工程地震震源機制解解析

1、工程地震導論中國地質(zhì)大學（北京）孫進忠工程地震震源機制解解析第1頁工程地震導論緒論地震和地震現(xiàn)象地震活動性震源機制解場地地震效應(yīng)地震影響評價場地工程地震勘察與評價工程地震震源機制解解析第2頁工程地震導論震源機制解工程地震震源機制解解析第3頁工程地震導論震源機制解震源機制涵義斷層破裂震源參數(shù)震源模型震源球面赤平投影原理P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第4頁震源機制涵義震源機制震源區(qū)在地震發(fā)生時力學過程。震源斷層面方位和滑動矢量，亦稱“斷層解”。Focal mechanism the inelastic deformation in the source region tha

2、t generates the seismic waves. In the case of a fault-related event it refers to the orientation of the fault plane that slipped and the slip vector and is also known as a fault-plane solution. From Wikipedia, the free encyclopedia last modified on 6 November at 03:26. /wiki/Focal_mechanism 工程地震震源機制

3、解解析第5頁工程地震導論震源機制解震源機制涵義斷層破裂震源參數(shù)震源模型震源球面赤平投影原理P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第6頁斷層破裂震源參數(shù)幾何參數(shù)節(jié)面（斷面）產(chǎn)狀斷面尺度（斷裂長度L、寬度 W 或半徑 r）運動學參數(shù)破裂傳輸方向破裂傳輸速度 vf斷層錯動歷時錯距 D（最大錯距 Dmax和平均錯距 Dm ）工程地震震源機制解解析第7頁斷層破裂震源參數(shù)力學參數(shù)地震能量震源釋放能量 E、地震波能量 EW地震效率 = EW / E震源應(yīng)力場力軸（壓力軸 P、拉力軸 T、中性軸 N）產(chǎn)狀震前應(yīng)力 0、震后應(yīng)力 1應(yīng)力降 = (0 1)/2平均應(yīng)力 m = (0 +1)/2視應(yīng)

4、力 s = m 地震矩 M0 = A Dm （ ：斷裂巖體剪切模量）工程地震震源機制解解析第8頁工程地震導論震源機制解震源機制涵義斷層破裂震源參數(shù)震源模型震源球面赤平投影原理P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第9頁單力源單力偶源雙力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型 集 中 力 系 模 型工程地震震源機制解解析第10頁xy單力源P波輻射圖案090180270單力源S波輻射圖案xy090180270Ur = AcosU = Bsin震源模型 集 中 力 系 模 型工程地震震源機制解解析第11頁xy090180270輻射圖案與各個方位上地震波波形對應(yīng)關(guān)系30601800

5、90150120工程地震震源機制解解析第12頁單力偶源P波輻射圖案xy090180270 xy090180270單力偶源S波輻射圖案Ur = Asin2U = Bsin2T 軸T 軸P 軸P 軸T 軸T 軸P 軸P 軸震源模型 集 中 力 系 模 型工程地震震源機制解解析第13頁1800雙力偶源P波輻射圖案xy090180270 xy90270雙力偶源S波輻射圖案Ur = Asin2U = Bcos2T 軸T 軸P 軸P 軸T 軸T 軸P 軸P 軸震源模型 集 中 力 系 模 型工程地震震源機制解解析第14頁ababcc節(jié)面 a、b 將二者法平面分割為四個象限。P波初動在法平面內(nèi)呈對稱四象限分

6、布。平面 c 水平節(jié)面 a、b 與平面 c 相交，將平面 c 劃分為四部分，P波初動在水平面內(nèi)也呈對稱分布。節(jié)面 a、b 傾斜正交傾斜節(jié)面（斷層面）與水平面交切工程地震震源機制解解析第15頁工程地震導論震源機制解震源機制涵義斷層破裂震源參數(shù)震源模型震源球面赤平投影原理P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第16頁OF地面斷層面輔助面震源球剖面上斷層錯動與P波初動方向分布F 震源；O 震中震源球面工程地震震源機制解解析第17頁FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面與地震射線關(guān)系F 震源；O 震中；S1, S2, , Sn 觀察點 震源到每一個觀察點都有一條射線相連。每條射線與震源

7、球面都有一個交點。M莫氏面C康氏面PgPnPPnPP震源球能夠任意小到震源球包圍全部射線均可視為直線。 直達波Pg 康氏面首波Pn 莫氏面首波P震源球面工程地震震源機制解解析第18頁S1S2S3S4至 S5至 SnOF近震射線遠震射線近震射線、遠震射線與投影球面關(guān)系近震射線大多穿過上半球面，遠震射線多數(shù)穿過下半球面至 Sn-1至 工程地震震源機制解解析第19頁工程地震導論震源機制解震源機制涵義斷層破裂震源參數(shù)震源模型震源球面赤平投影原理P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第20頁投影球上極點下極點赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直線和平面赤平投影直線投影平面投影下半球投影

8、赤平投影原理n工程地震震源機制解解析第21頁赤平面投影結(jié)果 平面持平投影：大圓弧l 直線持平投影：點赤平投影原理NESW090180270l 法線傾角90傾向走向走向drd傾向idi傾角 離源角 i工程地震震源機制解解析第22頁工程地震導論震源機制解震源機制涵義斷層破裂震源參數(shù)震源模型震源球面赤平投影原理P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第23頁P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影P波初動赤平投影將震源球面作為投影球，保留下半球投影。近震射線反向延伸至下半球面。將各個地震臺站（觀察點）與震源對應(yīng)射線按直線投影到赤平面上。臺站投影參數(shù)臺站方位角： z射線離源角： i （與射線傾角

9、互余）P 波初動方向： 向上 ，向下 工程地震震源機制解解析第24頁P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影FO震源球地面地心近震直達波離源角M莫氏面C康氏面PgPnPPiPgiPniPniPniPniPgFOPi Pi P首波離源角PPAvAhAhAvi Pi P射線P波初動位移圖示震源球工程地震震源機制解解析第25頁S2 下半球射線S1 上半球射線WES1 對蹠點i1i2NSS1S2NSEWS2S1近震射線投影方法投影球赤平面P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第26頁P波初動、震源節(jié)面和力軸赤平投影工程地震震源機制解解析第27頁工程地震震源機制解解析第28頁序號臺站代號經(jīng)度緯度

10、震中距離臺站方位角離源角震相（）（）（km）z（）ihPhase1LBG116.6040.90169.3101.453.0Pn2SAC115.5240.44113.8137.953.0Pn3MDY116.5640.40186.5118.653.0Pn4ZKD115.9239.69201.2146.753.0Pn5ZUL115.1340.16123.9339.480.8Pg6ZJK114.9040.8347.6330.067.2Pg7HAN114.5240.6462.37.272.2Pg8YINX113.2839.59212.1212.253.0Pn9YYR114.1639.96143.7195

11、.653.0Pn10TZN114.0940.37102.425.479.0Pg11SFS115.8139.66198.8329.484.3Pg12LQS116.0840.10173.8314.783.4Pg13DSQ116.4340.08197.0309.284.2Pg14ZZ178.4540.9427.1281.631.4P15ZZ280.2641.1925.7281.532.3P16ZZ388.1347.8519.9298.541.7P17ZZ4145.1945.5422.568.635.2P18ZZ5115.3460.9419.71.042.1P地 震 波 初 動 資 料（地震：1998年7月27日9:05 ；震級：M 4.8；震中：11437，4112；震源深度：h20km）工程地震震源機制解解析第29頁節(jié)面1：32682；節(jié)面2：5972