4工程地震(震源机制解)

工程地震震导论中国地质质大学（（北京））孙进忠工程地震震导论绪论地震和地地震现象象地震活动动性震源机制制解场地地震震效应地震影响响评价场地工程程地震勘勘察与评评价工程地震震导论震源机制制解工程地震震导论震源机制制解震源机制制的涵义义断层破裂裂震源参参数震源模型型震源球面面赤平投影影原理P波初动动、震源节面面和力轴轴的赤平平投影震源机制制的涵义义震源机制制震源区在在地震发发生时的的力学过过程。震源断层层面的方方位和滑滑动矢量量，亦称称“断层层解”。。Focalmechanismtheinelasticdeformationinthesourceregionthatgeneratestheseismicwaves.Inthecaseofafault-relatedeventitreferstotheorientationofthefaultplanethatslippedandtheslipvectorandisalsoknownasafault-planesolution.FromWikipedia,thefreeencyclopedialastmodifiedon6November2010at03:26./wiki/Focal_mechanism工程地震震导论震源机制制解震源机制制的涵义义断层破裂裂震源参参数震源模型型震源球面面赤平投影影原理P波初动动、震源节面和和力轴的赤赤平投影断层破裂震震源参数几何参数节面（断面面）产状断面尺度（（断裂长度度L、宽度W或半径r）运动学参数数破裂传播方方向破裂传播速速度vf断层错动历历时错距D（最大错距距Dmax和平均错距距Dm）断层破裂震震源参数力学参数地震能量震源释放能能量E、地震波能能量EW地震效率=EW/E震源应力场场力轴（压力力轴P、拉力轴T、中性轴N）产状震前应力0、震后应力力1应力降=(01)/2平均应力m=(0+1)/2视应力s=m地震矩M0=ADm（：断裂岩体体剪切模量量）工程地震导导论震源机制解解震源机制的的涵义断层破裂震震源参数震源模型震源球面赤平投影原原理P波初动、、震源节面和和力轴的赤赤平投影单力源单力偶源双力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型—集中力力系模模型xy单力源P波波辐射图案案0°90°180°270°单力源S波波辐射图案案xy0°90°180°270°Ur=AcosU=Bsin震源模型—集中力力系模模型xy0°90°180°270°辐射图案与与各个方位位上地震波波波形的对对应关系30°60°180°0°90°150°120°单力偶源P波辐射图图案xy0°90°180°270°xy0°90°180°270°单力偶源S波辐射图图案Ur=Asin2U=Bsin2T轴T轴P轴P轴T轴T轴P轴P轴震源模型—集中力力系模模型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=Asin2U=Bcos2T轴T轴P轴P轴T轴T轴P轴P轴震源模型—集中力力系模模型ababcc节面a、b将两者的法法平面分割割为四个象象限。P波波初动在法法平面内呈呈对称的四四象限分布布。平面c水平节面a、b与平面c相交，将平平面c划分为四部部分，P波波初动在水水平面内也也呈对称分分布。节面a、b倾斜正交倾斜节面（（断层面））与水平面面的交切工程地震导导论震源机制解解震源机制的的涵义断层破裂震震源参数震源模型震源球面赤平投影原原理P波初动、、震源节面和和力轴的赤赤平投影OF地面断层面辅助面震源球＋＋－－剖面上断层层错动与P波初动方方向的分布布F—震震源；O——震中中震源球面FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面与与地震射线线的关系F—震震源；O——震中中；S1,S2,…,Sn—观测点点震源到每一一个观测点点都有一条条射线相连连。每条条射射线线与与震震源源球球面面都都有有一一个个交交点点。。M——莫莫氏氏面面C——康康氏氏面面PgPnPPnPP震源源球球可可以以任任意意小小到到震震源源球球包包围围的的所所有有射射线线均均可可视视为为直直线线。。—直达波Pg—康氏面首波Pn—莫氏面首波P震源源球球面面S1S2S3S4至S5至SnOF近震震射射线线远震震射射线线近震震射射线线、、远远震震射射线线与与投投影影球球面面的的关关系系近震震射射线线大大多多穿穿过过上上半半球球面面，，远远震震射射线线多多数数穿穿过过下下半半球球面面至Sn-1至……工程程地地震震导导论论震源源机机制制解解震源源机机制制的的涵涵义义断层层破破裂裂震震源源参参数数震源源模模型型震源源球球面面赤平平投投影影原原理理P波波初初动动、、震源源节节面面和和力力轴轴的的赤赤平平投投影影投影影球球上极极点点下极极点点赤平平面面赤道道上半半球球下半半球球NESWUDl直线线和和平平面面的的赤赤平平投投影影直线线的的投投影影平面面的的投投影影下半半球球投投影影赤平平投投影影原原理理n赤平平面面投影影结结果果—平面面的的持持平平投投影影：：大大圆圆弧弧l—直直线线的持平投投影：点点赤平投影影原理NESW0°90°180°270°l的法线倾角90°倾向走向走向drd倾向idi倾角离源角i工程地震震导论震源机制制解震源机制制的涵义义断层破裂裂震源参参数震源模型型震源球面面赤平投影影原理P波初动动、震源源节面和和力轴的的赤平投投影P波初动动、震源源节面和和力轴的的赤平投投影P波初动动的赤平平投影将震源球球面作为为投影球球，保留留下半球球投影。。近震射射线反向向延伸至至下半球球面。将各个地地震台站站（观测测点）与与震源对对应的射射线按直直线投影影到赤平平面上。。台站投影影参数台站方位位角：z射线离源源角：i（与射线线的倾角角互余））P波初初动方向向：向向上，向下P波初动动、震源源节面和和力轴的的赤平投投影FO震源球地面地心近震直达达波的离离源角M—莫氏氏面C—康氏氏面PgPnPPiPgiPniPniPniPniPgFOPi

Pi

P首波的离离源角PPAvAhAhAvi

Pi

P射线P波初动位移图示震源球S2下半球射射线S1上半球射射线WES1对蹠点i1i2NSS1′S2′NSEWS2′S1′近震射线线的投影影方法投影球赤平面P波初动动、震源源节面和和力轴的的赤平投投影P波初动动、震源源节面和和力轴的的赤平投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地震波波初初动资资料料（地震：1998年7月月27日日9:05；；震级：M＝4.8；震中中：114°37′，，41°°12′′；震源源深度：：h＝20km）节面1：：326°∠82°；；节面2：59°∠72°P轴