2025年大學《地球物理學》專業(yè)題庫——地震學對地質(zhì)災害預測的意義考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.震源機制解2.應力轉(zhuǎn)移3.地震動峰值加速度4.地震構(gòu)造圖5.次生地質(zhì)災害二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述P波和S波到達時間差異在確定地下介質(zhì)性質(zhì)和構(gòu)造中的意義。2.斷裂帶活動性如何影響其附近區(qū)域的地質(zhì)災害風險？3.解釋地震活動性研究在地質(zhì)災害長期預測中的作用。4.強震發(fā)生后，地震學方法如何幫助評估地震動引發(fā)的滑坡和泥石流風險？5.簡述地震烈度圖在地質(zhì)災害風險評估中的用途。三、論述題（每題10分，共40分）1.論述地震學中的應力積累與釋放概念如何應用于地質(zhì)災害（如滑坡、地裂縫）的預測。2.分析地震層析成像技術(shù)在識別潛在地質(zhì)災害孕災環(huán)境（如軟弱夾層、斷層破碎帶）方面的潛力與局限性。3.結(jié)合具體地質(zhì)災害類型（如地震液化、地震誘發(fā)滑坡），闡述地震動參數(shù)（如峰值動位移、有效持時）在風險評估中的重要性。4.討論地震學方法在地質(zhì)災害預測中存在的局限性，并提出如何通過多學科方法融合來提高預測的可靠性。四、案例分析題（15分）假設某區(qū)域歷史上地震活動較弱，但近期在該區(qū)域某活動斷裂帶附近監(jiān)測到地震活動性顯著增強，小震密集發(fā)生，部分地表出現(xiàn)微裂隙。請結(jié)合地震學知識，分析這一現(xiàn)象可能預示的地質(zhì)災害風險，并說明地震學方法在該情景下可以發(fā)揮哪些作用。試卷答案一、名詞解釋1.震源機制解：通過分析地震記錄中P波和S波的振幅比、初動方向等地震圖特征，推斷震源在斷層面上的破裂方式、走向、傾向、傾角以及發(fā)震機制解（如正斷層、逆斷層、走滑斷層等）的幾何參數(shù)和應力狀態(tài)。**解析思路：*考察對基本地震學概念的理解。震源機制解是利用地震波信息反推震源物理過程的核心方法，其結(jié)果直接關(guān)系到對斷層活動方式和應力場的認識，進而與地質(zhì)災害的觸發(fā)機制相關(guān)聯(lián)。2.應力轉(zhuǎn)移：指當?shù)叵履硞€區(qū)域（如斷層帶）發(fā)生應力調(diào)整（如滑動、變形）時，其周圍區(qū)域的應力狀態(tài)會發(fā)生改變的現(xiàn)象。地震活動常被認為是應力轉(zhuǎn)移和積累的結(jié)果。**解析思路：*考察對地震物理過程的理解。應力轉(zhuǎn)移是解釋地震孕育和分布的重要理論，對于理解構(gòu)造活動對周邊地質(zhì)體穩(wěn)定性的影響至關(guān)重要，是連接地震與地質(zhì)災害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3.地震動峰值加速度：指地震時地面振動速度（或位移）隨時間變化過程中達到的最大值，是衡量地震動強度的重要參數(shù)之一，常用于抗震設防和地質(zhì)災害風險評估。**解析思路：*考察對地震動學基本參數(shù)的理解。地震動參數(shù)是評估地震對地表結(jié)構(gòu)物和地質(zhì)環(huán)境影響的關(guān)鍵指標，峰值加速度直接影響邊坡失穩(wěn)、地基液化等地質(zhì)災害的發(fā)生概率和規(guī)模。4.地震構(gòu)造圖：基于地震定位結(jié)果，繪制在特定區(qū)域范圍內(nèi)斷裂構(gòu)造的分布、展布、活動性等級等信息的圖件，是進行區(qū)域構(gòu)造評價和地質(zhì)災害風險區(qū)劃的基礎(chǔ)。**解析思路：*考察對地震學成果表達方式的理解。地震構(gòu)造圖直觀展示了區(qū)域內(nèi)的斷裂系統(tǒng)，是識別地質(zhì)災害孕災環(huán)境、分析構(gòu)造對地質(zhì)災害控制作用的重要工具。5.次生地質(zhì)災害：指由原發(fā)地震事件直接或間接引發(fā)的地質(zhì)災害，如地震滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地震液化等。**解析思路：*考察對地質(zhì)災害分類的基本認知。明確次生地質(zhì)災害與原發(fā)地震的因果關(guān)系，是地震學在地質(zhì)災害預測中應用的核心領(lǐng)域之一。二、簡答題1.P波和S波到達時間差異可以確定震源距離、地下介質(zhì)的速度結(jié)構(gòu)（縱波速度和橫波速度）、識別低速帶或構(gòu)造邊界，并通過分析走時變化推斷斷層幾何和活動性質(zhì)。**解析思路：*考察對地震波基本性質(zhì)和應用的掌握。P波和S波速度的差異是地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵信息來源，在地表觀測到的走時差可用于探地，識別可能影響地質(zhì)災害發(fā)生的構(gòu)造或不穩(wěn)定地層。2.斷裂帶活動性通過提供臨空面、改變巖體應力狀態(tài)、形成斷層破碎帶和軟弱夾層等方式，直接或間接地增加地質(zhì)災害（特別是滑坡、崩塌）的發(fā)生風險。**解析思路：*考察對斷裂與地質(zhì)災害關(guān)系的理解。斷裂帶本身就是一種不連續(xù)面和結(jié)構(gòu)弱點，其活動（錯動、破裂）會改變附近巖土體的穩(wěn)定性條件，是地質(zhì)災害的重要觸發(fā)因素和空間控制因素。3.地震活動性研究通過分析地震頻次、震級、空間分布、時間序列特征等，可以揭示區(qū)域構(gòu)造應力狀態(tài)和變化趨勢，識別潛在的地震危險區(qū)，為地質(zhì)災害的長期風險評估提供依據(jù)。**解析思路：*考察對地震活動性分析意義的理解。地震是應力釋放的表現(xiàn)，其活動規(guī)律反映了區(qū)域受力狀態(tài)，高活動區(qū)往往意味著構(gòu)造應力較高或調(diào)整頻繁，可能伴隨更強的地質(zhì)災害活動。4.強震發(fā)生后，通過快速獲取地震參數(shù)（震級、震中、震源機制、影響范圍、地震動參數(shù)分布），結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景和土力學性質(zhì)，可以評估地震動在何處、以何種強度作用，從而預測滑坡、泥石流等易發(fā)區(qū)域和潛在規(guī)模。**解析思路：*考察對強震后次生災害預測方法的理解。強震是次生地質(zhì)災害的主要觸發(fā)因素，地震學方法（特別是地震動學）在快速評估震區(qū)危險程度、指導應急響應和災后風險評估中扮演關(guān)鍵角色。5.地震烈度圖展示了地震影響程度的空間分布，可以識別烈度異常區(qū)，這些區(qū)域往往對應地質(zhì)條件復雜、易于發(fā)生地質(zhì)災害（如軟土液化、地面裂縫、邊坡失穩(wěn)）的地段，為地質(zhì)災害易發(fā)性評價提供重要信息。**解析思路：*考察對地震烈度應用的理解。地震烈度是綜合反映地震動強度及其影響后果的指標，其空間差異性直接與地表地質(zhì)環(huán)境對地震動的響應（包括地質(zhì)災害的發(fā)生）相關(guān)。三、論述題1.地震孕育過程中，應力在斷層面上積累并達到破裂閾值，隨后突然釋放形成地震。這種應力積累與釋放的過程不僅引起地震，還會導致斷層附近巖體應力狀態(tài)發(fā)生復雜變化，可能引發(fā)應力調(diào)整型滑坡或地裂縫等地質(zhì)災害。通過地震學方法（如監(jiān)測小震活動、地殼形變、應力變化）可以追蹤應力轉(zhuǎn)移過程，識別應力集中區(qū)或松馳區(qū)，從而對可能伴隨地震發(fā)生的地質(zhì)災害進行預測。**解析思路：*考察對地震物理過程與地質(zhì)災害觸發(fā)機制的深入理解。需闡述應力如何轉(zhuǎn)移、如何影響巖體穩(wěn)定性，以及地震學方法如何監(jiān)測這些過程以服務于預測。2.地震層析成像技術(shù)可以通過分析地震波在地下的傳播路徑和速度差異，繪制出地下不同深度介質(zhì)速度的結(jié)構(gòu)圖像，能夠高分辨率地識別斷層、破碎帶、軟弱夾層、空洞等地質(zhì)構(gòu)造和異常體。這些構(gòu)造和異常體往往是地質(zhì)災害的孕育場所或?qū)Щǖ?，因此地震層析成像為識別潛在的地質(zhì)災害危險源提供了強大的工具。但其局限性在于分辨率受制于波長和觀測精度，且主要反映介質(zhì)波速，需要結(jié)合其他地質(zhì)信息綜合解釋。**解析思路：*考察對高分辨率地球物理技術(shù)潛力的認識及其在地質(zhì)災害勘查中應用的理解，同時要能辯證地看待技術(shù)的優(yōu)勢與不足。3.地震動參數(shù)（如峰值動位移、速度、有效持時）直接反映了地震動輸入的能量和強度，是決定地基和邊坡響應的關(guān)鍵因素。對于地震液化和地面裂縫，峰值動加速度或速度是觸發(fā)閾值的重要依據(jù)；對于滑坡和泥石流，除了峰值參數(shù)，有效持時（能量持續(xù)時間）對土體動應力積累同樣重要。地震學方法通過地震動衰減關(guān)系和場地效應研究，可以預測不同地點的地震動參數(shù)，從而評估不同區(qū)域發(fā)生相應地質(zhì)災害的概率和破壞程度。**解析思路：*考察對地震動參數(shù)與具體地質(zhì)災害效應關(guān)聯(lián)的理解。需要具體說明哪些參數(shù)與哪些災害相關(guān)，以及參數(shù)如何影響災害的發(fā)生和發(fā)展。4.地震學方法在地質(zhì)災害預測中存在局限性，主要表現(xiàn)在：①地震活動與地質(zhì)災害之間并非一一對應關(guān)系，許多地質(zhì)災害由其他因素（如降雨、人類工程活動）觸發(fā)；②地震預測的精度和時間尺度仍有很大不確定性，難以實現(xiàn)精確到具體地點和時間的地質(zhì)災害預警；③地震學研究主要關(guān)注斷裂系統(tǒng)和震動效應，對某些地質(zhì)災害（如特定類型的巖土滑坡）的觸發(fā)機制可能解釋不夠充分。通過多學科方法融合，如結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造分析、地形地貌評價、水文地質(zhì)條件、遙感影像解譯、數(shù)值模擬等技術(shù)，可以彌補單一地震學方法的不足，提高地質(zhì)災害預測的全面性和可靠性。**解析思路：*考察對地震學預測地質(zhì)災害局限性的批判性思考，并能提出有效的解決思路，體現(xiàn)綜合分析能力。四、案例分析題該區(qū)域地震活動性增強可能預示著斷裂帶應力積累達到一定程度并開始調(diào)整，未來發(fā)生中強地震的可能性增大，同時強震也顯著增加了觸發(fā)次生地質(zhì)災害（如滑坡、崩塌、地裂縫）的風險。地震學方法可以發(fā)揮以下作用：①通過精確定位密集小震，進一步厘清斷裂帶的幾何形態(tài)、活動性質(zhì)和發(fā)震潛力；②結(jié)合區(qū)域應力場分析，評估未來地震的可能震級和影響范圍；③利用地震動學模擬，預測未來地震在該區(qū)域可能產(chǎn)生的地震動參數(shù)，評估不同地段地震液化、邊坡失