活動斷層的地震地表永久位移研究

劉艷瓊

（中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080）

中國地震局工程力學研究所2013屆博士論文摘要（Ⅱ）

活動斷層的地震地表永久位移研究

劉艷瓊

（中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080）

（3）某區域內活動構造發生地震有一定的規律性。文中比較分析了現今常用地震發生模型的方法及其適宜性。借鑒以往研究成果，提出了指定活動斷層的地震發生模型選定的方法和步驟。聯合歷史地震和探槽確定的古地震增補的地震序列，給出了幾條斷裂的特征地震，即：鮮水河斷裂帶上M≥7．0地震平均復發間隔為41年，特征地震震級為7；小江斷裂帶上M≥7．0地震平均復發間隔為58年，特征地震震級為7。

（4）聯合構造應力作用下地殼運動動力學的模擬結果和斷層的特征地震發生模型，可以估計斷層未來一段時間內的地震危險性。地震引起的地表位移評估方法分近斷層場地和遠離斷層場地2部分來處理。①近斷層場地采用了基于Cornell地震動框架的地表永久位移的概率分析方法和設定地震分析方法，其中考慮了震級-破裂尺度關系、永久位移分布模式和位移衰減模型。統計了汶川地震中沿斷裂的永久位移分布，論證了永久位移分布模式的適用性。

近年來的汶川地震、集集地震、昆侖山口地震、土爾其伊茲米特地震等都引起了大規模的地表破裂，其可能對道路、橋梁、隧道、大壩、輸油（氣）管網、通訊電纜等大型工程造成嚴重破壞，導致巨大資產損失。因此，活動斷層的地震地表破裂研究已經成為巖土地震工程中關注的焦點課題之一，地表永久位移的分布特征研究對防震減災具有十分重要的工程意義和理論價值。本文所做的主要工作如下：

（1）首先剖析了地震發生的機理和發生過程。認為地震發生的物理過程可以描述為斷層及其分割的地塊組成的不穩定系統，在地質作用下發生的局部失穩過程或界面材料破壞的過程，并從數學、力學等理論角度作了描述。

（2）構造應力與強震活動具有密切聯系。文中綜述了GPS在地球動力學研究中的應用和成果，介紹了我國大陸及周邊動力學環境。在此基礎上，選擇鮮水河斷裂帶、龍門山斷裂帶和東昆侖斷裂帶及其分割的活動地塊作為研究對象，應用地殼運動動力學模擬了研究區域內應用上述方法分析了鮮水河斷裂帶上的最大永久位移，得到其近場的最大永久位移估值。②對于遠離斷層場地，提出了基于Mindlin解的地震地表永久位移估計方法，并以鮮水河斷裂為例，對活動斷層有限范圍內的地表位移場進行了數值模擬。結果顯示，在震中距為26 km處的場址處，位移分布已比較均勻，且相對平緩，3個方向相距100 m的相對位移分別為1 cm、1 cm和2 cm。

總之，本文剖析了地震發生的物理過程，對斷層附近的地震、地震地質、構造應力、GPS觀測數據等進行綜合分析，應用地殼運動動力學模擬估計了發震的敏感部位；依據歷史地震、現代地震和古地震的統計關系，確定地震發生模型，估計了斷層在未來一段時間內的地震危險性，進而評估了活動斷層地震地表破裂永久位移。以大崗山水壩工程為應用背景進行了實例驗證，提出了一套應用于工程地震的活動斷層地震地表破裂永久位移的評估體系。

活動斷層；地表永久位移；地殼運動動力學；古地震；地震危險性

（作者電子信箱，劉艷瓊：yanqiong-liu＠163．com）

P315．9；

A；

10．3969／j．issn．0235-4975．2014．04．011的最近3次破壞性地震昆侖山口地震、汶川地震、玉樹地震發生前后的斷層-活動地塊的運動狀態。結果表明，應力、應變、位移狀態與地震發生可能存在一定的聯系，初步推斷研究區域內未來可能發生強震的地段為鮮水河斷裂帶西北段、映秀—北川斷裂的西南段和東北段。