工程地震（震源機制解）課件

工程地震導(dǎo)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）孫進忠工程地震導(dǎo)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）1工程地震導(dǎo)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導(dǎo)論緒論2工程地震導(dǎo)論震源機制解工程地震導(dǎo)論震源機制解3工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解4震源機制的涵義震源機制震源區(qū)在地震發(fā)生時的力學(xué)過程。震源斷層面的方位和滑動矢量，亦稱“斷層解”。Focalmechanism

theinelasticdeformationinthesourceregionthatgeneratestheseismicwaves.

Inthecaseofafault-relatedeventitreferstotheorientationofthefaultplanethatslippedandtheslipvectorandisalsoknownasafault-planesolution.

FromWikipedia,thefreeencyclopedialastmodifiedon6November2010at03:26.

/wiki/Focal_mechanism

震源機制的涵義震源機制5工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解6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(xué)參數(shù)破裂傳播方向破裂傳播速度vf斷層錯動歷時錯距D（最大錯距Dmax和平均錯距Dm）斷層破裂震源參數(shù)幾何參數(shù)7斷層破裂震源參數(shù)力學(xué)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=(01)/2平均應(yīng)力m=(0+1)/2視應(yīng)力s=m

地震矩M0=ADm（：斷裂巖體剪切模量）斷層破裂震源參數(shù)力學(xué)參數(shù)8工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解9單力源單力偶源雙力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型—集中力系模型單力源單力偶源雙力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型10xy單力源P波輻射圖案0°90°180°270°單力源S波輻射圖案xy0°90°180°270°Ur=AcosU=Bsin震源模型—集中力系模型xy單力源P波輻射圖案0°90°180°270°單力源S11xy0°90°180°270°輻射圖案與各個方位上地震波波形的對應(yīng)關(guān)系30°60°180°0°90°150°120°xy0°90°180°270°輻射圖案與各個方位上地震波12單力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°270°xy0°90°180°270°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—集中力系模型單力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°270°x13180°0°雙力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°270°xy90°270°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180°0°雙力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°27014ababcc節(jié)面a、b將兩者的法平面分割為四個象限。P波初動在法平面內(nèi)呈對稱的四象限分布。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）與水平面的交切ababcc節(jié)面a、b將兩者的法平面分割為四個象限。P波15工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解16OF地面斷層面輔助面震源球＋＋－－剖面上斷層錯動與P波初動方向的分布F—震源；O—震中震源球面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17FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面與地震射線的關(guān)系F—震源；O—震中；S1,S2,…,Sn—觀測點震源到每一個觀測點都有一條射線相連。每條射線與震源球面都有一個交點。M—莫氏面C—康氏面PgPnPPnPP震源球可以任意小到震源球包圍的所有射線均可視為直線。—直達波Pg—康氏面首波Pn—莫氏面首波P震源球面FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面與地震射線的關(guān)系F—18S1S2S3S4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的關(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…S1S2S3S4至S5至SnOF近震射線遠震射線近震射線19工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解20投影球上極點下極點赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直線和平面的赤平投影直線的投影平面的投影下半球投影赤平投影原理n投影球上極點下極點赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直線21赤平面投影結(jié)果—平面的持平投影：大圓弧l—直線的持平投影：點赤平投影原理NESW0°90°180°270°l的法線傾角90°傾向走向走向drd傾向idi傾角離源角i赤平面投影結(jié)果—平面的持平投影：大圓弧l—直線的持22工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解23P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影P波初動的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（觀測點）與震源對應(yīng)的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（與射線的傾角互余）P波初動方向：向上，向下P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影P波初動的赤平投影24P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影FO震源球地面地心近震直達波的離源角M—莫氏面C—康氏面PgPnPPiPgiPniPniPniPniPgFOPi

Pi

P首波的離源角PPAvAhAhAvi

Pi

P射線P波初動位移圖示震源球P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影FO震源球地面地心近震直達25S2下半球射線S1上半球射線WES1對蹠點i1i2NSS1′S2′NSEWS2′S1′近震射線的投影方法投影球赤平面P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影S2下半球射線S1上半球射線WES1對蹠點i1i2NS26P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影27工程地震（震源機制解）課件28序號臺站代號經(jīng)度緯度震中距離臺站方位角離源角震相（°）（°）（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地震波初動資料（地震：1998年7月27日9:05；震級：M＝4.8；震中：114°37′，41°12′；震源深度：h＝20km）序號臺站經(jīng)度緯度震中距離臺站方位角離源角震相（°）（°）29節(jié)面1：326°∠82°；節(jié)面2：59°∠72°P軸：276°∠11°；T軸：191°∠19°；N軸：31°∠77°節(jié)面1：326°∠82°；節(jié)面2：59°∠72°30工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解31工程地震導(dǎo)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導(dǎo)論緒論32演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！33工程地震導(dǎo)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）孫進忠工程地震導(dǎo)論中國地質(zhì)大學(xué)（北京）34工程地震導(dǎo)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導(dǎo)論緒論35工程地震導(dǎo)論震源機制解工程地震導(dǎo)論震源機制解36工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解37震源機制的涵義震源機制震源區(qū)在地震發(fā)生時的力學(xué)過程。震源斷層面的方位和滑動矢量，亦稱“斷層解”。Focalmechanism

theinelasticdeformationinthesourceregionthatgeneratestheseismicwaves.

Inthecaseofafault-relatedeventitreferstotheorientationofthefaultplanethatslippedandtheslipvectorandisalsoknownasafault-planesolution.

FromWikipedia,thefreeencyclopedialastmodifiedon6November2010at03:26.

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震源機制的涵義震源機制38工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解39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(xué)參數(shù)破裂傳播方向破裂傳播速度vf斷層錯動歷時錯距D（最大錯距Dmax和平均錯距Dm）斷層破裂震源參數(shù)幾何參數(shù)40斷層破裂震源參數(shù)力學(xué)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=(01)/2平均應(yīng)力m=(0+1)/2視應(yīng)力s=m

地震矩M0=ADm（：斷裂巖體剪切模量）斷層破裂震源參數(shù)力學(xué)參數(shù)41工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解42單力源單力偶源雙力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型—集中力系模型單力源單力偶源雙力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型43xy單力源P波輻射圖案0°90°180°270°單力源S波輻射圖案xy0°90°180°270°Ur=AcosU=Bsin震源模型—集中力系模型xy單力源P波輻射圖案0°90°180°270°單力源S44xy0°90°180°270°輻射圖案與各個方位上地震波波形的對應(yīng)關(guān)系30°60°180°0°90°150°120°xy0°90°180°270°輻射圖案與各個方位上地震波45單力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°270°xy0°90°180°270°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—集中力系模型單力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°270°x46180°0°雙力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°270°xy90°270°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180°0°雙力偶源P波輻射圖案xy0°90°180°27047ababcc節(jié)面a、b將兩者的法平面分割為四個象限。P波初動在法平面內(nèi)呈對稱的四象限分布。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）與水平面的交切ababcc節(jié)面a、b將兩者的法平面分割為四個象限。P波48工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解49OF地面斷層面輔助面震源球＋＋－－剖面上斷層錯動與P波初動方向的分布F—震源；O—震中震源球面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50FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面與地震射線的關(guān)系F—震源；O—震中；S1,S2,…,Sn—觀測點震源到每一個觀測點都有一條射線相連。每條射線與震源球面都有一個交點。M—莫氏面C—康氏面PgPnPPnPP震源球可以任意小到震源球包圍的所有射線均可視為直線?！边_波Pg—康氏面首波Pn—莫氏面首波P震源球面FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面與地震射線的關(guān)系F—51S1S2S3S4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的關(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…S1S2S3S4至S5至SnOF近震射線遠震射線近震射線52工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解53投影球上極點下極點赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直線和平面的赤平投影直線的投影平面的投影下半球投影赤平投影原理n投影球上極點下極點赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直線54赤平面投影結(jié)果—平面的持平投影：大圓弧l—直線的持平投影：點赤平投影原理NESW0°90°180°270°l的法線傾角90°傾向走向走向drd傾向idi傾角離源角i赤平面投影結(jié)果—平面的持平投影：大圓弧l—直線的持55工程地震導(dǎo)論震源機制解震源機制的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)面和力軸的赤平投影工程地震導(dǎo)論震源機制解56P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影P波初動的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（觀測點）與震源對應(yīng)的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（與射線的傾角互余）P波初動方向：向上，向下P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影P波初動的赤平投影57P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影FO震源球地面地心近震直達波的離源角M—莫氏面C—康氏面PgPnPPiPgiPniPniPniPniPgFOPi

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P首波的離源角PPAvAhAhAvi

Pi

P射線P波初動位移圖示震源球P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影FO震源球地面地心近震直達58S2下半球射線S1上半球射線WES1對蹠點i1i2NSS1′S2′NSEWS2′S1′近震射線的投影方法投影球赤平面P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影S2下半球射線S1上半球射線WES1對蹠點i1i2NS59P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影P波初動、震源節(jié)面和力軸的赤平投影60工程地震（震源機制解）課件61序號臺站代號經(jīng)度緯度震中距離臺站方位角離源角震相（°）（°）（km）z（°）ihPhase1LBG116.6040.90169.3101.453.0－Pn2SAC115.5240.44113.8137.953.0＋Pn3MDY116.5640.4