震后异常与新地震异常的识别方法探析

赵媛媛

摘 要：本文基于单元体应力水平群体涨落模型出发，开展相关三维有限元数值模拟实验，准确判定引起应力场扰动的力源，从而对震后异常与新地震异常进行准确识别，从而准确地把握不同类型震后异常与新地震异常之间的关系。

关键词：震后异常；新地震异常；三维有限元数值模型；识别方法

中图分类号：P315 文献标识码：A

强烈地震的发生后，其往往包含多种异常情况，有震前异常结束、震后出现新异常；震时或震后大幅度阶跃或突变异常等情况。震后效应的影响范围具有一定特殊性，为准确把握震后效应，加大力度探讨震后异常与新地震异常的识别方式，能够清晰地认识到那些震后效应预示着新区面临强震等相关问题，便于相关部门及时采取地震防御措施，最大程度地减轻地震给社会及人民所造成的损失。

1.单元体应力水平群体涨落模型

地震孕育系统具有一定开放性和复杂性，单元体应力水平群体涨落模型的提出，以单个或少数单元体应力转移为基本规律，将地震带上的单元体作为一个场，当区域力源或多种扰动力源发生变化时，其应力水平会出现一定的涨落变化，最终形成异常场。

也就是说，当一个单元体解体后，即地震发生时，地震带内不同单元体的应力水平往往会发生一定转变，并且在盈利转移的影响下，其应力水平往往会出现不同程度的变化。通过研究分析可知，某一地区异常台项数量在一定程度上反映着该地区总体应力水平的实际变化情况，便于相关工作人员对震后异常及新地震异常进行准确识别。

2.单元体应力水平群体涨落三维有限元数值模拟实验研究

在单元体应力水平群体涨落模型的基础上，对三维有限元算法进行合理利用，开展相关数值模拟实验研究，以我国6.2级地震所在地区为研究对象，对地震墙后相关数据信息进行模拟计算，进而探讨单元体应力水平的涨落与时间因素之间存在的密切联系，切实保证震后异常与新地镇异常识别的准确性和有效性。

通过实验研究可知，该地区震中及附近地区均为全区剪切应力最高地区，在逐步向外看扩张的同时其剪切应力逐步减小。而部分地区地震前应力水平相对较高且面积较大的地区，其剪切应力也呈现不同程度地下降。由此可知，在一定范围内，部分单元体的应力水平往往存在3种情况，分别是急剧上升、急剧下降或保持不变，其中应力水平急剧上升的地区往往是地震震中所在点。

3.引起应力场扰动的力源

通过对震后异常进行研究和分析，人们注意到，在实际研究过程中应当充分考虑一次地震后由于应力转移所引发的一系列情况，包括应力场扰动后多发生的异常情况。基于应力场扰动力源进行分析可知，地震属于扰动力源之一，应力场扰动力源包括驱动力变化、断层局部弱化或扩展、断层扩展贯通以及环境因子的调制等类型，并且不同类型均具备各自的特征，实际影响范围也存在一定差异。

在对扰动力源进行充分认知后，通过对单元体解体扰动力源的潜在影响范围加以科学化分析，能够明确震后效应的可能性影响范围，从而对震后异常和新地震异常进行准确识别。地震属于断裂扩展贯通后所出现的应力扰动，其主要特点是贯通区应力起伏剧烈，并且实际贯通范围与震源尺度较大。在介质条件均匀的情况下，扰动力源的实际影响范围约为震源尺度的3～5倍之间。因此在震后较短时间内，震级对应范围内出现的异常一般可看作是震后效应，该范围以外的异常可考虑为新异常。

4.震后异常与新地震异常的判别指标

通过上文研究可知，地震前后单元体应力水平存在4种涨落变化，在总结归纳后，得出震后异常形态及成因分类表，见表1。

4.1 对各类异常与未来地震之间的关系进行分析

就同震效应与震后效应来看，同震效应是在地震波激发作用下导致地壳介质产生弹性形变，导致水位或摆式等项目厕纸出现异常波动。此种情况下，其异常起止时间往往与地震到时保持同步状态，并具有一定动态性特征。而震后效应是在大震后震源上方受到震源错动而产生的剪、张破裂等变化，震前地应力水平单元体向高应力水平的跃升，也看作是震后效应。震后效应与新地震无关，但就震源附近地下水机垂直形变等项目来看，较大地区的震后异常往往与未来新地震之间存在密切联系。

继承性异常以正反U型为基本形态特征，其与震后效应的最重要区别就是地震发生在异常前期，并在震后一段时间内保持原有幅度平稳发展，由此可知，依据继承性异常的转折与结束特点，判定继承性异常的后期及结束点，进而对新地震的发生情况进行预估。震后新异常易于识别，其主要发生于第一次地震异常结束以后，并且一段时间过后会再次出现异常，此种情况下一般有新地震发生。或者第一次地震前无任何异常，在地震后一段时间出现异常情况，这也是震后新异常的另一种表现形式。

4.2 对震后异常空间分布与新地震的关系进行分析

通过研究分析可知，依据定点观测项目异常的空间分布情况，能够对有无新地震发生的异常空间分布情况进行科学化判别。通常情况下，强震后的2～3个月，震中及外围一定范围内，其中大部分趋势异常得到基本恢复，此时发生新地震的几率较小。若有一半左右的趋势异常尚未恢复，并且异常台项指数相对增高，此种情况下存在发生新地震的可能性。与此同时，震中及外围地区，强震前后异常空间集中度方面，若外围地区强震前后异常空间集中度明显大于震中相关数据参数，则可以判定该地区存在后续地震和新地震发生的可能性。

4.3 震后异常群体的判别指标

通过查阅并整理相关资料可知，具备监测能力和监测条件的地区，在异常台项数明显增加的情况下，其短临阶段往往出现较大异常或突变异常，并且这些异常的出现时间具有高度一致性，最终出现一次破坏性地震。由此可知，某一地区在一定范围内的异常台项数量和突变异常情况往往是判定有无地震发生的重要依据，应当引起相关人员的高度重视。

结论

通过以上研究分析可知，单元体应力水平群体涨落三维有限元数值模型隶属于孕震系统在宏观层面上的力学模型，为确保其在震后异常以及新地震异常的识别中能够充分发挥其自身价值，应当对其进行合理的层次划分，也就是说，将某地区一定震级以上的地震作为一个整体，运用该模型对地震频次、震级变化以及时空转移等相关要素进行分析，以准确把握其震后效应。

研究可知，驱动力变化、断层的局部弱化或扩展以及环境因子的调制等是导致应力场扰动的主要力源，不同扰动力源的影响也存在一定差异性。震中区意外，震后效应引起的地下水位以及垂直形变幅度相对较大的地区，往往是新地震以及牵动性地震的高发区。通过对异常全过程进行观察及统计分析可知，若地震异常前期与中期的台项数之和达到异常台项总数的26%以上，则可以判定其在已发生地震的一定范围内，仍具有发生新地震或类似大小地震的可能性，这一范围以强震震中的300km～400km范围为主。而在震后2～3个月，震中区意外位置出现新的异常集中区，往往是新地震的可能发生区域。

参考文献

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