A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model to simulate the interaction of faults and crustal blocks     

于泳  洪汉净  刘培洵  陶玮  郑秀珍 《中国科学D辑(英文版)》2003,46(Z2)

A numerical method of viscoelastic finite element coupled with spring-block model is developed to study temporal processes from the slow tectonic motion of large-scale crust to the rapid failure of small-scale faults. Our modeling demonstrates that the motion of crustal blocks is driven by forces from tectonic plate boundaries, and the deformation is distributed on faults for the stress accumulating. The coupling model generates earthquake sequences that display a magnitude-frequency scaling consistent with Gutenberg-Richter law. The frictional heterogeneities affect earthquakes occurrence and stresses distribution of crustal blocks. Rupture of earthquakes starts at the nucleation node, and propagates bilaterally along faults with the stress triggering, release and redistribution. The failure of faults releases part of crustal stresses, the stress state of crustal blocks near fault is affected by the rupture of local segments on the fault, and the stress state of crustal blocks far away from the fault is controlled by the seismic activity of the whole fault.  相似文献   

粘弹性有限元与弹簧滑块耦合模型——断层与地块相互作用的数值模拟   总被引：5，自引：0，他引：5  

于泳  洪汉净  刘培洵  陶玮  郑秀珍 《中国科学D辑》2003,33(Z1):82-82

建立了粘弹性有限元方法和弹簧滑块的耦合模型,模拟了缓慢的大尺度地壳构造运动转化为急剧的小尺度断层失稳的时间过程,展示了地壳块体系统在板块边界作用下的相对运动,断层分配了主要的变形,导致了应力的积累,通过弹簧滑块模型模拟出服从Gutenberg-Richter定律的地震序列。断层摩擦强度的不均匀性控制了地震的发生以及块体的应力状态,地震破裂过程由成核点开始向两端扩展,伴随有应力的触发、应力释放和应力再分配的过程。断层的破裂事件释放了地壳块体的部分应力,靠近断层的地块应力受到局部破裂段的影响,而远离断层的地块应力状态受到断层整体地震活动的控制。  相似文献   

分层径流一维水动力学模型     

温灼如  张瑛玉  刘培 《水文》1987,(3)

一、前言在近代水文学研究中,实验流域是揭示降雨径流形成规律的重要手段。目前在国内外都花费一定的人力和资金去探索水文现象的基本规律,应用实验流域与代表流域所获得的成果外延或移植到其他流域或相似的地区,水动力  相似文献   

地表热红外辐射的小波分析及其在现今构造活动研究中的意义   总被引：14，自引：4，他引：14       下载免费PDF全文

陈顺云  刘培洵  刘力强  马瑾  陈国强 《地球物理学报》2006,49(3):824-830

地表热红外辐射的影响因素较多，不仅受到构造活动的影响，还受到大气、太阳以及植被等多种因素的干扰.如何排除这些因素的干扰，是热红外遥感用于研究断层活动或者地震活动的难点之一.从频率域看，地表热红外辐射主要存在3种频段：(1)高频, 周期小于1年的天气变化；(2)中频,以1年周期为主的太阳、植被与季节变化； (3)低频，大于1年周期的大气变化的长周期成份，地壳缓慢的运动引起的热辐射变化亦属于长周期变化.本文运用小波理论将地表热红外辐射分解为上述3个频率成份，并结合气象资料和地震活动进行综合分析.结果表明，低频成份的热异常更接近于断层活动所引起的热信息，能为断层或地震活动提供一定的指示信息.低频成份的高温异常区(条带)跟构造特征、地震活动密切相关.  相似文献   

断层阶区对滑动行为影响的实验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

马胜利  陈顺云  刘培洵  扈小燕  王凯英  黄元敏 《中国科学D辑》2008,38(7):842-851

研究断层带几何非规则体对断层活动的力学影响,对于理解断层带上的地震活动具有重要的理论和实际意义．通过中尺度标本岩石力学实验,研究了走滑断层带最常见的一种非规则体．断层阶区对滑动行为的影响．研究表明,拉张断层阶区由于强度较低而很容易发生破裂,破裂后的阶区对断层的滑动无明显阻碍作用,但阶区的微破裂对断层滑动失稳具有指示作用;含拉张阶区的断层带具有速度弱化特征,可用速率一状态摩擦定律表述．挤压阶区由于破坏强度很高,使得断层滑动较为困难,但随着应力水平的增加,阶区外断层端部拉张区的微破裂为断层在阶区未破裂之前发生粘滑失稳提供了变位条件,并因此可作为断层失稳的前兆;挤压阶区可作为断层分段的稳定标志,直到阶区完全破裂使两条断层完全连通．  相似文献   

识别断层活动和失稳的热场标志——实验室的证据   总被引：5，自引：0，他引：5  

马瑾  马少鹏  刘培洵  刘力强 《地震地质》2008,30(2):363-382

利用一套双向伺服系统对含压性和张性雁列断层的标本进行变形实验,实验中应用红外热像仪和接触式测温仪同步记录岩石变形过程中热红外辐射的亮度温度场和温度场的变化;使用数字CCD相机同步采集标本表面的数字图像,并利用数字散斑方法对采集到的图像进行分析得到位移场和应变场的演化过程。实验结果表明:1)在断层贯通前压性雁列岩桥区温度最高,而张性雁列岩桥区温度最低;数字散斑结果显示压性岩桥区平均应变最高,而张性岩桥区平均应变最低。温度场对两类雁列断层在岩桥区相反的受力状态有清晰的响应,可以为判断断层应力状态提供标志。2)雁列断层经历了从岩桥区应力积累、破坏到断层失稳错动两个变形阶段,升温机制也由应变升温变为摩擦升温;伴随升温机制的转变,在岩桥区观测到断层失稳错动前的破坏降温、温度快速起伏以及升温脉冲等现象,是观测失稳前兆的最佳部位。3)在雁列岩桥区裂纹端点附近观测到升温脉冲,表现为温度快升快降,随后即出现断层带的快速升温。升温脉冲现象可能与裂纹端部的应力奇异集中和破裂扩展引起的应力释放有关。裂纹端部的扩展是断层失稳错动的条件,随后断层带的升温正是断层失稳错动造成的。断层带开始升温发生在失稳前2～3s内,岩桥区的降温发生在失稳  相似文献   

低地温断陷构造－热演化过程及其石油地质意义:以珠江口盆地西江主洼为例          下载免费PDF全文

刘培  张向涛  杜家元  陈维涛  陶文芳  陶禹 《地质科技通报》2018,37(2):149-156

断陷盆地热演化史与盆地形成演变过程紧密相关，对成烃、成储、成藏等都有重要影响。通过构造演化分析及古地温恢复，结合研究区地质、地震资料，系统研究了该区构造－热演化过程，并明确了其石油 地 质 意 义。研 究 结 果 表 明:地温梯度相对较低的西江主洼，经历了多期的增温和降温过程，具体为缓慢增温、快速增温、地温反转、加速降温与持续降温５个阶段，且分别与盆地的初始断陷期、强烈断陷期、断坳转换期、坳陷沉降期及断块升降期各构造演化阶段相对应，古地温变化受控于构造演化。受构造－热演化过程影响，前期增温阶段有助于烃源岩快速演化，并奠定了晚期成熟的基础；后期降温过程使得低地温断陷生、排烃期相对变晚，生油窗持续时间更长；长期的低地温梯度背景，促使成岩演化趋缓，优质储层发育范围更深、更广；低地温断陷中温度增压作用不明显，导致成藏动力相对较弱，油气大多优先在近源圈闭内聚集成藏。   相似文献   

地震活动时空演化中看到的龙门山断裂带地震孕育的几个现象   总被引：2，自引：1，他引：1  

马瑾  刘培洵  刘远征 《地震地质》2013,35(3)

龙门山断裂带在先后5年中发生了2008年汶川M S8强震和2013芦山M S7强震。研究龙门山断裂的地震活动特点,分析地震发展形势成为人们关注的焦点。文中从龙门山断裂带40多年的地震时空演化出发探讨了汶川地震孕育过程中的几个现象:1)孕震范围远小于发震范围,说明在有限断层段上孕育的地震在快速失稳过程中可以连接和扩展成规模很大的失稳断层;2)汶川地震前孕震区小震密集,持续了8年以上,而无明显错动和变形,意味着汶川断层段可能经历了强烈的碎裂方式的挤压应变,在碎裂达到一定程度后失稳;3)为进一步了解震前主震区附近的变化,研究了紫坪铺水库专用台网记录的2004年以来主震附近区域的小震活动的时空过程。结果显示,震前主震附近区域的地震活动曾在2005年10月和2006年10月发生过2次沿断层走向的扩展,扩展时间恰巧与紫坪铺水库2次高水位相呼应。其中,2006年10月地震活动的扩展范围大,震级高。这对说明汶川地震最后的失稳过程十分重要。此外,文中还讨论了汶川地震的发生过程与断层几何相关以及芦山地震没有直接发生在汶川地震后,而是发生在多年后的可能原因。研究结果有助于认识逆断层型强震孕育过程。  相似文献   

深度语义分割支撑下的尾矿库风险检测     

刘培  谷灿  李庆亭  张合兵  韩瑞梅  陈正超 《遥感学报》2021,25(7):1460-1472

尾矿库是矿山企业选矿的必要设施,同时对周围环境也是一个重大的危险源。为研究流域范围内尾矿库的溃坝路径以及对矿区地表造成的风险,以赤城县为例,利用GF-1高分辨率遥感影像,基于遥感RS（Remote Sensing）及地理信息系统GIS（Geographic Information System）手段对尾矿库的流域风险进行了监测分析。首先,通过分析尾矿库在遥感影像上的纹理、色调、形状以及大小等特征,制作了用于目标检测的尾矿库样本集,然后,在原始SSD目标检测网络基础上添加了反卷积模块和连接模块构建多尺度融合目标检测算法MSF_SSD,在目标检测结果基础上使用PSPnet算法实现尾矿库结构分割,得到了尾矿库内部结构—坝体以及库区,运用RS与GIS技术对尾矿库的上游汇水面以及事故可能径流进行提取,进而基于Arc Hydro模型模拟尾矿库的溃坝路径。最后,通过构建溃坝路径的缓冲区,得到尾矿库发生溃坝所造成的地物影响范围及面积。研究结果表明：赤城县尾矿库的溃坝路径总体是从西向东,从北向南,受溃坝影响的地物总面积达到480 km²。其中,林地176.52 km²,耕地175.52 km²,城市建设用地43.74 km²,农村建设用地2.47 km²,水体17.72 km²,草地和牧场分别为3.60 km²、1.22 km²。研究成果可用于分析尾矿库溃坝造成的地物损失以及影响范围面积等信息,提升尾矿库的风险管理水平及应急响应能力,为有关部门制定决策提供理论依据。  相似文献   

利用基岩温度获取地下流体运移特征:以喀什地区为例     

卢丽莉  陈顺云  刘琼颖  闫玮  刘培洵  宋春燕  冯嘉辉  陈立春 《地球物理学报》2021,64(12):4594-4606

流体运移时携带热量,会产生温度变化.温度作为地下流体的示踪剂得到了广泛应用,但通常需要事先确定热扩散系数.实际上,基于浅层地壳不同深度的周期性温度-时间序列,利用流体运动对振幅和相位的影响,可以同步获取热扩散系数和地下流体运移信息.本文以新疆喀什地区5个钻孔不同深度的基岩温度数据为基础,获取了热扩散系数和流体运移特征.主要成果有:(1 )获得了不同测点的热扩散系数α ,以及视热扩散系αA 和αΦ (即单独通过振幅或相位获得的热扩散系数).其中,α、αA 和αΦ的值分别为 1.52～8.91、0.79～1.71 和(1.53～33.1)×10－6 m2·s－1 .另外,当流体热效应不明显时,通过相位获得的视热扩散系αΦ更接近真实的热扩散系数α .(2 )获得了不同测点的流体流向和流速信息.测点的流体流向均向上,靠近天山地区的测点流体流速为(0.10～1.94)×10－7 m·s－1 ,靠近昆仑山地区的测点流体流速为(8.56～9.71)×10－7 m·s－1 ,不同地区测点流体流速的差异可能与区域水文地质环境有关.总之,通过多深度的连续基岩温度观测,有望获得浅层地壳的热扩散系数及流体运移特征.  相似文献