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龙门山地区GPS和InSAR震后形变分析

龙门山地区GPS和InSAR震后形变分析

作者：余建胜中国地震局地震研究所

学位级别：硕士

我国是全球陆地地震频发地区,主要受到印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压作用,导致青藏高原周缘区域地震活动异常剧烈,其复杂的地质结构以及断裂带上异常活跃的构造活动,使得地表形变呈现出复杂多样性,是用来研究地震孕育环境、发生机理... 详细信息

我国是全球陆地地震频发地区,主要受到印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压作用,导致青藏高原周缘区域地震活动异常剧烈,其复杂的地质结构以及断裂带上异常活跃的构造活动,使得地表形变呈现出复杂多样性,是用来研究地震孕育环境、发生机理以及地球演化的理想区域。龙门山断裂带地处青藏高原东北边缘,是川西高原与四川盆地的分界地带。近年来地震活动比较频繁,相继发生2008年汶川Mw7.9级地震和2013年芦山Mw6.6级地震,造成大量的人员伤亡和经济财产损失,以及震后引发的滑坡、堰塞湖等次生灾害。越来越多的研究表明,大地震后因岩石圈应力变化引发的震后形变可以达到与同震量级相当,因此,震后形变作用不可忽视。本文利用中国地震局及其下属省局在龙门山区域内布设的109个GPS连续站点和区域站点的观测资料,采用国际上使用的高精度数据处理软件Bernese,对08年汶川地震发生后至2015年期间收集到的GPS数据进行运算处理,得到各站点的坐标时间序列。通过对坐标时间序列分析,求得测站的震后松弛时间为34天,并利用对数衰减函数的震后松弛模型,获取了GPS测站点在2010-2015年期间累积的震后位移,显示了汶川地震后龙门山区域地壳运动趋势。其中,龙门山断裂带上盘近场有2cm的大幅度变形,且向东南方向的运动趋势;分布在下盘稳定的华南块体上的震后形变相对较小,基本在10mm以下;断裂带东北段有1cm左右的震后形变,且有向北方向逆时针旋转的运动趋势;西南段站点形变量级也比较小,且没有固定的运动方向和变化趋势。本文根据JAXA提供的5个相邻条带共32景L波段ALOS/PALSAR原始格式影像数据,以最新版的SRTM V4.1为外部DEM,利用InSAR处理软件,基于两轨法进行差分干涉,获取了覆盖汶川震中及其周边区域、时间间隔一年左右的LOS震后形变场。并用部分可靠性较好的高精度GPS站点数据对其进行校正,获取了条带间连续性和一致性得到改善后的LOS形变场。震后一年时间尺度,LOS形变值在-155cm范围内变化,形变变化较大的区域是龙门山断裂带上盘,这与GPS时序分析得到的结果相一致。本文利用青藏高原地区的介质分层模型以及USGS以汶川地震同震研究反演得到的断层模型,基于震后粘弹性松弛理论,研究震后形变机理。利用PSGRN/PSCMP程序模拟了汶川地震后随时间变化的震后形变,得到了2010-2015年间的震后形变模拟值。与GPS时间序列分析获取的震后形变值进行比较,发现当弹性层厚度为45km,粘滞系数取1.0×1099 Pa·s时,两者拟合情况较好。

关键词：汶川地震龙门山断裂带 GPS时间序列分析合成孔径雷达干涉测量震后形变

GPS测定的2020年阿拉斯加M;7.8地震震时地表动态变形及永久同震形变场

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地震工程学报 2022年

作者：王东振赵斌余建胜中国地震局地震研究所中国地震局地震大地测量重点实验室湖北省地震局

以UNAVCO公布的阿拉斯加地区GPS1Hz和30s采样观测数据为基础,采用双差定位方法分别对两种采样率的数据进行处理分析,获得2020年7月22日阿拉斯加M;7.8地震震时地表动态变形及同震三维形变场.结果显示,震中270km范围内高频GPS震时波形明显...

以UNAVCO公布的阿拉斯加地区GPS1Hz和30s采样观测数据为基础,采用双差定位方法分别对两种采样率的数据进行处理分析,获得2020年7月22日阿拉斯加M;7.8地震震时地表动态变形及同震三维形变场.结果显示,震中270km范围内高频GPS震时波形明显,最大振幅达600mm.根据各个GPS站的动态形变波形振幅及响应时间认为,其振幅和响应时间受地震的破裂传播方向和场地效应影响较大.静态同震位移矢量指向震中,同震位移大小基本符合随震中距离增大而减小的特征,除站点AC13外,其中距离震中最近站点的最大水平位移达***测定的同震形变表明,2020年阿拉斯加地震是发生在阿拉斯加阿留申俯冲大断裂的一次逆冲型地震.

关键词：

东昆仑断裂滑动速率变化及其对2017年九寨沟地震的应力加载

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地球物理学报 2019年第3期62卷 912-922页

作者：李琦谭凯赵斌张彩红鲁小飞王东振余建胜中国地震局地震研究所中国地震局地震大地测量重点实验室武汉430071

为了解东昆仑断裂活动对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震的影响,本文选取1999—2007年、2013—2017年GPS速度场作为约束,基于块体-位错模型反演计算东昆仑断裂两个时间段的块体运动速率、断裂滑动速率和滑动亏损率,并进一步研究青藏高原... 详细信息

为了解东昆仑断裂活动对2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震的影响,本文选取1999—2007年、2013—2017年GPS速度场作为约束,基于块体-位错模型反演计算东昆仑断裂两个时间段的块体运动速率、断裂滑动速率和滑动亏损率,并进一步研究青藏高原东缘最大剪应变率场和九寨沟震区的震间库仑应力累积速率.结果显示,东昆仑断裂中西段左旋走滑速率较高,东段走滑速率较低,自西向东逐步递减,存在明显的梯度.在两个时间段,阿坝块体刚性运动的方向顺时针偏转0.2°,运动速率由12.22mm·a^(-1)增大到15.96mm·a^(-1);东昆仑断裂左旋走滑速率升高,其中西段较为明显(升高约1.2±0.3mm·a^(-1));东昆仑断裂东段闭锁深度和闭锁程度增加;2013—2017年,东昆仑断裂滑动引起的九寨沟震区库仑应力累积速率是1999—2007年的3倍,最大剪应变率也明显升高.因此本文认为:2008年汶川地震和2013年芦山地震后,龙门山断裂部分解锁,阿坝地块活动性增强,东昆仑断裂滑动速率增大,导致九寨沟震区库仑应力加载速率增加,加速了九寨沟地震的孕育过程.

关键词：九寨沟地震东昆仑断裂滑动速率震间库仑应力累积速率

2015年西藏定日M_(W)5.7地震震源参数估计和静态应力触发研究

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大地测量与地球动力学 2022年第9期42卷 964-970页

作者：方金玲赵斌余建胜陈威中国地震局地震研究所武汉市430071 中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉市430071

采用InSAR形变监测资料计算2015年西藏定日M_(W)5.7地震同震形变场,反演发震断层几何参数和滑动分布。在此基础上,研究尼泊尔M_(W)7.8主震对定日地震的静态库仑应力触发影响。综合分析地震滑动机制和构造特征,认为定日断层为西倾隐伏断... 详细信息

采用InSAR形变监测资料计算2015年西藏定日M_(W)5.7地震同震形变场,反演发震断层几何参数和滑动分布。在此基础上,研究尼泊尔M_(W)7.8主震对定日地震的静态库仑应力触发影响。综合分析地震滑动机制和构造特征,认为定日断层为西倾隐伏断层。反演结果表明,地震破裂相对集中,主要深度在6~9 km,破裂以正断滑动为主。发震断层走向约178°,倾角约48°,破裂区长约5 km,宽约5 km,最大滑动量约0.2 m,释放的地震矩约3.7×10^(17) N·m,对应矩震级M_(W)5.6。尼泊尔主震同震库仑应力在定日地震震源处约为0.2 bar,造成藏南申扎-定结拉张地堑应变加载。

关键词：定日地震 InSAR同震形变滑动分布反演尼泊尔地震库仑应力

GPS测定的2020年阿拉斯加M_(W)7.8地震震时地表动态变形及永久同震形变场

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地震工程学报 2022年第1期44卷 203-209页

作者：王东振赵斌余建胜中国地震局地震研究所湖北武汉430071 中国地震局地震大地测量重点实验室湖北武汉430071 湖北省地震局湖北武汉430071

以UNAVCO公布的阿拉斯加地区GPS 1 Hz和30 s采样观测数据为基础,采用双差定位方法分别对两种采样率的数据进行处理分析,获得2020年7月22日阿拉斯加M_(W)7.8地震震时地表动态变形及同震三维形变场。结果显示,震中270 km范围内高频GPS震... 详细信息

以UNAVCO公布的阿拉斯加地区GPS 1 Hz和30 s采样观测数据为基础,采用双差定位方法分别对两种采样率的数据进行处理分析,获得2020年7月22日阿拉斯加M_(W)7.8地震震时地表动态变形及同震三维形变场。结果显示,震中270 km范围内高频GPS震时波形明显,最大振幅达600 mm。根据各个GPS站的动态形变波形振幅及响应时间认为,其振幅和响应时间受地震的破裂传播方向和场地效应影响较大。静态同震位移矢量指向震中,同震位移大小基本符合随震中距离增大而减小的特征,除站点AC13外,其中距离震中最近站点的最大水平位移达26.7 cm。GPS测定的同震形变表明,2020年阿拉斯加地震是发生在阿拉斯加阿留申俯冲大断裂的一次逆冲型地震。

关键词：阿拉斯加M_(W)7.8地震高频GPS 同震形变动态变形

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大规模GPS揭示中国现今地壳构造形变特征

地震工程学报 2017年第3期39卷 521-526,544页

作者：王东振赵斌余建胜谭凯中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室湖北武汉430071

利用全国260多个陆态网络连续站以及2 000多个陆态网络区域站2011—2015年观测数据,计算分析中国大陆现今整体地壳构造形变特征以及板内应变场空间分布特征。根据密集、大范围的GPS速度场可知中国大陆现今整体速度场依然呈现西强东弱的... 详细信息

利用全国260多个陆态网络连续站以及2 000多个陆态网络区域站2011—2015年观测数据,计算分析中国大陆现今整体地壳构造形变特征以及板内应变场空间分布特征。根据密集、大范围的GPS速度场可知中国大陆现今整体速度场依然呈现西强东弱的态势,其中最大值出现在喜马拉雅地区,一般速率在35~42mm/a之间,而川滇地区形成的右旋剪切带的形变特征最为醒目,其西南部最小速率在3~9mm/a之间,北部最大速率在17~23mm/a;由应变场的空间分布可以看出应力最大的地区主要是喜马拉雅、昆仑山中部、川滇地区的鲜水河断裂带、天山地区以及京津唐地区;东部沿海地区应变速率表现为东西拉张型,主要是由于2011年日本大地震对该地区的影响还未完全消退造成的。

关键词： GPS 速度场应变场构造形变

流动GPS观测资料能否用于地壳垂直形变监测?——以中国大陆为例

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大地测量与地球动力学 2021年第3期41卷 290-295页

作者：王东振赵斌余建胜谭凯中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室武汉市430071

长期GPS连续观测可获取高精度的垂直形变速度场,但多期GPS流动观测资料能否用于地壳垂直形变监测尚不明确。本文首先对中国大陆260个陆态网络基准站和2000个GPS流动站1999~2019年的观测资料进行高精度统一处理,获得各站点的时间序列和... 详细信息

长期GPS连续观测可获取高精度的垂直形变速度场,但多期GPS流动观测资料能否用于地壳垂直形变监测尚不明确。本文首先对中国大陆260个陆态网络基准站和2000个GPS流动站1999~2019年的观测资料进行高精度统一处理,获得各站点的时间序列和速度场,对筛选出的226个基准站和226个流动观测站的垂直形变速度场进行比较分析。结果表明,95%的连续GPS观测站的垂直形变速率误差小于0.5 mm/a,约50%的流动GPS观测站的垂直形变速率误差大于1 mm/a,约40%的流动站与连续站的垂直形变速率残差值大于2 mm/a,且约50%的流动GPS站点的垂直形变趋势与连续站不一致。西部地区的流动GPS观测站的垂直形变监测精度比东部高,这可能与东西部的观测环境和站点稳定性存在差异有关。对GPS连续站和流动站的垂直形变速度场的精度和残差进行分析认为,中国大陆流动GPS观测资料不适用于监测垂直形变小于2 mm/a的地区。

关键词：垂直形变流动GPS观测连续GPS观测残差

利用GPS观测资料分析2015年尼泊尔M_S8.1地震震前及震后形变

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大地测量与地球动力学 2017年第6期37卷 579-584页

作者：王东振赵斌余建胜谭凯中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 武汉市洪山侧路40号430071

通过对尼泊尔M_S8.1地震前后附近区域GPS台站记录到的观测数据进行处理,获得了震区以及中国青藏高原地区地震前后GPS站点速度场以及震后形变场。震前速度场显示,喜马拉雅构造带整体呈现出约16mm/a的压缩特征。同时,震前喜马拉雅构造带... 详细信息

通过对尼泊尔M_S8.1地震前后附近区域GPS台站记录到的观测数据进行处理,获得了震区以及中国青藏高原地区地震前后GPS站点速度场以及震后形变场。震前速度场显示,喜马拉雅构造带整体呈现出约16mm/a的压缩特征。同时,震前喜马拉雅构造带根据形变特征可分为东、中、西3段,其地震发生在中段,主要以北向挤压为主,而东西两段分别具有逆时针旋转和顺时针旋转的特征。震后GPS站点形变场显示,此次地震对中国新疆、青海、西藏等地区的影响较大,其最大震后位移达20mm左右。震后速度场显示,本次地震对尼泊尔地区以及中国藏南地区的构造形变影响较大,主要表现为喜马拉雅构造带的年推挤速度减小,藏南地区的南北向运动速率减小,而东西向速度有增大的现象。这一现象可能对藏南地区的走滑断层有较大影响。

关键词：尼泊尔地震速度场喜马拉雅构造带震前及震后形变

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房屋安全鉴定中的砌体结构裂缝鉴定

江西建材 2016年第23期 251-252页

作者：余建胜景德镇市房屋安全鉴定管理中心江西景德镇333000

现阶段,房屋建设过程中会遇到许多施工时的结构问题,尤其是砌体结构裂缝,不仅会影响砌体结构质量,还威胁建筑工程的整体质量和安全。因此,在砌体结构施工建设过程中,必须对导致砌体结构出现裂缝的原因进行分析,做好砌体结构裂缝检测与... 详细信息

现阶段,房屋建设过程中会遇到许多施工时的结构问题,尤其是砌体结构裂缝,不仅会影响砌体结构质量,还威胁建筑工程的整体质量和安全。因此,在砌体结构施工建设过程中,必须对导致砌体结构出现裂缝的原因进行分析,做好砌体结构裂缝检测与分析工作,并严格按照相关判定原则进行鉴定,文章对此进行了探究,以供参考。

关键词：房屋安全鉴定砌体结构裂缝判定原则