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
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
– 震源应力场
SAC MDY ZKD ZUL ZJK HAN YINX YYR TZN SFS LQS DSQ ZZ1 ZZ2 ZZ3 ZZ4 ZZ5
53.0
53.0 53.0 53.0 80.8 67.2 72.2 53.0 53.0 79.0 84.3 83.4 84.2 31.4 32.3 41.7 35.2 42.1
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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
序号 台站 代号 经度 纬度 震中距离 台站方位角 离源角 ih 震相 Phase
（°）
116.60
115.52 116.56 115.92 115.13 114.90 114.52 113.28 114.16 114.09 115.81 116.08 116.43 78.45 80.26 88.13 145.19 115.34

90° 90° 270°


180°
x
x
T轴
P轴
T轴
180°
P轴
双力偶源P波辐射图案 Ur = Asin2
双力偶源S波辐射图案 U = Bcos2
倾斜节面（断层面）与水平面的交切
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。
节面 a、b 倾斜正交
y
y
y
x
x
x
震源模型 —
y
集中力系模型
y
0°

270°
0°
90°
90° 270°
x
x

180° 180°
单力源P波辐射图案 Ur = Acos
单力源S波辐射图案 U = Bsin
辐射图案与各个方位上地震波波形的对应关系
0°
y
0°
30°

60°
90° 90° 120°
270°
x

180°
Vc 2 ) Vm
iPg arcsin(
Vc1 ) Vc2
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
近震射线的投影方法
N
S1 上半球射线
i1
W S1′ S N S2′ E W
S1′
S2′
E
i2 S2 下半球射线
S
S1 对蹠点 投影球
赤平面
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
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）
－Pn
＋Pn －Pn Pn ＋Pg Pg ＋Pg ＋Pn ＋Pn ＋Pg －Pg －Pg －Pg －P －P －P －P ＋P
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
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 ）
地心
F — 震源；O — 震中；S1, S2, … , Sn — 观测点
震源球面与地震射线的关系
近震射线、远震射线与投影球面的关系
S2 O S3 S4 S1
至…
远震射线
近震射线
F
至 Sn-1
至 S5
至 Sn
近震射线大多穿过上半球面，远震射线多数穿过下半球面
工程地震导论

震源机制解
–震源机制的涵义
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
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
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”。

Focal mechanism
– the inelastic deformation in the source region that 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.
150° 180°
震源模型 —
P轴
集中力系模型
y
0°
y
0°
T轴
P轴
T轴

270°

90° 90° 270°


180°
x
x
T轴
P轴
T轴
180°
P轴
单力偶源P波辐射图案 Ur = Asin2
单力偶源S波辐射图案 U = Bsin2
震源模型 —
P轴
集中力系模型
y
0°
y
0°
T轴
P轴
T轴

270°
–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
赤平投影原理
U
上极点
N
n
赤平面 上半球
下半球投影
W
赤道
下半球
E

S l
直线的投影
平面的投影
投影球
下极点
D
直线和平面的赤平投影
赤平投影原理
投影结果
的法线
W
N
走向
— 平面的持平投影：大圆弧
l — 直线的持平投影：点
0°

l 90 °
di r cos
E
倾向
270 °
d
d α r (1 cos )
di
倾角 离源角 i d 倾向
i

r
赤平面
走向
180° S
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
震源球
剖面上断层错动与P波初动方向的分布
震源球面
震源球 P O
S2
P — 直达波 地面
Pg — 康氏面首波 Pn — 莫氏面首 波 Pg
P
P
F
Pn
Sn S1Leabharlann Pn M—莫氏面 C—康氏面
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。 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。
P波初动、震源节面和力轴的赤平投影
震源球
O
P iP
P O
F
iPn iPn
P
地面
iPg
Pg
iP
F
震源球
近震直达波 的离源角 首波的离源角 Ah
iP
iPg
iPn iPn
Pn
Av
射 线
P
P
iP
Av
地心
M—莫氏面 C—康氏面
Ah P波初动位移图示
iP arctan(
Ah ) Av
iPn arcsin(

– 地震矩 M0 = A Dm （ ：断裂岩体剪切模量）
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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
震源模型 —
单力源 z y x
集中力系模型
双力偶源 z y x x y
单力偶源 z
–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
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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