《震源处应力量值及地震断层错动科里奥利力的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《震源处应力量值及地震断层错动科里奥利力的研究（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、密级单位编号璺鲤Q ! 中国地震局地球物理研究所 硕士学位论文 震源处应力量值及地震断层错动科里奥利 力的研究 R e s e a r c ho nt h es t r e s sm a g nir u d eo ft h e s o urc ere gio na n dC ori0 | - Sf o rc eo f f a ultm o v e m e n t 研究生：壁盘主 学科专业：丝韭拯塑皇信息堇苤 研究方向：趁造廛力扬 指导教师：夏丞堇婴究旦 学位级别：亟 二oo 八年六月 目录 摘要i i i A b s t r a c t 、， 第一章引言1 l - l 应力量值的研究意义及背景
2、1 1 1 1 应力量值的研究意义1 1 1 2 应力量值的研究背景l 1 2 科里奥利力的研究意义及背景6 1 2 1 科里奥利力的研究意义6 1 2 2 科里奥利力的研究背景6 1 3 研究内容7 1 4 ，卜结8 第二章兰德斯地震前后应力场偏转9 2 1 大震前后应力偏转的研究现状9 2 2 方法概述1O 2 3 地震前后应力场反演1 1 2 3 1 资料1 l 2 3 2 前震和余震资料的选取。1 3 2 3 3 兰德斯地震前后应力场反演结果2 1 2 4 小结2 2 第三章求解震源处构造应力大小。2 4 3 1 构造应力大小求解方法一2 4 3 1 1 震前震后应力方向的表示2 4
3、3 1 2 震前应力张量在震后应力主轴坐标系中的表示。2 5 3 1 _ 3 地震的剪切位错产生的应力降在震后应力主轴坐标系中的表示2 7 3 1 4 震后应力张量在震后应力主轴坐标系中的表示2 8 3 1 5 考虑相对主应力大小。2 9 3 1 6 本方法的适用范围3 0 3 2 求解震源处应力量值的超定方程组31 ，。dof女 悖-、f ： l 3 3 应力量值反演3 2 3 3 1 应力降估算。3 2 3 3 2 应力量值反演步骤和结果一3 3 3 4 小结3 6 第四章地震断层错动造成的科里奥利力3 8 4 1 科里奥利力求解方法3 8 4 2 断层面、余震及数据的选取4 1 4 3
4、研究结果4 2 4 4 结果和讨论4 6 第五章结论与进一步研究工作4 9 5 I 结j 沦4 9 5 2 进一步的研究4 9 参考文献5 1 致谢5 9 作者简历及发表文章6 0 作者简历6 0 发表文章6 0 lllIlI 摘要 近年来，随着数字地震观测技术的发展和宽频带数字地震资料在地震学中的 应用，人们可以比较准确的测定较小地震震源机制参数，这为利用大地震前后短 时期、小范围的大量小震震源机制获得地震前后应力场方向提供了有利条件，为 我们对应力场的进一步研究及应力量值的获取奠定了基础。 本文的主要内容由三部分组成： 第一部分反演1 9 9 2 年美国加州兰德斯地震震源区应力场。参照W
5、a l d 和H e a t o n ( 1 9 9 4 ) 给出的兰德斯地震断层破裂模型，从H a u k s s o n ( 2 0 0 0 ) 给出的南加州震 源机制目录中选取前震和余震资料，然后用G e p h a r t 并I F o r s y t h ( 1 9 8 4 ) 的应力场 反演方法反演地震前后的应力场。应力场反演结果表明：在约翰逊谷和霍姆斯特 德谷子断层区最大主应力轴在兰德斯地震前后均近水平，且方向为北偏东，中间 主应力轴保持垂直；主震改变了应力的方向，使最大主应力方向发生了顺时针旋 转。 第二部分计算兰德斯地震震源处应力量值。首先给出大震前后构造应力方向 在北东下地
6、理坐标系中的表示，然后将震前构造应力方向和地震应力降统一在震 后主轴坐标系下表示，建立它们之间的数学关系。根据在震后主轴坐标系中剪切 应力为零的原则建立关于震前主应力量值为未知数的方程组；并此基础上进一步 考虑相对主应力大小，对应力量值进行进一步约束，建立关于震前应力量值为未 知数的超定方程组；再利用最大似然解估计公式对方程组进行求解。 研究结果表明：地震发生后，正压应力增大，有利于破裂的终止；震前剪切 应力大于震后剪切应力，且它们的差基本对应着应力降；霍姆斯特德谷断层段地 震后断层面的剪切应力并不为零，这说明本断层段没有滑动过头的现象；从结果 可以看出，虽然地下压应力很大，但是差应力并不大，
7、投影到断层面上的剪切应 力也比较小的。 第三部分研究主震断层错动所受科里奥利力与余震强度的关系。本部分研究 首先给出了求取科里奥利力的严格表达式，然后采用哈佛大学矩心矩张量目录进 行分析，按断层分类研究了主震断层错动所受科里奥利力，将其分解到已知断层 1 t10l一 面的法向和切向上，分别研究了科里奥利力在断层面法向分量和主震震级与其最 大余震震级差、主震地震矩与余震地震矩总和之差以1 0 为底取对数以及主震地震 矩与余震地震矩总和之差转换为矩震级间关系。研究结果显示：地震断层错动过 程中虽然产生了使断层两盘相互拉离( 或挤压) 的科里奥利力，它降低( 或增加) 了断层错动时断层面上的摩擦阻力
8、，但是科里奥利力太小( 估计最大不N o 1 M P a ，即不到一个大气压) ，不足以对断层错动及主震能量释放产生影响，所以， 根据科里奥利力是否可以判断主震后余震的活动趋势以及对震源周围的库仑破 裂应力的影响还有待于近一步的研究。 关键字：震源机制解，应力场，应力量值，科里奥利力，余震强度 A b s t r a c t R e c e n t l y , w i t ht h ed e v e l o p m e n to fd i g i t a ls e i s m i co b s e r v a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h e a p p
9、 l i c a t i o no fb r o a d b a n dd i g i t a ls e i s m i cd a t ai ns e i s m o l o g y , f o c a lm e c h a n i s mo f s m a l l e a r t h q u a k e sC a nb ed e t e r m i n e dm o r ea c c u r a t e l y T h i sp r o v i d e sf a v o r a b l ec o n d i t i o n s f o rg e t t i n gt h ep r e - s
10、 e i s m i ca n dp o s t - s e i s m i cs t r e s sf i e l db yu s i n gag r e a tn u m b e ro f s m a l le a r t h q u a k e so fs h o r tp e r i o dw i t h i ns m a l lr e g i o n ，a n dh e l p st oe s t a b l i s ht h e f o u n d a t i o nf o rf u r t h e rs t u d yo ft h es t r e s sf i e l da n
11、 dt h es t r e s sm a g n i t u d e T h em a i nc o n t e n to ft h i sp a p e rc o n s i s t so ft h ef o l l o w i n gt h r e ep a r t s ： T h es t r e s si n v e r s i o nf o rt h es o u r c er e g i o no f19 9 2L a n d e r se a r t h q u a k ew a sd o n e i nt h ef i r s tp a r t R e f e r e n c
12、 et ot h ef a u l tr u p t u r em o d e lg i v e nb yW a l da n dH e a t o n ( 19 9 4 ) ，f o r e s h o c ka n da f t e r s h o c kd a t u mw e r es e l e c t e df r o mt h eS o u t h e mC a l i f o m i a e a r t h q u a k ec a t a l o gg i v e nb yH a u k s s o n ( 2 0 0 0 ) ，a n dt h e nt h e p r e s e i s m i c a n d p o s t s e i s m i cs t r e s sw a si n v e r s e db yu s i n gt h em e t h o dg i v e nb yG e p h a r ta n dF o r s y t h ( 19 8 4 ) T h ei n v e r s i o nr e s u l ti n d i c a t e st h a tt h ed i r e
