地震地表永久位移是強(qiáng)烈地震破壞的形式之一。近些年來的汶川地震、集集地震、昆侖山口西地震，土耳其伊茲米特地震等都引起了大規(guī)模的地表破裂，這可能對(duì)道路、橋梁、隧道、大壩、輸油（氣）管網(wǎng)、通信電纜等大型工程造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致巨大資產(chǎn)損失。因此，活動(dòng)斷層的地震地表破裂研究已經(jīng)成為地震工程中關(guān)注的焦點(diǎn)課題之一，地表永久位移的分布特征研究對(duì)防震減災(zāi)具有十分重要的工程意義和理論價(jià)值。
　　本書以活動(dòng)斷層的地震地表破裂永久位移估計(jì)為研究核心，針對(duì)兩方面開展研究：其一，提供地震參數(shù)，即將來可能發(fā)生的地震的最大震級(jí)、可能發(fā)生的地點(diǎn)、可能發(fā)生的時(shí)間；其二，選擇合理的計(jì)算方法，進(jìn)行斷層地震地表永久位移估計(jì)。具體地，以地震發(fā)生的物理過程作為研究的理論依據(jù)，以地震活動(dòng)性、地震地質(zhì)環(huán)境、斷層活動(dòng)特征、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)及GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，運(yùn)用斷層的地震發(fā)生模型，結(jié)合地震危險(xiǎn)性分析，展開活動(dòng)斷層地震地表破裂永久位移評(píng)估方法的研究，為地震災(zāi)害抗防、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提供地表永久位移（場(chǎng)）輸入。
　　本書首先剖析了地震的發(fā)生機(jī)理和發(fā)生過程。認(rèn)為地震發(fā)生的物理過程可以描述為由斷層及其分割的地塊所組成的不穩(wěn)定系統(tǒng)在地質(zhì)作用下發(fā)生的局部失穩(wěn)過程或界面材料的破壞過程，并從數(shù)學(xué)、力學(xué)等理論角度作了描述。
　　構(gòu)造應(yīng)力與強(qiáng)震活動(dòng)具有密切聯(lián)系。書中綜述了GPS觀測(cè)在地球動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用和成果，介紹了我國大陸及周邊地區(qū)的動(dòng)力學(xué)環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，選擇鮮水河斷裂帶、龍門山斷裂帶和東昆侖斷裂帶及其分割的活動(dòng)地塊為研究對(duì)象，應(yīng)用地殼運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)，模擬了研究區(qū)域內(nèi)最近4次破壞性地震——昆侖山口西地震、汶川地震、玉樹地震、蘆山地震發(fā)生前后的斷層一活動(dòng)地塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。結(jié)果表明，應(yīng)力、應(yīng)變、位移狀態(tài)與地震發(fā)生可能存在一定的聯(lián)系，初步推斷研究區(qū)域內(nèi)未來可能發(fā)生強(qiáng)震的地段為鮮水河斷裂帶的甘孜一道孚段、龍門山斷裂帶的西南段和東北段。
　　某區(qū)域內(nèi)活動(dòng)構(gòu)造發(fā)生地震有一定的規(guī)律性。書中比較分析了現(xiàn)今常用地震發(fā)生模型的方法及其適宜性。借鑒以往研究成果，提出了指定活動(dòng)斷層的地震發(fā)生模型選定的方法和步驟。聯(lián)合歷史地震和探槽確定的古地震增補(bǔ)的地震序列，給出了幾條活動(dòng)斷裂的特征地震，即：鮮水河斷裂帶上M≥7.0級(jí)地震平均復(fù)發(fā)間隔為41年，特征地震震級(jí)為7%；小江斷裂帶上M≥7.0級(jí)地震平均復(fù)發(fā)間隔為58年，特征地震震級(jí)為7%。
　　聯(lián)合構(gòu)造應(yīng)力作用下地殼運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的模擬結(jié)果和斷層的特征地震發(fā)生模型，可以估計(jì)斷層未來一段時(shí)間內(nèi)的地震危險(xiǎn)性。地震引起的地表位移評(píng)估方法分為近斷層場(chǎng)地和遠(yuǎn)離斷層場(chǎng)地兩部分來處理。近斷層場(chǎng)地采用了基于Cornell地震動(dòng)框架的地表永久位移的概率分析方法和設(shè)定地震分析方法，其中考慮了震級(jí)-破裂尺度關(guān)系、永久位移分布模式和位移衰減模型。統(tǒng)計(jì)了汶川地震中沿?cái)鄬拥挠谰梦灰品植�，論證了永久位移分布模式的適用性。應(yīng)用上述方法分析了鮮水河斷裂帶上的最大永久位移，得到其近場(chǎng)的最大永久位移估值。
　　對(duì)于遠(yuǎn)離斷層場(chǎng)地，提出了基于Mindlin解的地震地表永久位移估計(jì)方法，并以鮮水河斷裂帶為例，對(duì)活動(dòng)斷層有限范圍內(nèi)的地表位移場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果顯示，在震中距為26km的場(chǎng)址處，位移分布已比較均勻，且相對(duì)平緩，三個(gè)方向相距100m的相對(duì)位移分別為1、1和2cm。
　　本書主要內(nèi)容源于以下科研項(xiàng)目的部分成果：國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（51508534）、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（51278474）、國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃（90715042）、中國地震局地震科技星火計(jì)劃（XH22008B），國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFC1504501）、地震行業(yè)科研專項(xiàng)（201108003）、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目（2016A04）。王玉石、鄒立曄、梁姍姍參與了本書部分內(nèi)容的編寫。感謝李小軍研究員、周正華研究員、趙紀(jì)生研究員對(duì)作者從事地震工程研究的工作給予了指導(dǎo)、支持和鼓勵(lì)。感謝劉杰研究員、張銳研究員、楊柏坡研究員、溫瑞智研究員、劉啟方研究員、袁曉銘研究員、景立平研究員、張會(huì)平研究員對(duì)本書研究工作提出了許多寶貴意見。感謝吳景發(fā)、郭寶玲、吳夢(mèng)遙、王偉、劉培玄、王坦等參與了本書部分內(nèi)容的研究工作。
　　本書的科研觀點(diǎn)難免存在爭(zhēng)議，研究?jī)?nèi)容必有疏漏，敬請(qǐng)指正！