活动断层的地震地表永久位移研究_刘艳琼等著_9787502855291

本书首先剖析了地震的发生机理和发生过程。认为地震发生的物理过程可以描述为由断层及其分割的地块所组成的不稳定系统在地质作用下发生的局部失稳过程或界面材料的破坏过程，并从数学、力学等理论角度作了描述。

地震地表永久位移是强烈地震破坏的形式之一。近些年来的汶川地震、集集地震、昆仑山口西地震，土耳其伊兹米特地震等都引起了大规模的地表破裂，这可能对道路、桥梁、隧道、大坝、输油（气）管网、通信电缆等大型工程造成严重破坏，导致巨大资产损失。因此，活动断层的地震地表破裂研究已经成为地震工程中关注的焦点课题之一，地表永久位移的分布特征研究对防震减灾具有十分重要的工程意义和理论价值。
　　本书以活动断层的地震地表破裂永久位移估计为研究核心，针对两方面开展研究：其一，提供地震参数，即将来可能发生的地震的最大震级、可能发生的地点、可能发生的时间；其二，选择合理的计算方法，进行断层地震地表永久位移估计。具体地，以地震发生的物理过程作为研究的理论依据，以地震活动性、地震地质环境、断层活动特征、构造应力场及GPS观测数据为数据基础，运用断层的地震发生模型，结合地震危险性分析，展开活动断层地震地表破裂永久位移评估方法的研究，为地震灾害抗防、工程结构抗震设计提供地表永久位移（场）输入。
　　本书首先剖析了地震的发生机理和发生过程。认为地震发生的物理过程可以描述为由断层及其分割的地块所组成的不稳定系统在地质作用下发生的局部失稳过程或界面材料的破坏过程，并从数学、力学等理论角度作了描述。
　　构造应力与强震活动具有密切联系。书中综述了GPS观测在地球动力学研究中的应用和成果，介绍了我国大陆及周边地区的动力学环境。在此基础上，选择鲜水河断裂带、龙门山断裂带和东昆仑断裂带及其分割的活动地块为研究对象，应用地壳运动动力学，模拟了研究区域内最近4次破坏性地震——昆仑山口西地震、汶川地震、玉树地震、芦山地震发生前后的断层一活动地块的运动状态。结果表明，应力、应变、位移状态与地震发生可能存在一定的联系，初步推断研究区域内未来可能发生强震的地段为鲜水河断裂带的甘孜一道孚段、龙门山断裂带的西南段和东北段。
　　某区域内活动构造发生地震有一定的规律性。书中比较分析了现今常用地震发生模型的方法及其适宜性。借鉴以往研究成果，提出了指定活动断层的地震发生模型选定的方法和步骤。联合历史地震和探槽确定的古地震增补的地震序列，给出了几条活动断裂的特征地震，即：鲜水河断裂带上M≥7.0级地震平均复发间隔为41年，特征地震震级为7%；小江断裂带上M≥7.0级地震平均复发间隔为58年，特征地震震级为7%。
　　联合构造应力作用下地壳运动动力学的模拟结果和断层的特征地震发生模型，可以估计断层未来一段时间内的地震危险性。地震引起的地表位移评估方法分为近断层场地和远离断层场地两部分来处理。近断层场地采用了基于Cornell地震动框架的地表永久位移的概率分析方法和设定地震分析方法，其中考虑了震级-破裂尺度关系、永久位移分布模式和位移衰减模型。统计了汶川地震中沿断层的永久位移分布，论证了永久位移分布模式的适用性。应用上述方法分析了鲜水河断裂带上的最大永久位移，得到其近场的最大永久位移估值。
　　对于远离断层场地，提出了基于Mindlin解的地震地表永久位移估计方法，并以鲜水河断裂带为例，对活动断层有限范围内的地表位移场进行了数值模拟。结果显示，在震中距为26km的场址处，位移分布已比较均匀，且相对平缓，三个方向相距100m的相对位移分别为1、1和2cm。
　　本书主要内容源于以下科研项目的部分成果：国家自然科学基金青年项目（51508534）、国家自然科学基金面上项目（51278474）、国家自然科学基金重大研究计划（90715042）、中国地震局地震科技星火计划（XH22008B），国家重点研发计划项目（2018YFC1504501）、地震行业科研专项（201108003）、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项重点项目（2016A04）。王玉石、邹立晔、梁姗姗参与了本书部分内容的编写。感谢李小军研究员、周正华研究员、赵纪生研究员对作者从事地震工程研究的工作给予了指导、支持和鼓励。感谢刘杰研究员、张锐研究员、杨柏坡研究员、温瑞智研究员、刘启方研究员、袁晓铭研究员、景立平研究员、张会平研究员对本书研究工作提出了许多宝贵意见。感谢吴景发、郭宝玲、吴梦遥、王伟、刘培玄、王坦等参与了本书部分内容的研究工作。
　　本书的科研观点难免存在争议，研究内容必有疏漏，敬请指正！

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