震源破裂机理研究室
主任: 章文波
成员: 易卫东 朱守彪 周元泽 李永兵 魏荣强
定位:
地震的“孕育—发生—致灾”过程是一个在时间、空间尺度上跨度很大的复杂的物理过程。随着数字技术的飞速发展,人类已可以针对地震的“致灾”现象进行直接的观测,积累了丰富的资料,但针对地震本身内部的“孕育—发生”过程尚难以进行直接的观测。目前,有效的研究手段是通过地面或近地表的各种观测数据,来合理地推测地下地震发生的物理过程。本研究组的研究方向将以地震中获取的各种观测资料为基础数据,以现代地震科学的视角,从多学科(地震学、地球物理学、地震大地测量学、地震地质学、工程地震学、岩石力学等)角度出发、以多手段(野外观测、实验测试和数值模拟技术)对灾害性大地震开展综合研究,以期对断层的动态传播的物理机制、及其所产生的近场强地面运动的特征有所新的了解和认识。研究中将首先以已发生的破坏性大地震为研究对象,为已发生的大地震的震源破裂过程和灾害分布提供较为可信的物理解释,进而对未来破坏性大地震所产生的强地面运动的预测及防震减灾提供可靠的理论基础;在进行理论和数值模拟技术研究的同时,将研发无线传感器网络技术应用于地震观测系统的研究,尝试开发适用于地震观测的无线传感器,进而建立以无线传感器为基础的地震观测台网。有关震源破裂机理的研究不是孤立的,它同地质学和地球物理学的其他分支紧密相关。可靠的震源破裂过程信息的获得,有赖于对于震源区介质情况的详细了解,也有赖于对于震源区地质构造背景的了解。因而,本研究组的研究同实验室其他研究组的研究是紧密相关的,其他研究组研究结果和进展将会大大促进震源破裂机制的研究。
成果:
本研究组的工作成果主要基于多项国家自然基金项目的资助。研究中在针对地震震源破裂过程研究的同时,也针对地震所造成的静态和动态应力场的变化进行了研究。震源破裂过程的研究尝试了在破坏性大地震后不仅能根据地震记录反演破裂过程的运动学模型,而且进一步地从断层破裂过程中的本构关系出发,研究震源破裂的动力学模型,从物理本质上来揭示地震断层发生和传播的过程;以获得的震源破裂模型为基础进行了强地面运动的数值模拟,数值模拟结果同实际观测记录符合得较好,客观地验证了研究方法的合理性。另一方面,研究了大地震所造成的静态和动态应力场的变化,探索了地震触发机制和地震序列发生的力学成因。研究成果不仅仅对破坏性大地震的抗震减灾有着重要的实际应用价值,同时对开拓基于物理机制研究的数值地震预报探索具有重要的作用。