川滇地區(qū)強(qiáng)震前兆異常動(dòng)態(tài)過程與預(yù)測研究

前言

　　地震預(yù)報(bào)，其主要目標(biāo)在于減輕地震災(zāi)害，特別是減少人員的傷亡。在地震多發(fā)的我國，推行以人為本，是一項(xiàng)不可或缺的工作。但目前地震預(yù)報(bào)水平仍然較低，未能很好實(shí)現(xiàn)減輕地震災(zāi)害和人員傷亡的作用。究其原因，是由于地震預(yù)測科學(xué)水平較低，不能提供地震預(yù)報(bào)風(fēng)險(xiǎn)決策所需的足夠依據(jù)。　　現(xiàn)階段地震預(yù)測的主要方法仍然是經(jīng)驗(yàn)估計(jì)和概率統(tǒng)計(jì)方法。經(jīng)驗(yàn)估計(jì)方法主要是通過地震實(shí)例來總結(jié)前兆觀測的異常特征，并以之來預(yù)測地震。其更進(jìn)一步的做法是綜合多學(xué)科的異常信息來做出判斷。但多年的實(shí)踐證明，前兆觀測異常復(fù)雜多變，震例總結(jié)給出的異常特征不具備普適性，而且在一定程度上屬于主觀性判定，缺乏科學(xué)性。地震預(yù)測概率統(tǒng)計(jì)方法的局限性主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：第一是統(tǒng)計(jì)樣本量不足，統(tǒng)計(jì)的時(shí)間段過短；第二是忽視了破壞性地震的自然概率，將正常形態(tài)的數(shù)據(jù)變化歸結(jié)為異常，造成不合理的虛報(bào)：第三是以“小概率事件不會(huì)發(fā)生”來否定潛在的強(qiáng)震危險(xiǎn)性，忽略了“一次事件”這個(gè)前提，這兩種方法的局限性，大大限制了地震預(yù)測的發(fā)展。故我們需要?jiǎng)?chuàng)新思維，探索新的更具科學(xué)性的地震預(yù)測方法?！　∥覈壳耙呀?jīng)建立起測震學(xué)、地下流體、形變和電磁4大學(xué)科的地震前兆觀測體系，并建立起各自不同的地震預(yù)測方法和預(yù)測指標(biāo)體系。這些工作提升了地震監(jiān)測能力，在一定程度上規(guī)范了地震預(yù)測的有關(guān)工作程序。但從地震預(yù)報(bào)的實(shí)踐來看，實(shí)現(xiàn)真正減災(zāi)意義的地震預(yù)報(bào)實(shí)例屈指可數(shù)。其中存在的問題主要是：①對地震發(fā)生機(jī)制、地震前兆機(jī)理、地殼深部結(jié)構(gòu)和地殼運(yùn)動(dòng)規(guī)律認(rèn)識不清，未能建立起地震預(yù)測的物理模型；②地震前兆觀測數(shù)據(jù)充斥較多干擾信息，由此帶來了地震預(yù)測信度較低的后果；③地表觀測未必能反映地殼深部的構(gòu)造變動(dòng)；④中長期地震預(yù)測與短臨預(yù)報(bào)脫節(jié)。　　強(qiáng)震孕育過程的中長期和短臨階段，地震前兆異常的表現(xiàn)形態(tài)各異，是一個(gè)發(fā)展變化的過程。因此，對強(qiáng)震前兆異常動(dòng)態(tài)過程的認(rèn)識，在一定程度上有利于將中長期地震預(yù)測與短臨預(yù)測相結(jié)合，提高強(qiáng)震預(yù)測水平。

內(nèi)容概要

　　《川滇地區(qū)強(qiáng)震前兆異常動(dòng)態(tài)過程與預(yù)測研究》主要內(nèi)容為關(guān)于川滇地區(qū)強(qiáng)震前兆異常動(dòng)態(tài)過程的最新研究成果，結(jié)合川滇地區(qū)深、淺部構(gòu)造的最新研究成果，提出了川滇地區(qū)強(qiáng)震綜合預(yù)測模型的基本構(gòu)思。同時(shí)汲取了國內(nèi)外關(guān)于川滇地區(qū)地震預(yù)測研究的新成果和新進(jìn)展。將多個(gè)學(xué)科的前兆異常動(dòng)態(tài)過程相結(jié)合，使用統(tǒng)一的動(dòng)力學(xué)模型對各種前兆過程做出解釋，是川滇地區(qū)地震預(yù)測科學(xué)探索的一次有益嘗試?！洞ǖ岬貐^(qū)強(qiáng)震前兆異常動(dòng)態(tài)過程與預(yù)測研究》可供從事地震預(yù)測和地殼動(dòng)力學(xué)研究的科研人員和工程技術(shù)人員及高等院校地球科學(xué)專業(yè)的師生閱讀參考。

書籍目錄

第1章 川滇地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬研究1.1 引言1.2 川滇地區(qū)活動(dòng)斷裂三維非線性有限元接觸摩擦模型1.3 川滇地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場的動(dòng)力邊界條件1.4 川滇地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場及其年動(dòng)態(tài)演化圖像1.5 2007年寧洱Ms6.4 地震的強(qiáng)震加載效應(yīng)分析1.6 2008年川滇地區(qū)地震趨勢數(shù)值模擬研究1.7 2009年川滇地區(qū)地震趨勢數(shù)值模擬研究1.8 小結(jié)第2章 川滇地區(qū)地下流體強(qiáng)震前兆動(dòng)態(tài)過程2.1 川滇地區(qū)強(qiáng)震地下流體異常階段性特征統(tǒng)計(jì)分析2.2 地下流體前兆異常過程特征分析2.3 強(qiáng)震前異常頻次統(tǒng)計(jì)分析2.4 強(qiáng)震流體異常的時(shí)空演化特征分析2.5 強(qiáng)震預(yù)測綜合指標(biāo)分析2.6 孔隙彈性介質(zhì)三維各向異性流一固耦合初步研究第3章 川滇地區(qū)跨斷層測量異常動(dòng)態(tài)過程3.1 水平剪切活動(dòng)與垂直活動(dòng)特征3.2 區(qū)域應(yīng)變積累特征3.3 汶川地震前水平剪切扭動(dòng)、垂直活動(dòng)及區(qū)域應(yīng)變積累特征3.4 小結(jié)第4章 川滇地區(qū)地應(yīng)變場與汶川大震孕震機(jī)理研究4.1 引言4.2 GPS觀測結(jié)果及地應(yīng)變場4.4 地震過程的有限單元法模擬4.5 關(guān)于今后地震預(yù)報(bào)研究的初步看法4.6 小結(jié)第5章 川滇地區(qū)測震學(xué)前兆異常動(dòng)態(tài)過程5.1 研究思路和研究方法5.2 川滇地區(qū)強(qiáng)震測震學(xué)前兆異常動(dòng)態(tài)過程5.3 小結(jié)第6章 川滇地區(qū)強(qiáng)震前兆綜合預(yù)測模型6.1 強(qiáng)震前兆綜合指標(biāo)體系6.2 強(qiáng)震前兆綜合預(yù)測模型6.3 小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在狀態(tài)非線性問題中，接觸問題是一種非常重要的非線性行為。非連續(xù)的地質(zhì)構(gòu)造演化過程常常包含了典型的接觸摩擦行為。在以往的模擬計(jì)算中，僅把活動(dòng)斷裂處理為一軟弱帶，通過物性參數(shù)的選取，降低強(qiáng)度，使其更加容易變形。如此處理的問題在于：無法模擬地殼介質(zhì)中存在的不連續(xù)間斷面，無法模擬斷層面上存在的摩擦機(jī)制。為了在三維有限元模型中更好地模擬活動(dòng)斷裂，采用接觸摩擦分析理論處理活動(dòng)斷裂的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，探索利用接觸摩擦分析理論模擬研究活動(dòng)斷裂的方法，嘗試解決有限元分析中如何處理活動(dòng)斷裂這一難點(diǎn)問題，建立一個(gè)更接近實(shí)際的活動(dòng)斷裂三維有限元模型?！　〔捎媒佑|摩擦分析理論處理活動(dòng)斷裂的非線性有限元模型則既能夠模擬間斷面，也能夠模擬斷裂面上存在的摩擦機(jī)制。接觸摩擦分析單元把斷層模擬為一間斷面，在一個(gè)物理斷面上，相對于斷層的上下盤建立一對接觸面，接觸面之間遵從庫侖滑動(dòng)定律。一旦斷層面上剪應(yīng)力超過極限摩擦應(yīng)力，則斷層兩盤發(fā)生相對位錯(cuò)?！　?.2.2 三維有限元模型　　中國大陸的西南部處于與印度板塊強(qiáng)烈碰撞的前沿，東南部和東部也分別受到菲律賓海板塊、太平洋板塊俯沖的影響。三大板塊的作用，尤其是印度板塊和歐亞板塊的強(qiáng)烈碰撞及其之后的印度板塊向歐亞板塊的擠入作用，形成了青藏高原的強(qiáng)烈隆升和許多大型活動(dòng)走滑斷裂帶。目前仍在持續(xù)進(jìn)行中的板塊之間的匯聚作用，導(dǎo)致青藏高原及其鄰區(qū)地殼的縮短和青藏高原東部塊體的向東擠出。根據(jù)川滇地區(qū)的全新世活動(dòng)斷裂、地殼上地幔三維波速結(jié)構(gòu)等資料，結(jié)合震源機(jī)制解和GPs測量資料，特別是對地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地震活動(dòng)起決定作用的活動(dòng)斷裂和活動(dòng)斷塊，建立川滇地區(qū)三維非線性有限元模型。在模型中，采用接觸摩擦單元來處理活動(dòng)斷裂。

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　　《川滇地區(qū)強(qiáng)震前兆異常動(dòng)態(tài)過程與預(yù)測研究》是中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)。

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