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斜入射情形场地基本周期的计算

岩土力学 2024年第4期45卷 1103-1111页

作者：梁富源谢志南卢建旗单振东齐文浩章旭斌吕国军中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 中国地震局工程力学研究所地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 河北省地震局河北石家庄050021

场地基本周期是场地效应模型的重要变量,是场地分类的重要指标。已有基本周期的计算假定基岩地震波为垂直入射,常用方法包括利用垂直入射情形下场地内SH波竖向一维传播模型建立的模拟与经验方法,其中逐层单自由度法这一经验方法因计算... 详细信息

场地基本周期是场地效应模型的重要变量,是场地分类的重要指标。已有基本周期的计算假定基岩地震波为垂直入射,常用方法包括利用垂直入射情形下场地内SH波竖向一维传播模型建立的模拟与经验方法,其中逐层单自由度法这一经验方法因计算简易、结果与模拟方法相当而被日本抗震设计规范所采纳。然而垂直入射假定大多与实际不符,为此给出可考虑基岩地震波斜入射的场地基本周期计算方法。首先利用Snell定律将基岩斜入射地震波作用下场地内的SH波二维传播表征为一维竖向视传播建立了斜入射情形场地内SH波传播模型。其次利用这一模型给出了斜入射情形基本周期计算的模拟和修正逐层单自由度法并应用于KiK-net台站场地,结果表明基本周期随入射角的增加而变小,就统计所得平均入射角57°而言,基本周期将缩减11%;修正逐层单自由度法可准确考虑斜入射的影响且计算简易度和原方法相当。最后,讨论了基岩面选取对基本周期计算的影响,结果表明,若依据土体首次达到给定剪切波速以确定基岩面,当剪切波速大于700m/s时,不同基岩面所对应的基本周期具有高度线性相关性。

关键词：场地基本周期地震波入射角场地分类场地效应模型场地基岩

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方解石热释光定年技术的发展历史与展望

地震地质 2024年第3期46卷 699-722页

作者：秦可心胡贵明刘静沈续文高云鹏王文鑫温欣语蒋帅宇天津大学地球系统科学学院表层地球系统科学研究院天津300072 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

矿物晶体中累积的释光信号与其暴露在辐射环境中的时间相关,可用于测定沉积物年代。近年来,依托石英和长石2种矿物释光信号的测年方法日臻成熟,但这2种矿物的释光信号过早饱和,限制了其测年上限(通常<300ka)。前人研究表明,方解石亦有... 详细信息

矿物晶体中累积的释光信号与其暴露在辐射环境中的时间相关,可用于测定沉积物年代。近年来,依托石英和长石2种矿物释光信号的测年方法日臻成熟,但这2种矿物的释光信号过早饱和,限制了其测年上限(通常研究表明,方解石亦有可能成为热释光测年材料,因为其热释光信号对剂量响应的灵敏度高,且特征饱和剂量约可达3000~5000Gy,有望将释光测年范围扩展至第四纪尺度。特别地,这一技术的发展也将拓展目前仅限于剥露速率极高地区的释光低温热年代学的应用范围,使其更好地贡献于地貌演化和构造活动的研究。文中对方解石热释光的基本原理和测年流程进行了简要概括,总结了方解石热释光测年应用及动力学参数的研究成果。此外,利用方解石热释光技术对虎跳峡段的基岩样品进行了测试,结果表明,ITL-235℃释光信号可用于该地区剥露历史的恢复工作。同时,文中基于上述内容讨论了方解石热释光技术的应用潜力和待解决问题,以期为该技术在构造地貌领域的应用提供帮助。

关键词：方解石热释光低温热年代学虎跳峡

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短周期线性密集台阵揭示的粤东地区地壳结构特征

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：张雪莹段永红王帅军宋向辉高占永王亮宋佳佳中国地震局地球物理勘探中心中国地质大学(北京)

利用跨江西省、广东省、福建省布设的225个短周期密集台阵观测时长为56 d的远震波形数据，采用P波接收函数H-κ扫描叠加和共转换点叠加(CCP)两种方法，对研究区下方地壳厚度、泊松比分布和接收函数成像进行研究。结果表明：1）研究区地... 详细信息

利用跨江西省、广东省、福建省布设的225个短周期密集台阵观测时长为56 d的远震波形数据，采用P波接收函数H-κ扫描叠加和共转换点叠加(CCP)两种方法，对研究区下方地壳厚度、泊松比分布和接收函数成像进行研究。结果表明：1）研究区地壳厚度和泊松比具有明显的分块性，并与断裂分布有关，地壳厚度总体上呈现由西北向东南由薄变厚再逐渐减薄的过程，地壳厚度变化范围为27.1～33.9 km，平均地壳厚度为29.9 km，且地壳厚度变化与地表起伏符合地壳均衡理论。2）研究区泊松比变化范围为0.21～0.33，平均泊松比为0.26，整条测线泊松比大于0.25的部分占比70.83%，属于高泊松比区域，原因可能为研究区多发育断裂破碎带，俯冲板块物质的深部熔融，导致地幔物质沿断裂部分上涌，使得地壳中石英含量减少。3）研究区在距地表10～15 km范围内存在一个较为连续的负极性界面，结合前人研究，将其解释为华夏地块东部广泛存在的低速层顶部界面，在距地表15～20 km范围内存在地壳低速体，发育位置偏向内陆方向。

关键词：粤东地区接收函数短周期线性密集台阵地壳结构泊松比

透明土试验技术在滑坡降雨入渗中的研究与应用

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3051-3062页

作者：王櫹橦陈盟唐莹影袁仁茂桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 桂林理工大学环境科学与工程学院广西桂林541004 中国地震局地质研究所北京100029

由于滑坡体内部结构的复杂性和不可视性,使得滑坡降雨入渗及其渗流过程无法直观观测,从而难于查明滑坡灾变演化全阶段中降雨入渗的具体作用过程,导致降雨诱发滑坡成灾机制的认识存在不确定性,因此,发展可以观测滑坡内部降雨入渗灾变过... 详细信息

由于滑坡体内部结构的复杂性和不可视性,使得滑坡降雨入渗及其渗流过程无法直观观测,从而难于查明滑坡灾变演化全阶段中降雨入渗的具体作用过程,导致降雨诱发滑坡成灾机制的认识存在不确定性,因此,发展可以观测滑坡内部降雨入渗灾变过程的新技术手段,对深入理解降雨诱发滑坡灾变机理具有重要意义。而透明土试验技术则使岩土体内部非介入式、连续、无损、可视化测量得以实现。从透明土材料特性、岩土工程性质、试验设备与图像处理解析技术等方面,总结透明土试验技术发展现状及其在不同领域的应用,重点概述该技术在边坡工程领域的应用和渗流过程可视化模拟中的实践,并讨论将其应用于滑坡渗流直观观测的可行性。在此基础上,针对透明土材料进行筛选和对制备方法进行优化,利用透明土替代传统土工模型材料建立适用于渗流过程观测的滑坡透明土物理模型,开展降雨条件下滑坡渗流物理模拟试验,获取降雨入渗诱发滑坡灾变全过程信息,确定滑坡体内部地下水渗流过程及其变化特征。该模型试验是透明土试验技术在滑坡渗流可视化观测领域一次有效的应用实践,拓展了滑坡灾害可视化模拟新途径,进一步确定地下水渗流对滑坡的复杂影响,有利于揭示降雨诱发滑坡演化规律、深入探索滑坡滑动机制,为降雨滑坡灾害防治和灾害规划提供科技支撑。

关键词：滑坡透明土试验技术降雨入渗可视化室内物理模拟

西昆仑碰撞后钾质火山岩岩浆作用过程--以普鲁和康西瓦火山群为例

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地震地质 2024年第2期46卷 312-335页

作者：丁冉栾鹏于红梅魏费翔赵波杨文健许建东中国地震局地质研究所吉林长白山火山国家野外科学观测研究站北京100029 中国地震局地震与火山灾害重点实验室北京100029 中国自然资源经济研究院北京101149

西昆仑处于青藏高原西北缘,该地区岩浆活动强烈,形成了多个大小、规模不等的碰撞后钾质火山岩群,但这些钾质火山岩的岩浆作用过程依然不清晰。为了研究西昆仑地区的岩浆作用过程,文中选取了该区域的普鲁和康西瓦火山群作为研究对象,对... 详细信息

西昆仑处于青藏高原西北缘,该地区岩浆活动强烈,形成了多个大小、规模不等的碰撞后钾质火山岩群,但这些钾质火山岩的岩浆作用过程依然不清晰。为了研究西昆仑地区的岩浆作用过程,文中选取了该区域的普鲁和康西瓦火山群作为研究对象,对其火山岩进行了全岩主量元素含量、斑晶结构和成分分析,以及晶体大小分布(CSD)和岩浆结晶温压条件研究。结果表明,尽管两地的岩浆具有相似的源区,但这2个火山群的岩石类型和矿物组成存在显著差异。普鲁火山岩为一套粗安岩和玄武粗安岩的组合,斑晶由斜长石、橄榄石、单斜辉石和少量斜方辉石构成;康西瓦火山岩主要为响岩质碱玄岩,斑晶矿物为单斜辉石、黑云母和少量橄榄石及斜长石。结合斑晶结构、环带成分和CSD曲线形态分析认为,普鲁火山岩经历了不同演化程度的岩浆混合;而康西瓦火山岩仅发生了岩浆自混,且减压造成了斑晶的大量熔蚀。矿物-熔体平衡温压计计算表明,普鲁火山岩的平衡温度为1036~1218℃,平衡压力为5.1~9.9kbar,对应的深度为19.4~37.3km;康西瓦火山岩的平衡温度为1154~1282℃,平衡压力为1.2~11.6kbar,对应深度为4.3~43.7km。康西瓦地区的平衡压力变化范围较大,可能与所处的断裂带有关。文中定量化研究了西昆仑地区的后碰撞钾质火山岩的岩浆作用过程,补充了以往对该区域火山岩中斑晶CSD的研究,揭示了岩浆在地壳岩浆储库内的运移和演化过程,为青藏高原西北缘及其周边地区的火山活动研究提供了重要信息。

关键词：显微结构晶体大小分布岩浆混合普鲁火山群康西瓦火山群西昆仑火山区

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2022年四川泸定M_(S)6.8地震震源破裂过程及强地面运动模拟

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地震 2024年第1期44卷 19-36页

作者：舒甜甜罗艳朱音杰中国地震局地震预测研究所地震预测重点实验室北京100036 河北省地震局河北石家庄050021

首先,利用区域宽频带波形拟合,反演了2022年泸定M_(S)6.8地震序列主震和部分余震的震源机制解和震源深度;其次,基于有限断层模型反演方法,使用区域宽频带波形数据反演了此次泸定地震震源破裂过程,并根据得到的震源破裂模型计算了峰值地... 详细信息

首先,利用区域宽频带波形拟合,反演了2022年泸定M_(S)6.8地震序列主震和部分余震的震源机制解和震源深度;其次,基于有限断层模型反演方法,使用区域宽频带波形数据反演了此次泸定地震震源破裂过程,并根据得到的震源破裂模型计算了峰值地面速度(PGV)分布。结果显示,此次地震矩心深度为6.0 km,是一个典型的高角度左旋走滑地震。震源破裂传播方向主要沿断层走向约165°向东南方向传播,由深部震源起始破裂点向浅部扩展,并破裂到地表,地表破裂主要分布在磨西到猛虎岗一带,长度约16 km。震源破裂过程持续时间约20 s,能量主要集中在前15 s内释放。地震释放的标量地震矩为1.07×10^(19)N·m,约等于矩震级M_(W)6.62。地震主体破裂发生在3~6 s之间,最大滑动量达到1.8 m,位于震中东南方向深度约10 km处。除此之外,在震中西北方向深度11 km处和震中东南方向深度18 km处分别发生两个次级破裂,滑动量大约在0.6~1.0 m。主体破裂的破裂长度约20 km,两个次级破裂的长度分别约为4 km和8 km。使用该震源破裂模型计算得到了PGV分布,PGV分布以震中为中心沿断层走向两侧扩散,其长轴与地震断层走向一致,呈NW向,极震区PGV为200~360 cm/s,地震烈度区内受灾严重的村镇均位于极震区。

关键词： 2022年泸定M_(S)6.8地震震源机制解震源破裂过程峰值地面速度

基于照明分析和偏移成像实验的主动震源探测系统设计——以朱溪矿区为例

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Applied Geophysics 2024年第1期21卷 93-107,204,205页

作者：李稳陈颙徐善辉胡久鹏刘保金欧阳永棚何银娟谭雅丽花鑫升秦晶晶李倩贾佳南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023 中国地震局地球物理勘探中心河南郑州450002 中国地震局地球物理研究所地震观测与地球物理成像重点实验室北京100081 江西省地质局第十地质大队江西鹰潭335000

为了探讨利用绿色环保的非炸药主动震源技术勘查我国西部、南部复杂山地深部矿产资源的可行性,并提出可行的探测方案,以景德镇朱溪矿区为例开展了基于照明分析和叠前深度域偏移成像实验的主动源地震探测系统设计研究。在现场踏勘和充分... 详细信息

为了探讨利用绿色环保的非炸药主动震源技术勘查我国西部、南部复杂山地深部矿产资源的可行性,并提出可行的探测方案,以景德镇朱溪矿区为例开展了基于照明分析和叠前深度域偏移成像实验的主动源地震探测系统设计研究。在现场踏勘和充分收集地质、钻探成果的基础上,根据矿区42号线钻孔联合剖面和相应的岩石物性测量成果建立了地球物理模型。由于后续地震数据采集工作主要利用单分量纵波检波器开展,在地震波的数值模拟方面选用了粘声波方程;工区崎岖地表所带来的不规则自由表面问题则通过Acoustic-Elastic boundary Approach(AEA)方案解决。进行了震源-检波器组双向照明分析,以及高信噪比(20db)和低信噪比(6db)两种情况下的地震波叠前深度域逆时偏移成像实验。研究结果表明,通过合理布设较为密集的主动震源激发-接收系统,采用环境友好的非炸药主动震源技术可以查明目标区地下主要地层,和断层、逆掩推覆体等主要控矿构造的空间展布。后续实际的地震数据采集工作在本次研究的基础上开展,取得的朱溪矿区第一手非炸药震源绿色勘查成像剖面证明了本次研究所提出的探测方案是可行的和有效的。通过不断完善技术体系,非炸药主动震源技术有望为我国深部矿产资源勘探、隐伏断裂勘查、城市地下空间探测等研究领域提供一种环保、高效的技术手段。本次研究所采用的基于照明分析和偏移成像实验的复杂山地主动震源探测系统设计、论证方法值得进一步研究和推广。

关键词：主动震源技术地震探测系统朱溪矿区照明分析偏移成像

淤泥质粉质黏土地层泥水盾构开挖面稳定模型试验研究

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武汉大学学报（工学版） 2024年第2期57卷 187-193页

作者：贾宝新史怀月高宗贤辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123032 中国地震局地质研究所北京100029

依托广州珠三角城际琶洲支线化龙站-莲花站右线盾构隧道工程背景,通过建立室内相似试验模型研究盾构在含水量较大的砂质软弱土层中的施工开挖面稳定问题。当盾构在砂质土层施工中造成开挖面失稳时,地层会出现土拱效应,使得地表对开挖面... 详细信息

依托广州珠三角城际琶洲支线化龙站-莲花站右线盾构隧道工程背景,通过建立室内相似试验模型研究盾构在含水量较大的砂质软弱土层中的施工开挖面稳定问题。当盾构在砂质土层施工中造成开挖面失稳时,地层会出现土拱效应,使得地表对开挖面主动破坏影响存在滞后效应,但对于含水量较高的砂质土层,较高水头会产生一定超孔隙水压力和渗流作用从而减弱土体强度,削弱土拱效应。对于含水量较高的砂质土层,虽然水的存在使砂质土有一定的自稳性,但其只是使变形滞后,并不能减小支护压力;盾构覆土深度越浅注浆压力浮动范围越大,对地表扰动越大。通过模型试验可确定泥浆压力的安全范围和刀盘转速,可为实际工程施工提供参考。

关键词：软弱地层开挖面稳定极限泥浆压力地表沉降影响范围

2001年昆仑山口西MS8.1地震自发破裂过程数值模拟研究

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2141-2158页

作者：奉建州廖力李平恩吴庆举中国地震局地球物理研究所北京100081 北京白家疃地球科学国家野外科学观测研究站北京100095

2001年11月14日,青藏高原的东昆仑断裂带发生昆仑山口西MS8.1地震,现场考察和破裂过程反演结果表明这是一次破裂过程非常复杂的走滑地震事件.研究这次地震的自发破裂过程,对于认识大陆型特大地震的发生机理具有重要意义.本文利用曲线网... 详细信息

2001年11月14日,青藏高原的东昆仑断裂带发生昆仑山口西MS8.1地震,现场考察和破裂过程反演结果表明这是一次破裂过程非常复杂的走滑地震事件.研究这次地震的自发破裂过程,对于认识大陆型特大地震的发生机理具有重要意义.本文利用曲线网格有限差分法对2001年昆仑山口西MS8.1地震的动力学破裂过程进行研究.首先建立能反映这次地震主要特征的三维非平面断层模型,并以地质考察、以及根据GPS和InSAR观测数据、远场地震记录得到的反演结果为约束,通过数值模拟重现了这次地震破裂过程的主要特征.在此基础上,进一步讨论了背景应力场、断层几何、摩擦系数对断层面滑移量分布、震源时间函数、破裂传播速度的影响.研究结果表明,昆仑山口西MS8.1地震发展成为具有超长破裂尺度的大型地震的重要原因可能是:青藏高原最大水平主压应力方向沿东向的顺时针旋转特征和断层面较低的动摩擦系数.并且沿昆仑山口西地震断层面的动摩擦系数可能是非均匀的,由此产生了沿断层走向复杂变化的应力降,从而导致超剪切破裂的发生,并控制了断层面滑移量分布.

关键词：昆仑山口西Ms8.1地震曲线网格有限差分法自发破裂过程同震滑动量分布超剪切破裂