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5.12汶川8.0级地震断层的同震位移方式、大小和空间变化为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了一个现实范例。本文通过对汶川8.0级地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析,并考虑到地震动力作用的影响,探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题,继而讨论了汶川8.0级地震过程中所呈现出的断层构造变形的现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示。提出了如下初步认识:(1)根据地震破裂面两侧地表高程差确定的断层垂直同震位移,并不完全是深部震源破裂的构造位移扩展到地表所致,而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏(膨胀)强烈程度差异所形成的非构造位移;(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲位移大小和方式的空间变化,可以用区域稳态构造应力和地震动力的联合作用给予合理解释,即断层的逆冲位移成分可以归因于为垂直断层的南东向的区域构造挤压应力作用之结果,而水平走滑位移则与震源体破坏过程形成的地震动力作用方向与不同区段断层的交角变化所致,即震源体上方映秀-北川断层南段和彭灌-江油断层,无论是区域构造应力,还是地震动力,都与断层走向近于直交,因此,断层以逆冲为主;而映秀-北川断... 相似文献
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青海玉树M_S7.1地震发震过程的数值模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
根据玉树地区的地应力场、速度场和断层展布,对青海玉树2010年4月14日MS7.1级地震发震机理进行了数值模拟。将围岩看成弹性体,断层看成具有应变软化的弹塑性体,断层和围岩组成统一的地质介质系统。在地应力、孔隙压力及边界位移的作用下,应力逐渐积累,当达到断层摩擦破坏强度时,断层产生应变软化,断层突然滑动,能量突然释放,应力突然下降,形成地震。模拟结果表明:玉树7.1级地震是在印度板块向北推挤,青藏高原向东南侧向挤压,在玉树地区形成主压应力为北东80°方向的水平应力场,使甘孜-玉树断裂带产生左旋走滑错动形成的。计算结果给出了应力降、能量释放量、断层走滑错动量、地震复发周期、应力积累速度等重要参数,模拟结果与野外调查资料具有较好的一致性。 相似文献
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根据同震位移GPS观测数据, 利用有限元法反演了2011年3月11日本MW9.0级地震的断层滑移模式。在此基础上, 计算了日本MW9.0级地震引起的同震位移场和应力场, 给出了位移和应力的分布, 分析了他们的变化规律并与实测结果进行了对比。计算结果表明: 日本MW9.0级地震的静态断层滑移量最大可达25 m。地震引起断层上盘向东位移, 最大位移在震中附近, 可达24.25 m, 日本东北地区向东位移最大可达6 m。震后地表隆起, 隆起幅度可达5.6 m, 隆起的最高点也在震中附近。日本东北地区东海岸附近有一下沉带, 下沉量可达0.8 m。同震地表位移的计算值与GPS测量结果基本一致。地震引起应力变化, 导致震后应力下降。应力变化是不均匀的, 在震中附近约为9.9 MPa, 在深处可达32 MPa, 在日本东北地区地表应力变化小于4.4 MPa。地震引起的应力变化主要是水平应力, 垂直应力基本不变。 相似文献
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巴姆地震变形场和应力场：Ⅰ．用差分干涉雷达和Okada方法求解 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对2003年12月26日伊朗东南部克尔曼省巴姆地区发生的6.6级地震产生的位移场、应变场和应力降分布进行了定量研究。首先从差分干涉雷达(D～InSAR)出发,求解出此次地震的同震干涉条纹和雷达视线方向的位移场,并从雷达干涉的相干图上清楚的观察到了发震断层的痕迹,得出此次地震的发震断层是巴姆断层以西的隐伏断层的结论。然后结合 Harvard 的 CMT(震源机制解)结果、Nakamura 的断层结果(Arg-e-Bam 隐伏断层)以及本文 D-InSAR 求解出的发震断层结果,利用 Okada 程序,计算出此次地震的北、东、垂向三个位移分量,投影得到雷达视线方向的位移,将投影结果与由 D-InSAR得到的位移场比较,看到我们所讨论的断层模式可以很好的解释差分干涉雷达的观测结果,可以合理的解释 Arg-e-Bam 隐伏断层为此次地震的发震破裂断层,通过分析地震的破坏程度分布图,隐伏断层为发震断层的解释可以很好的符合巴姆地震的等震分布图。最后,本文利用 Okada 程序计算得到了此次地震所产生的应变场和应力降场。 相似文献
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断裂构造是地壳浅层次最重要的构造现象,也是构造地质学研究的主要领域之一.以稳态区域构造应力作用下的岩石变形破坏过程为基础的断裂构造分析理论和方法,受到强地震过程中断裂构造复杂同震变形的挑战.汶川Hs8.0级地震过程中断层同震变形的几何学、运动学特征及其空间变化,为检验断裂构造的几何学、运动学分析的相关理论和方法提供一个现实的范例.本文通过对汶川Ms8.0级地震断层同震位移的方式、规模和空间变化特征分析,提出沿断层走向的位移方式和位移规模的空间变化是区域构造应力和地震动力复合作用的结果.汶川地震过程中地震断层的位移方式和位移规模的空间变化以及同一构造部位的断层摩擦镜面中却出现了不同运动学指向的擦痕线理等特殊的构造现象,对历史断裂构造变形分析中所遵循的某些原则提出了挑战,需要重新审视和研究. 相似文献
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一、前言 1966年邢台地震后,特别是1970年以后,在我国一些主要的活动断裂上布设了多处断层位移测量点。试图通过研究断层现今活动特征探寻断层活动与地震活动之间的相互联系,捕捉地震的前兆信息,为地震预报提供依据。多年的观测结果表明,在强震前后断层确实有明显的异常活动,如海城7.5级地震、唐山7.8级地震、道孚7.2级地震、中缅边境7.3级地震,大同—阳高6.1级地震、张北6.2级地震以及甘肃永登5.8级地震等中强地震前也发 相似文献
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研究区位于青藏高原的东北隅(96°～107°E,30°～35°N)。基于该地区长度大于2km的4 781条1∶20万数字化实测断裂、1900年以来的5 220条数字地震记录,以及野外地质观测数据,识别出993条不同属性的地震断层,构建了该地区百年地震构造格局。1970年以来十年期地震断层跃迁图像表明,自20世纪80年代中期白马—虎牙强烈震群爆发之后,地震活动在沿各主要走滑断层带自西(北西)向东(南东)迁移的同时,逐渐向中部贡玛—达曲断裂带和南部鲜水河断裂带的东南段集中。地震活动的断裂构造联系主要表现为挤压剪切转换机制和典型的楔顶效应。研究区165个GPS速度矢量展现了与3个地块和以鲜水河断裂带为主的速度域、速度梯度带和速度扰动区。跨研究区南缘鲜水河断裂带的位移速率因贡玛—达曲断裂带汇聚而达到了6.5～8.6mm/a,而跨北缘东昆仑断裂带的位移速度只有1.8～2.2mm/a。因鲜水河断裂走向在其中南段发生向南的急剧偏转,垂直断层面的位移矢量分量不断增强,形成了汶川8.0级地震成核及NE向单边破裂的动力学条件。 相似文献
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汶川5．12地震引起的库仑应力变化及其对周边地震活动的影响 总被引：9，自引：9，他引：0
汶川"5.12"8.0级特大地震,造成重大人员伤亡和财产损失。地震对周围地区断层活动性的影响和余震发展方向是人们关心的一个问题。根据汶川地震同震静态位移我们计算了周围地区一些断层的库仑应力变化,并据此评价了震后周围地区断层和地震的活动性。计算结果表明,龙门山断裂带东北段,包括北川、青川、宁强等地,为库仑应力增强区,有利于地震的发生。较大的余震分布与库仑应力增强区有较好的对应关系。鲜水河断裂带主要为库仑应力下降区,只有一小段为增高区,鲜水河断裂带总体上不利于地震活动。成都地区的西北部库仑应力增强,东南部应力下降。库仑应力变化的研究对大震后地震趋势的分析有重要意义。 相似文献
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2008年3月21日新疆于田7.1级地震发生在青藏高原北缘东昆仑山、西昆仑山和阿尔金山交汇的地区。文中介绍了此次地震的近断层破坏作用。此次地震在阿尔金断裂西端近南北向谷地海拔4 900~5 600 m东坡形成了近31 km长的地震地表破裂带。破裂带主要显示正断层滑动性质,其总体走向近南北,但局部追索北北西和北北东向共轭断裂发育,走向变化很大。受地形及滑塌作用影响,断裂陡坎高度最大可达20 m,垂直位移为2 m左右,最大水平拉张量也接近1.8 m,此外局部还存在近1 m的左旋位移。沿断裂发育一个近10 hm2的滑坡体,以及大量中小规模的滑坡、崩塌,多为冰碛物、洪积物及残坡积物等松散堆积。虽位于陡峭的山坡上,也未见大规模基岩崩塌、滑坡。通过平地上巨石的翻滚推测,断层附近的最大加速度峰值可达1 g。同时根据不同坡度的边坡崩塌和滚石发育程度估算出距离断层不同距离地区的地震震动峰值加速度。地裂缝分布范围较宽,距断层1 km的地区仍可见到长度超过100 m的地裂缝。这些地裂缝可能是地震震动、谷地边坡变形及旁支断层地震触发滑动的综合产物。极震区最大烈度估计可达Ⅹ度,综合各方面资料文章提供了该次地震Ⅸ度、Ⅷ度、和Ⅶ度等震线;长轴方向呈NNESSW向,与余震方向大致一致。近断层破坏作用包括强地面运动、断层破裂带、地裂缝、滑坡、崩塌、滚石等。它们受到震级、断裂活动性质及场地条件等多因素控制。 相似文献
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四川汶川Ms 8.0级地震的地表变形与同震位移 总被引：5，自引：1，他引：4
四川汶川Ms 8.0级强烈地震与青藏高原东部松潘-甘孜地块东向挤出导致的龙门山活动断裂右旋斜冲运动存在动力学成因联系。沿龙门山中央北川-映秀断裂发育长度超过250km的地震变形带,由地震陡坎、地震鼓包、地震破裂、地震断层组成,形成了较大的同震位移。在震中区映秀观测到的最大同震位移为7.6m,由右旋走滑位移6.1m和垂直位移4.6m 2个分量组成;虹口地区的右旋走滑位移为2.7m,垂直位移为4.6m,右旋斜冲总位移为5.3m;北川地区的右旋走滑位移为5.7m,垂直位移为3.4m,右旋斜冲总位移为6.6m;平通地区的右旋走滑位移为3.2m,垂直位移为3.0m,右旋斜冲总位移为4.4m。龙门山前缘的汉旺-漩口断裂及龙门山后缘的茂县-汶川断裂、青川断裂也发生了显著的同震断裂活动,但同震位移小于等于1.0m。根据同震位移实测数据和构造会聚速率的GPS观测资料,估算龙门山地区8.0级地震的复发周期为1150~2950年。 相似文献
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SUN Dongsheng WANG Lianjie WANG Hongcai MA Yinsheng ZHOU Chunjing and CUI Junwen 《《地质学报》英文版》2013,87(4):1120-1128
The variation of in situ stress before and after earthquakes is an issue studied by geologists. In this paper, on the basis of the fault slip dislocation model of Wenchuan Ms8.0 earthquake, the changes of co-seismic displacement and the distribution functions of stress tensor around the Longmen Shan fault zone are calculated. The results show that the co-seismic maximum surface displacement is 4.9 m in the horizontal direction and 6.5 m in the vertical direction, which is almost consistent with the on-site survey and GPS observations. The co-seismic maximum horizontal stress in the hanging wall and footwall decreased sharply as the distance from the Longmen Shan fault zone increased. However, the vertical stress and minimum horizontal stress increased in the footwall and in some areas of the hanging wall. The study of the co-seismic displacement and stress was mainly focused on the long and narrow region along the Longmen Shan fault zone, which coincides with the distribution of the earthquake aftershocks. Therefore, the co-seismic stress only affects the aftershocks, and does not affect distant faults and seismic activities. The results are almost consistent with in situ stress measurements at the two sites before and after Wenchuan Ms8.0 earthquake. Along the fault plane, the co-seismic shear stress in the dip direction is larger than that in the strike direction, which indicates that the faulting mechanism of the Longmen Shan fault zone is a dominant thrust with minor strike-slipping. The results can be used as a reference value for future studies of earthquake mechanisms. 相似文献
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地震滑坡危险性概念和基于力学模型的评估方法探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
在我国大陆地区运用基于力学模型的Newmark位移分析方法开展地震滑坡危险性定量评估,尚处在起步阶段.为了进一步明确地震滑坡危险性概念和改进推广基于力学模型的评估方法,首先阐明了狭义的地震滑坡危险性预测评估与震后反演评估的关系; 同时为了应对地震应急、震后重建及潜在地震条件下的不同评估需求,初步提出了广义的地震滑坡危险性评估框架.随后申述了基于Newmark位移分析的地震滑坡危险性评估方法的理论基础、方法分类及最新进展,并以汶川地震滑坡危险性快速评估为例,剖析了目前影响评估有效性的不确定性及空间数据质量等问题,指出了基于力学模型的地震滑坡危险性评估方法的改进方向.建议开展潜在地震及其诱发滑坡危险性的耦合评估,建立适用于我国大陆地区地震滑坡位移分析的经验模型,以便为国家层面的地震滑坡危险性区划服务. 相似文献
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地震作用下无衬砌黄土隧道围岩结构安全系数的计算探讨 总被引：4，自引：1，他引：3
为了得到无衬砌黄土隧道围岩结构在地震作用下的安全系数,借助有限元软件ANSYS,首先采用水平地震作用下的动力分析模型进行模态分析,得到质量阻尼系数和刚度阻尼系数;其次,输入地震波进行动力时程分析,得到模型顶点的最大水平位移;最后,采用静力分析模型,并考虑自重和左右边界上顶点水平位移最大时的侧向边界节点水平位移,通过不断折减围岩土体的抗剪强度参数,即黏聚力c和内摩擦角?,直到计算不收敛为止,从而得到无衬砌黄土隧道在地震作用下的安全系数。数值算例表明：所采用的方法是可行的,地震作用会使得围岩结构的安全系数降低,从而为以后黄土隧道围岩结构在地震作用下安全系数的计算及其工程应用提供了理论依据。 相似文献
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顺层岩质边坡地震动力响应研究 总被引：1，自引：0，他引：1
地震作用下边坡的动力响应研究是边坡动力稳定分析的基础,利用FLAC3D有限差分软件建立一个顺层岩质边坡动力数值模拟模型,对其在竖向和水平向地震耦合作用下的动力响应全过程进行研究。研究表明,地震竖向和水平向耦合作用模拟比简单的模拟水平向振动更加接近实际情况,对岩土体的破坏更大;顺层岩质边坡在耦合地震作用下存在垂直放大和临空面放大作用;坡面水平向和竖向加速度均随高程增加呈增大趋势,在结构面处增大特别明显;竖向地震波产生的水平与竖向拉裂是触发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素;边坡动力响应特征值的放大效应表明,其放大系数值从大到小依次是：竖向加速度＞水平加速度＞竖向速度＞水平速度;耦合地震波作用下,随着av /aH的增大,坡面监测各点横向位移基本呈增大趋势,说明竖向地震作用起了重要的破坏作用。 相似文献
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Aurelian Catalin Trandafir Kyoji Sassa 《Geotechnical and Geological Engineering》2006,24(6):1627-1639
This paper outlines a methodology for evaluating the likelihood of catastrophic landslide occurrence on gentle slopes in liquefiable
soils during earthquake. The approach is based on a modified Newmark sliding block model of assessing the earthquake-induced
undrained landslide displacements for conditions of no shear stress reversals on the sliding surface. By employing the shear
resistance-displacement relationship from undrained monotonic ring shear tests, the simulation model incorporates the sensitivity
of computed displacements to variations in yield acceleration. The proposed approach involves an examination of undrained
seismic slope performance under various horizontal seismic waveforms scaled to different specific values of the peak earthquake
acceleration. An example problem illustrates how the proposed methodology may be used to demarcate, based on the magnitude
of permanent seismic displacement, the levels of low, moderate and high risk of catastrophic landslide on a gentle slope in
a saturated cohesionless soil susceptible to liquefaction during earthquake. 相似文献
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基于土钉弹性支座假设，考虑了地震作用时边坡滑动体实时动态滑移对土钉受力的影响，结合拟静力极限平衡法推导了土钉受力实时动态变化与边坡震后位移计算表达式，提出了一种地震作用下土钉支护边坡震后位移计算的改进方法。结合算例分析表明，考虑与不考虑土钉受力实时动态变化的两种计算方法获得的边坡水平位移时程曲线规律基本一致，皆呈阶跃式增大趋势，但考虑土钉受力实时动态变化的改进计算方法得出的震后位移较不考虑的结果小，两种方法计算结果的差异随着土坡整体稳定性的提高而逐渐减小。结合相关文献中土钉支护边坡振动台试验数据，验证了改进方法的合理性。 相似文献
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2008年汶川地震（Ms8.0）形成了迄今为止空间上分布最为复杂、长度最大的逆冲型同震地表破裂带。沿约275km 长的地表破裂带的同震滑移及其最大滑移量的确定,对认识和理解汶川地震地表破裂过程及其变形机制具有重要意义。我们沿地表破裂带进行了详细的滑移特征考察及其同震位移测量,发现沿映秀-北川破裂带分布南北两个滑移峰值区段,南段以深溪沟-虹口破裂段为中心,以逆冲为主伴随右旋走滑运动为特征,最大垂直位移量为6.0～6.7m ,北段以北川破裂段为中心,以右旋走滑为主伴随逆冲运动为特征,最大垂直位移量为11～12m ,南北两滑移峰值区段所代表的两次地表破裂事件与地震波数据反演结果一致。通过对北川段破裂带的精细地形剖面测量,以及地震前后对比,在北川县曲山镇沙坝村一组获得该破裂段的最大右旋水平位移为12～15m ,最大垂直位移为11～12m ,这是目前世界上一次地震产生的最大同震垂直位移,最大斜向滑移量为14～17m ,为整个汶川地震地表破裂最大滑移量,是汶川地震的宏观震中。北川破裂段高角度的地震断裂、逆冲断裂面的倒转作用以及具最大滑移量的强烈变形作用是北川县城遭受到最强的地表破坏和地质灾害的主要原因。具有走滑量和逆冲量近一致（走滑水平位移/逆冲垂直位移比值为1）的斜向逆冲作用可能是山脉快速隆升的重要机制。 相似文献
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桩板式抗滑挡墙地震响应的振动台试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
汶川地震路基震害调查表明,在顺层或堆积体边坡中的桩板式抗滑挡墙具有良好的抗震性能。为了更好地了解该结构的抗震性能和优化抗震设计方法,以大型振动台模型试验为手段对其进行研究。为明确地震作用下桩板式抗滑挡墙的地震响应特性,试验采用缩尺的卧龙台站实测地震波对模型激励。试验结果揭示了土压力沿桩身分布规律、桩体位移和边坡岩土体加速度的地震响应特征。研究表明,地震土压力沿桩身呈非线性分布,竖向地震荷载对水平加速度有放大效果。所以,双向加载时的地震土压力比水平单向加载时大,但二者差距在地震基本烈度VII、VIII度区域不显著。滑坡推力、滑床对桩的土体抗力和桩身位移均与输入地震动峰值加速度成正比,即随着地震动峰值加速度的增加,加速度放大比增大;滑动面材料剪切强度折减,滑坡推力、土体抗力和抗身位移均增大,且增大速率加快。此外,结合试验成果,建议了桩板式抗滑挡墙设计时地震综合影响系数Cz的合理取值,对应地震基本烈度VII、VIII、IX度区分别为0.2、0.35、0.4。试验结果有助于揭示该结构抗震机制,也为其抗震设计提供了可靠依据。 相似文献
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岩质边坡的地震响应是当前岩土工程界所关注的重要问题之一。以紫坪铺工程进水口边坡为研究对象,以现场监测数据为基础,从时间和空间的角度综合分析了汶川地震前、后支护荷载和边坡位移的变化特征,并讨论了坡体形态、岩体结构以及支护荷载对地震力作用的协同影响。研究结果表明：受地震力作用影响,坡体变形和支护荷载发生突变,主要受主震影响;地震引起的支护荷载变化量在100 kN以内,未超出设计荷载的5%;边坡水平向产生的永久位移在12 mm范围内,岩体变形深度受结构面分布控制;边坡中部变形最大,沿水平方向具有明显的临空面放大效应,而沿高程方向,没有明显垂直放大效应。研究成果可加深对锚固岩体动力响应机制的认识,同时为以位移控制的边坡工程抗震设计提供参考。 相似文献
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Sam Frydman 《Geomechanics and Geoengineering》2020,15(1):54-63
ABSTRACTA simplified approach is presented for estimating permanent displacements in slopes as a result of both vertical and horizontal seismic accelerations. A study of 52 earthquake records showed that the time difference between maximum horizontal and vertical accelerations varied between 0 and 10.3 s. The approach is illustrated for an earth dam embankment by analysing the effects of five of the above earthquake records. The approach combines a pseudo-static slope stability analysis for estimation of the critical (or yield) horizontal-vertical acceleration combinations, and a Newmark type displacement analysis. Guidelines are presented for conservative choice of soil strength parameters of saturated clays for use in the stability analysis. While permanent displacements of up to 40 cm were predicted without considering the vertical acceleration component, no additional displacement above 3.5 cm resulted when this component was included. The predicted additional displacement was consistently less than 10%, and in 50% of the analyses, vertical acceleration led to smaller predicted displacements. The simple approach may be applied in analysis for any slope using real earthquake records. Using existing, empirical expressions for permanent displacement, based only on horizontal accelerations, the effect of the vertical accelerations may be conservatively estimated by increasing the displacement by 10%. 相似文献