工程地震（震源机制解）课件

工程地震导论中国地质大学（北京）孙进忠工程地震导论中国地质大学（北京）1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绪论2工程地震导论震源机制解工程地震导论震源机制解3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震源机制解4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.

/wiki/Focal_mechanism

震源机制的涵义震源机制5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震源机制解6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）断层破裂震源参数几何参数7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=(01)/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）断层破裂震源参数力学参数8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震源机制解9单力源单力偶源双力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型—集中力系模型单力源单力偶源双力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型10xy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=AcosU=Bsin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S11xy0°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°xy0°90°180°270°辐射图案与各个方位上地震波12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=Asin2U=Bsin2T轴T轴P轴P轴T轴T轴P轴P轴震源模型—集中力系模型单力偶源P波辐射图案xy0°90°180°270°x13180°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—集中力系模型180°0°双力偶源P波辐射图案xy0°90°180°27014ababcc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ababcc节面a、b将两者的法平面分割为四个象限。P波15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震源机制解16OF地面断层面辅助面震源球＋＋－－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OF地面断层面辅助面震源球＋＋－－剖面上断层错动与P波初动方17FOS1S2Sn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FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面与地震射线的关系F—18S1S2S3S4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…S1S2S3S4至S5至SnOF近震射线远震射线近震射线19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震源机制解20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投影球上极点下极点赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直线21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的法线倾角90°倾向走向走向drd倾向idi倾角离源角i赤平面投影结果—平面的持平投影：大圆弧l—直线的持22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震源机制解23P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P波初动的赤平投影24P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PgPnPPiPgiPniPniPniPniPgFOPi

Pi

P首波的离源角PPAvAhAhAvi

Pi

P射线P波初动位移图示震源球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25S2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S2下半球射线S1上半球射线WES1对蹠点i1i2NS26P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27工程地震（震源机制解）课件28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）序号台站经度纬度震中距离台站方位角离源角震相（°）（°）29节面1：326°∠82°；节面2：59°∠72°P轴：276°∠11°；T轴：191°∠19°；N轴：31°∠77°节面1：326°∠82°；节面2：59°∠72°30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震源机制解31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绪论32演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！33工程地震导论中国地质大学（北京）孙进忠工程地震导论中国地质大学（北京）34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绪论35工程地震导论震源机制解工程地震导论震源机制解36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震源机制解37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.

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震源机制的涵义震源机制38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震源机制解39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）断层破裂震源参数几何参数40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=(01)/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）断层破裂震源参数力学参数41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震源机制解42单力源单力偶源双力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型—集中力系模型单力源单力偶源双力偶源xxxyyyzzzxyxyxy震源模型43xy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=AcosU=Bsin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S44xy0°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°xy0°90°180°270°辐射图案与各个方位上地震波45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=Asin2U=Bsin2T轴T轴P轴P轴T轴T轴P轴P轴震源模型—集中力系模型单力偶源P波辐射图案xy0°90°180°270°x46180°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—集中力系模型180°0°双力偶源P波辐射图案xy0°90°180°27047ababcc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ababcc节面a、b将两者的法平面分割为四个象限。P波48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震源机制解49OF地面断层面辅助面震源球＋＋－－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OF地面断层面辅助面震源球＋＋－－剖面上断层错动与P波初动方50FOS1S2Sn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FOS1S2Sn震源球地面地心震源球面与地震射线的关系F—51S1S2S3S4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…S1S2S3S4至S5至SnOF近震射线远震射线近震射线52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震源机制解53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投影球上极点下极点赤平面赤道上半球下半球NESWUDl直线54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的法线倾角90°倾向走向走向drd倾向idi倾角离源角i赤平面投影结果—平面的持平投影：大圆弧l—直线的持55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震源机制解56P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P波初动的赤平投影57P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PgPnPPiPgiPniPniPniPniPgFOPi

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P首波的离源角PPAvAhAhAvi

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P射线P波初动位移图示震源球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58S2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S2下半球射线S1上半球射线WES1对蹠点i1i2NS59P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60工程地震（震源机制解）课件61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＋Pn3MDY116.5640.4