刘泰
- 作品数：9 被引量：34H指数：4
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- 利用球形地球位错理论研究日本M_(W)9.0地震引起的稳态变形与库仑应力变化被引量：1
- 2022年
- 稳态地震变形是指由地震引起的、超长时间尺度内震后黏弹性松弛效应的累加,通过对稳态地震变形的研究,可以研究大地震导致的地球总体震后形变场,有利于分析周边地区对该地震的极限响应.本文首先利用球形地球地震位错理论,计算了日本M_(W)9.0地震在日本列岛和中国东部地区产生的稳态水平位移.结果表明,日本M_(W)9.0地震在日本本岛引起的稳态水平位移最大可达到8 m,大体上是同震水平位移的两倍;在中国东北地区产生的稳态水平位移最大值超过0.8 m,在华北地区产生的稳态水平位移最大值为0.5 m左右,是同震水平位移的30~40倍.接着,本文根据前人研究成果,结合地质资料,建立了中国东北和华北地区15条主要断裂带的几何与滑动构造模型,然后利用球形地球位错理论计算了日本M_(W)9.0地震在上述断裂带上引起的同震与稳态库仑应力变化.结果表明,该强震在中国东北和华北地区主要断裂带上引起的同震库仑应力变化均不超过1 kPa;稳态库仑应力变化显著超过同震结果,但除了依兰—伊通断裂带北段和嫩江断裂带南段的一部分以外,其他断裂带上的稳态库仑应力变化均未超过10 kPa这个地震触发阈值.因此日本M_(W)9.0地震对中国东北和华北地区地震危险性影响有限,不会显著改变区内主要断裂带的应力状态和地震活动性.
- 陈伟刘泰唐河佘雅文付广裕
- 关键词：库仑应力变化地震危险性
- EGM2008模型与地表观测重力数据的融合及其在川西地区的应用被引量：8
- 2017年
- 依据四川盆地和其西部高原地区1549个地面重力实测点数据,利用基于‘消去-恢复’思想的最小二乘配置方法,将EGM2008地球重力场模型给出的自由空气重力异常与地面实测自由空气重力异常两种数据进行融合,并对其适用性加以验证分析.计算结果表明,在四川高原地形起伏剧烈的山地,利用采样间隔4 km的地面测点,通过该数据融合方法能将模型值与实测值的标准差从41.9 mGal(10^(-5)ms^(-2))提高到11.6 mGal,平均差异从-105.4 mGal提高到-0.5 mGal;在龙泉山以东较为平坦的盆地区域,间隔8 km的地面测点密度就可以将模型标准差从5.2 mGal提高到1.9 m Gal,平均差异从-16.8 mGal提高到-0.1 mGal.上述不同地面测点分布密度对数据融合结果影响的分析表明,在地形起伏的山地,要将模型标准差控制在10 mGal左右,必须将地面测点密度控制在2 km以内;在平坦的盆地或平原地区,地面测点60 km间隔采样就可以将EGM2008模型值标准差校正到5 mGal左右.
- 王灼华金红林付广裕佘雅文刘泰
- 关键词：数据融合最小二乘配置
- 利用粘弹性球体位错理论研究2011年日本M_W9.0地震引起的震后位移时空变化被引量：3
- 2017年
- 基于2011年3月~2015年9月的GPS观测数据,研究了2011年日本M_W9.0地震引起的震后位移时空变化,分析震后4.5a内震后断层余滑和粘滞性松弛对震后位移场的贡献。基于子断层叠加的思想,对Tanaka的粘弹性球体位错理论配套计算程序(环型解部分)加以改进,克服其近场计算精度不足(甚至错误)的缺陷,提高了近场震后位移的计算精度。利用弹性球体位错理论配套计算程序和改进后的粘弹性球体位错理论配套计算程序,分别计算2011年日本M_W9.0地震产生的同震位移,两组结果的差异仅占信号的1%左右,验证了对粘弹性球体位错理论配套计算程序改造的正确性。最后,结合震后3~4.5aGPS观测数据,利用Tanaka的粘弹性球体位错理论确定了2011年日本M_W9.0地震震中周边区域地幔粘滞性系数,其最佳拟合值为6×10^(18)Pa·s。
- 刘泰付广裕苏小宁
- 关键词：GPS
- 基于GPS观测研究中国东北地区现今地壳形变特征被引量：9
- 2019年
- 基于中国东北和俄罗斯远东东南部2012—2017年的GPS观测数据,利用包含年周期、半年周期、线性项和阶跃项的函数模型拟合GPS站坐标时间序列,得到ITRF2014下的速度场,并进一步转换到欧亚参考框架下得到相对欧亚板块的速度场。基于多尺度球面小波方法解算应变率场,并分析了其空间分布特征,同时研究了各GPS站对2011年日本东北M_W9.0大地震的震后松弛响应特征和背景形变场特征。结果表明:①若不扣除日本东北大地震的松弛效应,相对欧亚板块中国东北主体上表现为东南方向运动,在依兰—伊通断裂和嫩江断裂带之间,地壳表现为逆时针旋转,其他区域向东南方向运动,方向一致性较好,在敦化—密山断裂东侧速度大小明显增加。敦化—密山断裂和依兰—伊通断裂两侧拉张量分别为3.96±0.04 mm/a和0.71±0.05 mm/a,两条断裂的剪切运动不明显。总体上,面应变率显示出NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压,面应变率显示出依兰—伊通断裂南端、嫩江断裂带北端和俄罗斯远东东南部呈挤压状态。在依兰—伊通断裂、敦化—密山断裂南侧以及俄罗斯远东东南部最大剪应变率相对较大。②各GPS测站对2011年日本东北M_W9.0大地震震后松弛的响应整体上表现为东南向运动,松弛形变量随震中距增加而减小。松弛效应的面应变率总体上表现为NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压,面应变率显示出依兰—伊通、敦化—密山断裂南端、嫩江断裂带北端以及俄罗斯远东地区具有挤压特征,其他地区表现为拉张特征。中国与俄罗斯远东边界南端存在一个明显的最大剪应变率高值区。③扣除日本东北M_W9.0大地震引起的松弛变形后,总体上面应变率仍然表现为NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压,面应变率最大值仍然位于依兰—伊通断裂和敦化—密山断裂南端、第二松花江断裂带以及俄罗斯远东和中国
- 于吉鹏孟国杰苏小宁Nikolay ShestakovMikhail GerasimenkoHiroaki TakahashiMako Ohzono刘泰李承涛
- 关键词：应变率场
- 利用同震和震后位移数据联合反演2011年日本M_(W)9.0地震同震断层滑动被引量：1
- 2021年
- 基于黏弹性球体位错理论,联合陆地和海底同震GPS数据以及日本本岛330个陆地GPS站点5~10年的震后数据,反演了日本M_(W)9.0地震的断层滑动模型,提升了断层滑动分布在细节上的合理性。首先,基于日本本岛330个陆地GPS站点震前2年和震后10年的连续观测数据,获取了日本M_(W)9.0地震震后5~10年的年平均位移,该时段的位移几乎完全由地幔黏弹性松弛效应引起;接着,利用黏弹性球体位错理论对震后5~10年的位移进行反复拟合,确定了日本M_(W)9.0地震震源及周边地区的地幔黏滞性系数最优解(9.0×10^(18) Pa·s)。然后,联合同震和震后位移数据,引入黏弹性位错格林函数,反演了2011年日本M_(W)9.0地震的断层滑动分布。结果表明,该地震同震破裂的最大值达到了62.72 m,同震滑动的总地震矩为4.48×10^(22) Nm,相应的矩震级为M_(W)9.03。由于黏弹性松弛效应引起的震后位移中包含了同震破裂的信息,基于黏弹性球体地震位错理论,联合同震和震后位移数据反演断层同震破裂,有效提高了日本M_(W)9.0地震断层滑动分布的可靠性。最后,本文提出的反演方法为同震观测结果缺乏的大地震震后科考提供了理论支撑:在大地震发生之后,即使在同震期间没有足够的观测数据,也可以在震后通过对震源区的加密观测积累的震后数据,使用本文提出的反演方法优化同震断层滑动模型。
- 陈伟刘泰佘雅文佘雅文
- 关键词：滑动分布反演
- 基于粘弹性球体地球模型的震后位移与重力变化计算软件被引量：5
- 2017年
- 在考虑地球曲率、成层结构、可压缩性与自重的前提下,Tanaka等[1-2]提出一套较为完备的粘弹性球体位错理论,可计算全球任意位置由地震产生的同震与震后形变(含位移、重力变化、大地水准面变化)。Gao等[3]给出了与上述理论相匹配、界面友好的计算软件,能计算30个震后时间点对应的震后形变。本研究针对Gao等的软件进行改进,可计算震后任意时间点对应的震后形变。新软件由3个部分组成:1)与32个震后时间点相对应的32套离散格林函数数值框架;2)格林函数插值计算程序,可针对上述32套格林函数数值框架进行插值运算,输出任意震后时间点对应的格林函数数值结果;3)积分计算程序,调用上述格林函数数值结果,计算任意类型地震在地表任意位置产生的同震与震后形变。一般情况下,使用者只需按要求准备辅助文件,提供发震断层模型和观测站位置信息,以及震中周围地区地幔粘滞性因子,先后运行格林函数插值计算程序和积分计算程序,即可计算出目标地震在地表任意位置产生的同震与震后形变。本文基于粘弹球体位错理论与弹性球体位错理论,分别计算2011年日本MW9.0地震引起的远场同震位移,2套结果的高度一致性证明了新程序的正确性。最后,介绍需要注意的若干事项,便于使用者掌握该软件。
- 付广裕刘泰
- 关键词：震后形变
- 青藏高原东北缘重力势能与水平偏应力研究
- 2022年
- 偏应力场的定量研究结果对于揭示区域构造运动具有重要意义.本文使用重力与GPS联合观测数据计算青藏高原东北缘的重力势能,估计其产生的水平偏应力,并与全球应变率图(GSRM)进行对比分析,发现研究区域的重力势能分布形态总体具有青藏高原高、鄂尔多斯块体低的特点.重力势能最高值位于青藏高原北部,量值为1.53×10^(14) N/m,最低值位于秦岭南部,量值为1.45×10^(14) N/m.由重力势能差异引起的偏应力在青藏高原北部、鄂尔多斯块体南部和秦岭东段较大,最大值达14 MPa左右,位于青藏高原与阿拉善块体交界处.
- 王振宇付广裕刘泰郭凌冬陈伟房婷婷
- 关键词：青藏高原东北缘重力势能
- 2011年日本M_W9.0地震震后形变机制与震源区总体构造特征被引量：10
- 2017年
- 本文利用较为完备的球体位错理论,结合4.5年的震后位移数据,优化了2011年日本M_w9.0地震震源区岩石圈弹性层厚度与地幔黏滞性因子,更新了该强震断层余滑时空演化过程.首先,基于日本列岛215个均匀分布的GPS连续观测站震前2年与震后4.5年的观测数据,提取了2011年日本M_w9.0地震引起的震后位移时空变化;接着,依据断层余滑衰减相对较快的特点,利用黏弹性球体位错理论对震后3~4.5年的GPS观测数据进行反复拟合,确定2011年日本M_w9.0地震震源区地幔黏滞性系数和岩石圈弹性层厚度的最优解分别为6×10^(18)Pa·s和30 km;然后,从震后3年内GPS观测数据中剔除地幔黏滞性松弛效应,获取了断层余滑对应的震后位移场;最后,利用基于球体位错理论的反演算法,反演了2011年日本M_w9.0地震断层余滑的时空演化过程.结果表明,2011年日本M_w9.0地震引起的断层余滑在震后半年内变化显著,震后2年主震区域余滑基本停止,断层的两端存在一定的余滑效应,断层余滑的累计矩震级达到8.59;地震后4年,地幔黏滞性松弛效应对震后位移场的贡献在总体上超过断层余滑的贡献.
- 刘泰付广裕周新苏小宁
- 2015年尼泊尔Mw7.8地震的震后形变机制——震后余滑效应和黏滞性松弛效应被引量：1
- 2020年
- 利用较为完善的球体位错理论,结合尼泊尔地震震后1年GPS数据,研究2015年尼泊尔Mw7.8地震震后形变机制。探索了两种不同的震后形变机制模型:①单一的震后余滑模型(模型1);②震后余滑和黏滞性松弛联合模型(模型2)。模型1研究结果表明,震后余滑主要发生在20~35 km深度处,位于同震破裂的下倾区域;余滑以逆冲为主,伴随有右旋走滑分量,其中最大逆冲和走滑分量分别为20 cm和11 cm;震后余滑释放的地震矩为1.23×1020Nm,等效于Mw7.33地震。模型2得到的余滑分布与模型1相一致,但累积滑动量略小,释放地震矩为1.1×1020Nm,等效于Mw7.32地震。模型2研究表明尼泊尔地震震源区岩石圈弹性层厚度和地幔黏滞性系数的最优值分别为40 km和2×1019Pa·s。综上所述,尼泊尔地震震后1年时间内,震后余滑效应起主导作用,黏滞性松弛效应起次要作用。
- 李宇磊张永志王帅刘泰
- 关键词：GPS数据
