中国大陆强震前应变释放特征

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1、中国地震局兰州地震研究所学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位敝储虢茵着杜隰游多月胚日关于论文使用授权的说明学位论文作者在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属中国地震局兰州地震研究所。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论

2、文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部门内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：懒扛聊虢拶&<＼尸沙吼游乡月梳吼游厂月母硕士学位论文：中国大陆强震前应变释放特征详细摘要作为本文研究的基础，首次提出并实现了穷举与最d,-乘相结合的加速模型最优参数求解方法。这一方法具有精度高、收敛快、遍历性等突出特点。在曲率参数C对实际Benioff应变释放加速或减速判定的前提下，引入柯尔莫哥洛夫检验方法对实际观

3、测数据与幂律理论分布之间的差异程度进行检验，在统计层面上确认观测数据与模型拟合之间的紧密程度。以1970年以来中国大陆记录基本完备的21次7级左右地震为例，系统检测大震前震中附近中小地震活动应变释放的加速及减速现象，进而讨论中国大陆强震前的应变释放特征及应变释放模式的复杂性；探讨中国大陆强震前中小地震活动应变释放模式数年尺度的前兆预测意义；分析应变释放加速或减速的时、空分布范围及模型参数m的数值分布特征。21次7级左右震例震前应变释放模式大体上可分为5类：第1类(DA)是震前震中附近较大范围应变释放加速、而

4、震中附近较小范围应变释放减速；第2类(AD)是震前震中附近较大范围应变释放减速、而震中附近较小范围应变释放加速；第3类(A)仅能检测出应变释放加速特征；第4类(D)仅能检测出应交释放的减速特征；第5类仅l例，中小地震应变基本上匀速释放。这几种应变释放模式震前前兆性地震序列的持续时间差异不大，DA及AD模式应变加速释放的时间一般比应变减速释放的时间长3-6年；而单纯的DSR或ASR模式，前兆性地震序列的持续时间一般为10年左右。DA模式震前具有稳定的应变释放加、减速特征的临界区域大约是260--400km及1

5、00--200kin，两者数值分布互不重叠，并且前者大约是7级左右地震破裂尺度的3~5倍，后者大约是7级左右地震破裂尺度的l~2倍；AD模式震前应变释放加、减速特征的临界区域范围大约与此相反；单纯的ASR或DSR空间尺度差异不大，分别约为150--420km及200---450km。模型参数m值具有较好的稳定性，从应变加速情形来看，无论DA、AD、抑或单纯的ASR，m值介于0．3--0．6之间，表明7级左右地震前无论何种应变释放模式、无论应变释放的量值大小如何，其加速释放速率大体上相同：而从应变释放减速情形

6、来看，m值对DA模式介于1．8~2．8之间、对AD模式介于1．3～1．9之间、对单纯的DSR模式介于1．5~2．4之间，似乎DA模式中应变减速释放的特征最明显，单纯的DSR模式次之，AD模式中的减速特征最不突出。首次利用高温高压岩石破裂实验数据，通过加速模型讨论不同温压条件下岩样内部群体微破裂事件的应变释放特征。重点探讨加速模型参数m值与温度和压力环境的关系，结合地下介质状况及力学属性，在概念上对模型参数m值的物理含义进行一定程度的讨论。该项工作具有一定的创新意义。由于岩石破裂过程与尺度无关的性质，这一工作

7、对进一步认识地震应变释放特征及其物理机理具有一定的参考价值。结果显示，常温条件下随围压的增加，微破裂应变释放显示出一定的加速特征，m值随围压的增加未显示出摘要趋势性的变化，因而实际地震ASR模型m值的大小可能与震源地方的力学环境及外加载荷的强弱关系不大。在400MPa较高围压条件下，随温度的增加，微破裂累积应变释放显示一定的趋势变化。温度较低时为纯粹的脆性破裂，微破裂应变显示典型的加速释放特征，ra值较低；逐渐提高温度，微破裂累积应变释放速率降低、加速特征减弱，m值有所提高；进一步提高温度，m值接近l，微破

8、裂显示均匀的应变释放特征；由于较高的温度与较低的介质强度相对应，因而这意味着介质强度是区域范围内中小地震应变释放模式(加速、减弱、均匀)的重要控制因素之一。在随深度变化的温压条件下，以低压准突发破坏为特征的地壳浅部深度范围内，样品破坏前有一定程度的加速释放特征，m小于1。在以渐进式破坏为特征的深度范围内，应变释放呈逐渐减弱的减速特征，m值明显大于1。实际地震发生于深部温压条件下，破坏以系统失稳为特征，破裂前即有逐