis indicates that cyclical head values are most sensitive to changes in horizontal hydraulic conductivity, while time-dependent vertical deformations are most sensitive to changes in skeletal specific storage. This investigation shows that GPS monitoring can be used in place of costly monitoring wells to characterize aquifers for water-management purposes where skeletal deformation tends to be elastic. 相似文献
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台风造成的强降雨、低气压、海面高度变化均会引起地表的形变.本文利用中国大陆构造环境监测网(陆态网)7个GPS台站每日的垂向位移和环境负荷形变模型分析2018年9月10—26日台风"山竹"期间不同负荷引起的区域垂向地表形变.结果表明,台风期间大气负荷和非潮汐海洋负荷垂向形变最大分别达到5.1 mm和-9.2 mm.模型能较好地反映河流区域地表水文负荷变化造成的垂向形变,但不同模型之间存在系统偏差.由于缺少地下水等信息,模型反映负荷长期形变效应的效果不佳,且形变的量级明显小于GPS观测的结果.迅速增加的水文负荷使北海GPS站从开始下沉到最低点(-15.6 mm)5天的下沉量达到25.7 mm;珠海、广州GPS站均观测到河流汇水作用造成地表的二次下沉,且珠海站一周后才抬升到正常位置;湛江和北海GPS站能较好地反映河流水位变化,相关系数分别为-0.66和-0.50.研究结果表明,相比于形变模型,GPS能更有效地监测台风短期水文负荷形变,可为台风洪水等灾害监测与预报提供有用的信息. 相似文献
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L. Brimich J. Fernández R. D. R. Granell M. Hvoždara 《Studia Geophysica et Geodaetica》1996,40(1):14-24
Summary The computation of simple analytical models of surface displacements and gravity changes in layered elastic-gravitational
medium and in an elastic half-space with point source of heat is presented. The comparison of the radial and vertical components
of the displacement and gravity changes indicates that the horizontal changes of these quantities are smaller for the thermoelastic
model than for the elastic-gravitational. 相似文献
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ＣｒｕｓｔａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃｆａｕｌｔａｎｄｉｔｓｓｕｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａａｆｔｅｒｔｈｅＴａｎｇｓｈａｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅＪＵＥＭＩＮＸＩＥ（谢觉民）ＲＵＯＢＡＩＷＡＮＧ（王若柏）ＷＡＮＧＪＵＢＯ（... 相似文献
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在已有的凹凸体震源模型基础上考虑凹凸体位错非均匀性,提出改进的凹凸体位错模式.新的位错模式随机设置凹凸体上各子断层位错量,同时在凹凸体与背景区交界处设置位错平缓变化的区域.以1989年美国 LomaPrieta地震为例,计算不同断层位错模式下引起的地表位移,并与反演得到真实情况下地表的位移作对比,验证改进凹凸体位错模式的可靠性.结果显示,使用改进的渐变凹凸体非均匀位错模式计算时,与真实情况下竖向地表位移差大于8cm 的区域面积为 43km2,相较凹凸体均匀位错模式缩减25%;水平地表位移差大于8cm 区域面积为117km2,相较凹凸体均匀位错模式缩减达31%.利用改进的渐变凹凸体非均匀位错模式,计算1679年三河—平谷大地震在北京地区形成的地表位移场.北京市外,最大竖向地表位移大于4．8m,最大水平地表位移大于2．6m,均出现在三河附近;北京市内,通州区至平谷区一带地表位移最大,最大水平地表位移大于 2．6m,最大竖向地表位移大于1m.研究结果可为今后北京地区的抗震设防提供参考. 相似文献
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The influence of the elastic Earth properties on seasonal or shorter periodic surface deformations due to atmospheric surface pressure and terrestrial water storage variations is usually modeled by applying a local half-space model or an one dimensional spherical Earth model like PREM from which a unique set of elastic load Love numbers, or alternatively, elastic Green's functions are derived. The first model is valid only if load and observer almost coincide, the second model considers only the response of an average Earth structure. However, for surface loads with horizontal scales less than 2500 km2, as for instance, for strong localized hydrological signals associated with heavy precipitation events and river floods, the Earth elastic response becomes very sensitive to inhomogeneities in the Earth crustal structure.We derive a set of local Green's functions defined globally on a 1° × 1° grid for the 3-layer crustal structure TEA12. Local Green's functions show standard deviations of ±12% in the vertical and ±21% in the horizontal directions for distances in the range from 0.1° to 0.5°. By means of Green's function scatter plots, we analyze the dependence of the load response to various crustal rocks and layer thicknesses. The application of local Green's functions instead of a mean global Green's function introduces a variability of 0.5–1.0 mm into the hydrological loading displacements, both in vertical and in horizontal directions. Maximum changes due to the local crustal structures are from −25% to +26% in the vertical and −91% to +55% in the horizontal displacements. In addition, the horizontal displacement can change its direction significantly. The lateral deviations in surface deformation due to local crustal elastic properties are found to be much larger than the differences between various commonly used one-dimensional Earth models. 相似文献
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传统板块构造理论认为板块是一个刚体，实际上板块是可变形的.板块内部几年到几十年时间尺度的变形主要是弹性变形,因此应当用弹性模型描述板块运动.推导了板块的弹性运动方程，由空间大地测量新的观测成果建立了菲律宾海、太平洋和澳大利亚板块的弹性运动模型.发现三个板块内部都存在明显的水平形变.板内应变场的空间变化有明显的规律：板块边界附近的应变率最大，从边界向内部逐渐减小；在板块扩散边界附近，主张应变率大于主压应变率，主张应变轴基本上与边界的扩张方向一致；在俯冲边界附近，主压应变率大于主张应变率，主压应变轴基本上与板块的俯冲方向一致；在走滑兼有俯冲性质的边界附近，最大剪应变的方向与边界断裂的走向基本一致.由GPS观测得到的主压应变轴与由震源机制解得到的主压应力轴方向具有很好的一致性.板内的应力－应变场基本上遵循广义胡克定律. 相似文献