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如何用有限元新模型研究地震触发和应力场连续演化 总被引：1，自引：0，他引：1
首先提出了一种考虑构造应力场影响的有限元新模型和地震触发因子C.新有限元模型可以用来研究地震序列中的地震触发和应力场演化.地震触发因子C定义为滑动面上的剪应力和摩擦强度的比值,它可以用来预测地震能否触发以及触发区的范围.然后利用这个有限元新方法和地震触发因子C研究了1976年唐山地震序列的余震触发情况.结果表明唐山地震的应力场和断层带的非均匀性对余震触发有重要影响.落入新有限元模型预测的地震触发区中的余震要明显多于落入地震位错理论预测的地震触发区中的余震. 相似文献
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地震断层几何形态的确定是研究断层震源破裂过程和地面运动的先决条件.其中断层的破裂深度和倾角是两个未知的关键参数.半无限空间的地震弹性位错理论公式表明,除纯走滑断层以外,对于断层破裂至地表的地震产生的地表变形,其上盘水平应变的零值点与破裂深度之间存在简单的对应关系,可由地表的零应变点直接推算断层深度.本文通过数值计算方法探讨了盲断层与非均匀介质情形下,利用地表零应变点推算断层破裂深度的可行性.结果显示,介质和应力场的非均匀性一定程度上影响了对应关系;对于盲断层,当埋深在~1 km以内时,对应关系近似成立.此外,根据地表水平变形还可估算断层倾角的范围.最后探讨了如何根据大地震后的孔径雷达干涉方法记录推算断层破裂深度的方法,并将此方法应用于2008年汶川大地震,获得了这次地震的断层破裂深度.这种利用地表变形观测确定断层几何参数的方法简便易行,没有余震的影响,可以为反演提供有价值的约束. 相似文献
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底辟流是研究地球内部物质循环与迁移的重要窗口,其动力学演化过程对于我们认识区域地质构造与演化具有重要意义.本文从热-结构力学的角度,建立三组不同的数值模型,研究底辟流上涌的动力学过程,分析底辟流半径、热-结构耦合、岩浆上涌通道对底辟流上涌过程的影响.该研究对认识早古生代祁连弧的形成过程具有重要启示.数值实验结果表明,底辟流半径越大底辟上涌速度越快;单个底辟很难直接上涌至上地壳底部,柴达木北缘超高压变质带和岩浆弧可能是由于多个底辟流持续上涌,最终发育稳定岩浆通道形成的,并且岩浆通道的形成对于超高压变质岩石的减压时间以及岩浆弧的形成时间均具有重要影响;具有稳定岩浆通道的单个底辟流从地幔深处90 km上涌至壳幔边界的过程中,在水平方向的侵蚀范围要比垂向侵蚀范围大一倍左右,研究结果表明安第斯型底辟流模型可以很好地描述早古生代柴达木北缘祁连弧的形成过程. 相似文献
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2008年MS 8.0级汶川大地震发生在具有复杂的地质构造背景、强烈的地表起伏、不均匀的弹性和黏性结构的龙门山断裂带上。由于震前地震活动性不够强烈且地表构造变形较小,龙门山断裂带的地震危险性在汶川地震之前被低估。从数值模拟的角度,建立黏弹性有限元模型,考虑了初始地形、重力、构造加载、黏弹性松弛等因素对2008年汶川大地震的孕震、同震及震后150年变形全过程的影响,定量研究了映秀-北川断裂带的同震及震后变形,分析了弹性层、黏弹性层的应力积累、释放、调整的特点,模拟得到地表同震和震后位移与大地测量资料较为吻合,对汶川大地震的余震分布进行了力学上的解释,模拟得到震前、同震及震后的应力变化有助于深入分析大地震的动力学成因及其对周围区域的地震危险性影响。 相似文献
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挪威北海北部在末次冰期存在较大范围的冰盖,其冰盖的加载和卸载会对地表变形和内部应力调整产生重要影响.本文基于Maxwell黏弹性本构关系,根据初应力法自主开发了一套Maxwell黏弹性体有限元程序,它可以考虑重力和构造加载、地球介质弹性的纵向和横向不均匀性以及黏性的分层性,可以计算冰川载荷变化引起的地球表面变形及内部应力状态的变化.利用它研究了挪威北海北部1.1 Ma以来的冰川载荷变化、特别是两万多年以来冰盖的消退引起的地表冰后回弹.结果表明,自2万年以来,冰后回弹效应在冰盖载荷变化的不同阶段呈现明显的时空变化,现今地表垂直变化速率为几个毫米/年,与观测结果一致.下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应明显,上地壳的应力状态在现今海岸线两侧存在差异性,水平和垂直正应力变化可达几十兆帕,剪应力变化有一个先增加后迅速减小至零的过程,与古地震、现今地震时空分布及应力测量结果也比较符合,研究结果有助于加深对冰后回弹的动力学过程的认识. 相似文献
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利用库仑临界锥角理论和沙箱物理模拟进行褶皱冲断带的研究时，通常忽略了楔形体介质的内聚力.岩石力学实验结果表明，岩石内聚力通常在几到几十兆帕范围内变化.楔形体介质强度的变化是否会影响褶皱冲断带的时空演化?针对这一问题，我们建立了岩石内聚力分别是10 MPa、20 MPa和50 MPa的3个二维弹塑性有限元模型，模型包含了楔形体介质的弹塑性材料非线性和底部滑脱带的接触非线性.该模型考虑了不同介质强度、底部滑脱带摩擦、重力和边界构造加载的影响，更为符合实际.计算结果表明，岩石内聚力为10 MPa时，楔形体内的断坡首先在楔形体近端产生，从近端依次向远端发展；岩石内聚力是20 MPa时，断坡开始在楔形体近端产生，随后在远端也开始形成，最后由两端向中间汇聚；岩石内聚力是50 MPa时，断坡先从楔形体远端形成，从远端向近端依次发展.我们还讨论了底部滑脱层倾角对褶皱冲断带演化的影响，结果表明较低的底部滑脱面倾角易产生由近端向远端演化的样式，中等滑脱面倾角易产生两端向中间演化的样式，较高滑脱面倾角易产生由远端向近端演化的样式.我们得到了三种不同的褶皱冲断带时空演化的模式，其结果可以用来解释青藏高原东北缘依次向北东方向发展的海原-六盘山断层、天景山断层、烟筒山断层系统的时空演化. 相似文献
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力学上,地震可以看作在应力场作用下由于断层带介质的突然损伤或软化导致的断层带失稳事件.本文基于这个地震动力学模型,利用一种可以模拟断层大位错的有限元方法,研究了2011年MW9.0东日本大地震(Tohoku-Oki)的动力学破裂过程.比较了无障碍体和具有不同刚度障碍体的断层带模型产生的断层位移、位错和应力降.主要结果表明,障碍体的存在并不明显地改变障碍体区域的初始构造应力场.对有障碍体情形,准静态结果显示断层上盘最大逆冲位移和最大剪切位错分别为51m和58m,均发生在海底表面海沟处,与无障碍体的结果(最大剪切位错约55m)相比差别不大;下盘最大倾向位移(-10m)并不与上盘最大值出现在同一位置,而是在障碍体处.障碍体处剪应力降(约11 MPa)大于周围非障碍体区域.障碍体处正应力降的最大值约为3 MPa.模拟结果似乎不支持海山是导致本次地震异乎寻常大位错的原因,而倾向于断层带剪切刚度在地震过程中极度损伤或软化. 相似文献
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中国是一个多地震和强地震的国家,地震预报是当代科学最具挑战性的课题之一,王仁先生从20世纪70年代起开展了前瞻性和开拓性的工作,他的思想的科学性已经被半个世纪以来的地震科学进展所证明.本文简要回顾了王仁先生关于地震预报的科学思想和实践,以及这些思想在近年来取得的突出进展,展望了今后数值地震预报在高性能计算物理模型驱动和机器学习数据驱动下的发展前景. 相似文献