位错模型模拟昆仑山断层不均匀错动引起的地面变形

论文摘要

断层活动诱发了地震,地震是断层活动的一种表现。一次次地震的发生促成了断层的生长与发展,造成了地面破裂、变形和多种严重的灾害。地面大幅度隆起、陷落、山体滑坍移位,田园、道路被切错,建筑物倒塌破裂,令人触目惊心;凡断层经过的地段地震灾害明显加重,给人类带来极其严重的灾难。断裂带的活动是引发地震的“元凶”,地震产生的地表破裂是造成建筑物的破坏以及人类生命财产损失的重要原因。因此,断层错动的研究有助于了解和认识地球内部的动力学过程,探索地震孕育、发生过程,预测地震危险性,最大限度的减轻地震灾害。本文以东昆仑断裂带为背景,详细分析了东昆仑断裂带的地质构造背景;介绍了位错理论的发展和Okada位错理论模型的基本理论和应用原理;并综合东昆仑断裂带的地质地理环境,应用位错理论对均匀滑动模型和不均匀滑动模型在地面引起的形变场进行计算,分析研究;运用C语言进行程序设计,结合GMT(generic mapping tools )中断层的有关参数及该区域地质、地球物理资料,对东昆仑断裂带进行正演解算和模拟,将计算结果运用GMT软件处理,得到了该区域的均匀位错和不均匀位错水平形变和垂直形变模拟场,取得了较好的结果。综合地质,地球物理结果分析断层活动与地面形变的关系,得到的主要结论为:1.东昆仑活动断裂带具有明显的破裂分段特征,不同段落的活动水平存在一定差异,断裂垂直位移分量小,整条断裂以左旋走滑为主。2.断裂带普遍具有羽列组合和局部走向突变等结构特征,沿断裂带走向出现了几个位移峰值,断层错动的不均匀性在位错阶区产生垂直形变隆起区或下沉区。3.通过均匀分布与不均匀分布模型计算可知,断层面上的地面位移场在走滑方向的近场变形差异最大,在垂直于断层走向的变形差异次之,在垂直于地面方向的变形差异最小。上述观点与现实的特征情况表现出较好的一致性,取得了较好的成果,证明了位错理论模型在断层错动与地面形变关系研究应用中的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 断层与地震问题概述
• 1.1.1 断层
• 1.1.2 活断层
• 1.1.3 断层活动与地震的关系
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 断层研究现状
• 1.2.2 位错理论模型的研究现状
• 1.3 本文选题研究意义
• 1.4 本文研究的内容
• 第二章 位错模型基本理论
• 2.1 位错理论概述
• 2.2 弹性半空间位错模型理论
• 2.2.1 点源位错模型的表达式
• 2.2.2 有限矩形位错解析表达式
• 2.2.3 位错引起的内部形变
• 2.30 KADA 位错模型坐标系换算
• 2.4 位错理论正演流程
• 第三章 东昆仑活动断裂带及构造背景
• 3.1 东昆仑地质构造背景
• 3.2 东昆仑活动断裂带的地震活动
• 3.3 昆仑山口西M58.1 级地震地表破裂带
• 3.3.1 地表破裂带的展布范围、性质、破裂组合特征
• 3.3.2 地表破裂带的分段特征
• 3.3.3 地表破裂带的运动学特征
• 3.4 昆仑断裂带测量资料
• 3.4.1 常规大地测量
• 3.4.2 GPS 测量
• 3.4.3 InSAR 资料
• 第四章 位错理论模型模拟昆仑山地区的地面形变
• 4.1 试验区域及断层选取
• 4.2 单一断层模拟地面形变
• 4.2.1 布喀达坂峰破裂段模拟结果
• 4.2.2 库赛湖西破裂段模拟结果
• 4.2.3 库赛湖东破裂段模拟结果
• 4.2.4 昆仑山口破裂段模拟结果
• 4.2.5 断裂带形变场综合模拟
• 4.3 不均匀位错位移场分布模拟
• 4.3.1 不均匀位错问题
• 4.3.2 多分段多断层位错模型
• 4.3.3 多分段多断层模拟
• 4.4 三维模拟图
• 4.5 昆仑断裂带活动模拟结果分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢