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引潮力的全球位移场及应力场 总被引：1，自引：0，他引：1
本文将地球看作由若干层均匀弹性球壳及一个液核所组成。文中用弹性力学方法得出了在日月引潮力作用下全球位移场及应力场的解析解。由它们将易于分析各种参数变化所产生的效应,这有助于地球模型的构制。 作为例子,文中对1981年IGS及IUGG公布并建议采用的“初步参考地球模型”（简称PREM模型）计算了引潮力引起的全球位移场及应力场,给出了模型地球的内部位移及应力的分布曲线。同时,对PREM模型计算了勒夫数及潮汐因子。计算结果与观测值相当吻合。 相似文献
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以2000年两次MW 6.5冰岛地震为例，利用近场地下水位的同震响应和震后响应约束孔隙模型参数，分析了孔隙回弹效应造成的地表变形大小和时间演化过程。首先利用数值模拟方法获得地震造成的孔隙压力变化和测井水位响应的时间序列，并以测井水位的同震阶跃幅值和震后水位恢复速率分别约束孔隙模型中的Skempton系数和扩散系数；然后基于孔隙弹性模型使用最优孔隙参数模拟震后孔隙回弹效应引起的地壳变形。结果显示：孔隙压力的同震响应控制着孔隙回弹引起的地壳变形，其变形速率与流体扩散系数呈正相关关系；孔隙回弹造成的变形以垂直向为主，且随时间快速衰减。因此，利用近场地下水位的同震响应和震后响应可以约束孔隙模型参数，为获取震后孔隙回弹机制所致的地壳变形提供依据。 相似文献
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本文利用球体粘弹性地球模型研究唐山地震断层基于地壳分层的震后变形影响，计算四种不同类型的地球分层模型（均匀模型和三种地壳分层模型）产生的震后变形场，分析不同模型对地表变形的影响异同，定量研究了实际地壳分层模型与均匀地壳模型计算的地表变形差异.计算结果显示，相对均匀粘弹性地球模型，利用分层的地壳结构模型，计算的唐山地震断层附近区域震后28年积累的变形，两者最大差值水平方向可达20mm，垂直变形相差10mm左右.计算的结果显示地壳结构的差异对震后地表变形的影响很大，超过现有高精度测量技术的精度.如果利用该区的实测资料进行反演研究，必须根据实际地壳构造情况考虑地壳分层的影响. 相似文献
4.
汶川大地震激发的地球球型自由振荡 总被引：4，自引：1，他引：3
用垂直摆倾斜仪和水管倾斜仪的数字化观测资料,利用功率谱密度估计方法,在没有对资料进行去固体潮处理的情况下,准确获得了2008年5月12日汶川8.0级大地震激发的0S6～0S32基频球型自由振荡.并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比,发现实测振荡周期与PREM预测的振荡周期相吻合,除0S7振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大于0.3%外,其他振型的观测周期和PREM模型理论周期的相对误差大都集中在0.1%左右.可以从垂直摆倾斜仪和水管倾斜仪的观测资料中提取汶川地震激发的地球球型振荡信息,这为地球自由振荡的研究提供了一种新的仪器观测方法.用数字化地倾斜观测资料研究地球自由振荡问题或许有着较好的前景. 相似文献
5.
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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采用光纤布拉格光栅(FBG)技术监测路基动态变形,并结合数值模拟手段可以有效分析车辆荷载下路基的变形特性。本文对埋设FBG传感器的试验路段进行车辆荷载作用下路基动态加载—卸载试验,监测其动态变形响应。结合现场实测数据,通过FLAC3D软件对路基在车辆荷载下动态变形响应进行了模拟。结果表明:在1.4 t车辆荷载作用下,弹性变形均是塑性变形的8倍左右,数值模拟与现场监测获得的路基动态变形趋势一致,均以弹性变形为主、塑性变形较小;表明建模方法、参数选取及计算过程合理。在此基础上,利用经过校验的计算方法对不同车辆荷载下路基动态变形进行了多工况计算分析,分析中发现:路基弹性变形、塑性变形同车辆荷载非线性关系显著:荷载增加4倍时,弹性变形增加约4倍、塑性变形增加4倍;车辆荷载增加9倍时,弹性变形增加约11倍、塑性变形增加约13倍。因此,应对重载车辆对路基的破坏作用给予足够关注。采用现场测试与数值模拟相结合的方法,可较为高效合理地分析路基动态变形响应,为道路工程防灾减灾及安全评价提供了技术手段。 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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利用哈佛大学GCMT数据中心和前人积累的历史地震资料(1962~2016年M W>4.0地震)以及Crust2.0地壳结构统计分析了喜马拉雅地区、天山地区的地壳区域构造与地震活动间的相关性。此外,利用GFZ地学研究中心提供的静态卫星重力模型GGM03S/EGM2008和地形模型Topo计算了2个地区的各类重力异常场,同时还模拟了不同地壳弹性参数下的重力异常场,结果表明喜马拉雅地区重力异常场在水平、垂直方向的梯度特征远大于天山地区的异常特征,且喜马拉雅地区的有效弹性板厚度Te(6~15km)小于天山地区的有效弹性板厚度Te(20~30km)。最后,利用喜马拉雅地区与天山地区的GPS震间三维形变场约束了断层运动模型,结果显示两者主前缘断裂的断层闭锁深度及应力积累状态存在较大的差异。因此认为,造成青藏高原及邻区的边界地壳区域地震活动性差异的动力学因素,与地壳有效弹性板厚度、孕震断层参数及区域应力积累状态等密切相关。 相似文献
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从2003年开始，中国三峡水库将进入蓄水期。到2009年，从长江中段起大约600km长的广阔区域内注水，三峡水库将蓄水40km^3。蓄水过程代表着地球物理学的“控制实验”为详细研究经典的正向／反向模拟地表荷载问题提供了独一无二的机会。尽管Wang(2000)研究了局部尺度的大荷载效应，但我们的目标是从数百千米向上游更长的空间尺度，重点在通过新近发射的GRACE卫星可检测到的随时间变化的重力信号。该卫星寿命期为5年(至2007年)，将跨越主要蓄水期。我们采用PREM弹性地球模型用格林函数法所得结果表明，大地水准面高度的年增加值在直到20阶球谐函数的尺度上都高于GRACE卫星的观测灵敏度，而5年周期的累积增加值则在直到50阶球谐函数的尺度上(相当于波长800km)都高于观测灵敏度。 相似文献
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为了解决应力和应变三维模拟问题,研讨了建立里海沿岸地壳和上地幔弹性参数信息数据库的结果及里海沿岸盆地的地球动力学模型。创建了研究区资料信息数据库,得到了研制地壳应力应变状态的计算法。 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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GPS观测得到的地壳形变场通常包含有构造形变与非构造形变二类信息, 去除其中的非构造形变信息对于有效运用GPS数据研究构造形变场至关重要. 本文运用国际卫星对地观测资料及各类地球物理模型, 定量计算海潮、大气、积雪和土壤水、海洋非潮汐4项负荷效应造成的地壳非构造形变, 并以此研究和修正这些非构造形变对中国地壳运动观测网络GPS基准站位置时间序列的影响. 研究发现此4项负荷效应, 特别是大气、积雪和土壤水, 对于测站垂向位置的影响显著. 通过模型改正可以使测站垂向位置的RMS降低～1 mm, 占其总量的～11％. 对于垂向时间序列的周年项部分, 这一改正可降低其振幅的37％. 研究还表明经过地球物理模型改正和周年、半周年谐波拟合改正的时间序列比起仅经过周年、半周年谐波拟合改正的时间序列更为平滑, 表明地球物理模型改正对于消除非构造形变场的作用不是周年、半周年谐波拟合改正所能替代的. 相似文献
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利用川滇地区的GNSS和GRACE数据, 结合不同地球模型和负荷理论, 研究了地球模型对地表季节性负荷形变计算的影响, 该工作对于选取合适的地球模型开展负荷形变研究具有一定的参考价值。 研究表明: ① 川滇地区GNSS观测的地壳垂向季节性形变振幅为20 mm左右, GRACE反演的垂向形变与GNSS的结果相位一致, 振幅存在差异。 ② 区域地球模型的负荷勒夫数与其他地球模型的差异较大, 且负荷勒夫数hn对地球结构的变化较为敏感。 ③ 区域地球模型可以改善GRACE反演的负荷形变结果, 从而减小与GNSS观测结果的差异。 ④ 川滇地区大部分GNSS测站的加权均方根比值减小量呈现由东北向西南方向逐渐增加的变化趋势。 相似文献
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该文通过对CRUST2.0+PREM 16200个区域一维地球模型简正模频率的计算,得到简正模非线性地壳改正效应.结果表明:地壳改正的非线性化改正不可或缺,对于低频简正模,其影响较小;对于高频简正模,其影响较大,这一变化遵循能量密度函数分布规律.此外,该文将CRUST2.0网格数据展开成球谐函数,并在此基础上计算了地壳侧向非均匀导致的二阶谱峰分裂系数.将其与地幔对应系数比较得出:前者造成的简正模谱峰分裂通常远远小于后者;地壳造成的二阶谱峰分裂主要贡献来自于间断面地形起伏(地壳厚度等)而非地壳的侧向非均匀参数扰动;在反演地幔结构时必须扣除地壳对简正模谱峰分裂系数的影响. 相似文献
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The effect of oceanic loading Δg in the vertical component of gravity is assessed in two different models of the Earth, namely, the PREM model and the European
model IASP91. For this purpose, we considered the Molodensky boundary problem which describes the deformations of the gravitating
elastic compressible sphere. We derived the equation that links the boundary conditions on the surface and at the bottom of
the mantle, and calculated the load Love numbers for the studied models. By the example of the territory of Western Europe,
it is shown that the value of the correction, Δg, noticeably depends on the applied seismic models of the upper mantle and the lithosphere. 相似文献
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三峡地区水资源丰富,加上三峡水库蓄放水的影响,水动力环境复杂,对该区域陆地水负荷变化影响的研究还比较薄弱.本文基于CORS站网,辅以少量重力台站数据,采用负荷形变和重力场球谐分析方法,研究了三峡地区陆地水负荷对地壳形变和重力变化的影响.本文研究发现:①基于CORS站网能够监测陆地水负荷引起的地壳形变和地面重力时空变化.②陆地水负荷对垂直形变的影响达厘米级,对水平形变的影响较小,对地面重力的影响可达数百微伽.③2011年1月至2015年6月陆地水负荷对垂直形变影响的年变化趋于平衡,对地面重力变化影响主要集中在三峡水库和重庆市附近.④基于CORS站网确定的三峡地区陆地水地壳垂直形变,与GRACE卫星重力成果在分布规律和趋势上具有较高的一致性,但在部分区域存在差异.本文研究成果可用于水动力环境监测与水资源保护利用,为高程基准和重力基准的动态维护提供支持. 相似文献
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详细介绍了海潮负荷影响的计算理论,基于PREM地球模型计算了地球内部的负荷勒夫数及负荷格林函数;并以上海台和武汉台为例,计算了海潮负荷对不同深度处的应力和应变潮汐的影响. 结果表明:深度是影响海潮负荷应力的一个重要因素,在靠近计算点的区域,应力负荷的影响随深度增大而减小;而对于远离计算点的区域,应力负荷的影响却随深度增大而增大;另外,深度会影响某些应力和应变潮汐分量时间变化的相位. 在沿海地区,海潮负荷对应力和应变的影响超过了应力和应变固体潮的影响,因此该影响在应力和应变测量中必须要加以考虑. 相似文献
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O. Yu. Vinogradova 《Izvestiya Physics of the Solid Earth》2012,48(7-8):572-586
The load Love numbers, Green’s functions, and oceanic tidal loading effect over the territory of Europe are calculated for the PREM and IASP91 models of the Earth and CSR3 ocean-tide model. Computations were carried out for the reference periods of 1 s, 12 h, and 24 h. It is established that the corrections to gravity acceleration for the M2 wave significantly differ in different models. 相似文献