4工程地震(震源机制解)

工程地震导论中国地质大学（北京）孙进忠工程地震导论绪论地震和地震现象地震活动性震源机制解场地地震效应地震影响评价场地工程地震勘察与评价工程地震导论震源机制解工程地震导论震源机制解–震源机制的涵义–断层破裂震源参数–震源模型–震源球面–赤平投影原理–P波初动、震源节面和力轴的赤平投影震源机制的涵义震源机制–震源区在地震发生时的力学过程。–震源断层面的方位和滑动矢量，亦称“断层解”。Focalmechanism–theinelasticdeformationinthesourceregionthatgeneratestheseismicwaves.–Inthecaseofafault-relatedeventitreferstotheorientationofthefaultplanethatslippedandtheslipvectorandisalsoknownasafault-planesolution.FromWikipedia,thefreeencyclopedialastmodifiedon6November2010at03:26.震源机制解–震源机制的涵义–断层破裂震源参数–震源模型–震源球面–赤平投影原理–P波初动、震源节面和力轴的赤平投影断层破裂震源参数几何参数–节面（断面）产状–断面尺度（断裂长度L、宽度W或半径r）运动学参数–破裂传播方向–破裂传播速度vf–断层错动历时–错距D（最大错距Dmax和平均错距Dm）断层破裂震源参数力学参数–地震能量震源释放能量E、地震波能量EW地震效率=EW/E–震源应力场力轴（压力轴P、拉力轴T、中性轴N）产状震前应力0、震后应力1应力降=(01)/2平均应力m=(0+1)/2视应力s=m–地震矩M0=ADm（：断裂岩体剪切模量）工程地震导论震源机制解–震源机制的涵义–断层破裂震源参数–震源模型–震源球面–赤平投影原理–P波初动、震源节面和力轴的赤平投影单力源单力偶源双力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型—集中力系模型xy单力源P波辐射图案0°90°180°270°单力源S波辐射图案xy0°90°180°270°Ur=AcosU=Bsin震源模型—集中力系模型xy0°90°180°270°辐射图案与各个方位上地震波波形的对应关系30°60°180°0°90°150°120°单力偶源P波辐射图案xy0°90°180°270°xy0°90°180°270°单力偶源S波辐射图案Ur=Asin2U=Bsin2T轴T轴P轴P轴T轴T轴P轴P轴震源模型—集中力系模型180°0°双力偶源P波辐射图案xy0°90°180°270°xy90°270°双力偶源S波辐射图案Ur=Asin2U=Bcos2T轴T轴P轴P轴T轴T轴P轴P轴震源模型—集中力系模型ababcc节面a、b将两者的法平面分割为四个象限。P波初动在法平面内呈对称的四象限分布。平面c水平节面a、b与平面c相交，将平面c划分为四部分，P波初动在水平面内也呈对称分布。节面a、b倾斜正交倾斜节面（断层面）与水平面的交切工程地震导论震源机制解–震源机制的涵义–断层破裂震源参数–震源模型–震源球面–赤平投影原理–P波初动、震源节面和力轴的赤平投影OF地面震源球＋＋－－剖面上断层错动与P波初动方向的分布F—震源；O—震中震源球面FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面与地震射线的关系F—震源；O—震中；S1,S2,…,Sn—观测点震源到每一个观测点都有一条射线相连。每条射线与震源球面都有一个交点。M—莫氏面C—康氏面PgPnPPnPP震源球可以任意小到震源球包围的所有射线均可视为直线。—直达波Pg—康氏面首波Pn—莫氏面首波P震源球面S1S2S3S4至S5至SnOF近震射线远震射线近震射线、远震射线与投影球面的关系近震射线大多穿过上半球面，远震射线多数穿过下半球面至Sn-1至…工程地震导论震源机制解–震源机制的涵义–断层破裂震源参数–震源模型–震源球面–赤平投影原理–P波初动、震源节面和力轴的赤平投影投影球上极点下极点赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直线和平面的赤平投影直线的投影平面的投影下半球投影赤平投影原理n赤平面投影结果—平面的持平投影：大圆弧l—直线的持平投影：点赤平投影原理NESW0°90°180°270°l的法线倾向走向走向d)cos1(αrdrd倾向idi倾角离源角icosird工程地震导论震源机制解–震源机制的涵义–断层破裂震源参数–震源模型–震源球面–赤平投影原理–P波初动、震源节面和力轴的赤平投影P波初动、震源节面和力轴的赤平投影P波初动的赤平投影将震源球面作为投影球，保留下半球投影。近震射线反向延伸至下半球面。将各个地震台站（观测点）与震源对应的射线按直线投影到赤平面上。台站投影参数台站方位角：z射线离源角：i（与射线的倾角互余）P波初动方向：向上，向下P波初动、震源节面和力轴的赤平投影FO震源球地面地心近震直达波的离源角M—莫氏面C—康氏面PgPnPPiPgiPniPniPniPniPgFOPiPiP首波的离源角PPAvAhAhAviPiP射线P波初动位移图示)arctan(vhPAAi)arcsin(m2cPnVVi)arcsin(c21cPgVVi震源球S2下半球射线S1上半球射线WES1对蹠点i1i2NSS1′S2′NSEWS2′S1′近震射线的投影方法投影球赤平面P波初动、震源节面和力轴的赤平投影P波初动、震源节面和力轴的赤平投影序号台站代号经度纬度震中距离台站方位角离源角震相（°）（°）（km）z（°）ihPhase1LBG116.6040.90169.3101.453.0－Pn2SAC115.5240.44113.8137.953.0＋Pn3MDY116.5640.40186.5118.653.0－Pn4ZKD115.9239.69201.2146.753.0Pn5ZUL115.1340.16123.9339.480.8＋Pg6ZJK114.9040.8347.6330.067.2Pg7HAN114.5240.6462.37.272.2＋Pg8YINX113.2839.59212.1212.253.0＋Pn9YYR114.1639.96143.7195.653.0＋Pn10TZN114.0940.37102.425.479.0＋Pg11SFS115.8139.66198.8329.484.3－Pg12LQS116.0840.10173.8314.783.4－Pg13DSQ116.4340.08197.0309.284.2－Pg14ZZ178.4540.9427.1281.631.4－P15ZZ280.2641.1925.7281.532.3－P16ZZ388.1347.8519.9298.541.7－P17ZZ4145.1945.5422.568.635.2－P18ZZ5115.3460.9419.71.042.1＋P地震波初动资料（地震：1998年7月27日9:05；震级：M＝4.8；震中：114°37′，41°12′；震源深度：h＝20km）节面1：326°∠82°；节面2：59°∠72°P轴：276°∠11°；T轴：191°∠19°；N轴：31°∠77°工程地震导论震源机制解–震源机制的涵义–断层破裂震源参数–震源模型–震源球面–赤平投影原理–P波初动、震源节面和力轴的赤平投影工程地震导论绪论地震和地震现象地震活动性震源机制解场地地震效应地震影响评价场地工程地震勘察与评价