一种横观各向同性岩体蠕变模型     

李列列  管俊峰  肖明砾  刘海朝  唐克东 《岩土力学》2020,41(9):2922-2930

层状岩体由于层理面或者结构面的存在，在力学上具有横观各向同性的特点，现有的各向同性蠕变模型难以全面反映横观各向同性岩体的蠕变力学特性。为构建能够反映横观各向同性岩体的三维蠕变模型，以能反映瞬时应变、减速蠕变和稳态蠕变特征的黏弹性Burgers模型为基础，基于常泊松比假定，在三维各向同性蠕变本构方程的基础上，按照算子替换的方法，将横观各向同性柔度矩阵代替各向同性柔度矩阵，并考虑了平行和垂直层理方向岩体蠕变力学行为的差异性，推导了横观各向同性岩体的三维蠕变本构方程。根据本构方程的特点，提出了根据平行和垂直方向岩体蠕变试验结果进行三维蠕变本构模型中蠕变参数的辨识方法。将提出的模型应用于三轴蠕变试验参数辨识，从而获得了一套完整的三维蠕变参数，并与试验结果进行对比分析，从而验证了所提模型与方法的合理性和有效性。进一步，指出了传统蠕变试验设计方案的局限性，给出了横观各向同性材料蠕变试验设计建议。研究成果为研究岩体三维蠕变机制提供了新思路，可对岩体蠕变试验设计提供相应的科研支撑。  相似文献   

内蒙古扎兰屯北部地区早白垩世酸性火山岩锆石U- Pb年代学和地球化学研究     

刘金龙  周永恒  吴琼  柴璐  吴大天  吴涛涛  刘凯 《地质学报》2019,93(12):3111-3124

本文对大兴安岭扎兰屯北部地区早白垩世酸性火山岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学以及Sr-Nd同位素的研究,以便对其岩石成因和区域动力学背景予以制约。通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得大兴安岭北部地区满克头鄂博组流纹岩(D14208)加权年龄141±3Ma(早白垩世),玛尼吐组粗面英安岩(D14210)加权年龄135±5Ma(早白垩世)。在地球化学研究方面,它们均为钙碱性系列,SiO_2分别为76.41%～78.01%和64.71%～65.63%,MgO分别为0.04%～0.22%和1.12%～1.35%,Mg~#值分别为12～42和32～38,富集大离子亲石元素、轻稀土元素,亏损高场强元素、重稀土元素,Eu/Eu~*分别介于0.40～0.52和0.82～0.95之间。Rb/Sr比值分别变化于2.42～3.21和0.12～0.15之间,K/Rb比值分别变化于284～290和284～306之间,Nb/Th比值分别变化于2.35～3.82和2.60～3.63之间。结合两个样品ε_(Nd)(t)值分别为1.57～2.22和1.72～2.24,二阶段模式年龄(t_(DM2))分别为751～804Ma和743～786Ma,认为岩石应来源于地壳。综合东北地区前人的同时代岩浆-构造成果,认为岩石形成于蒙古-鄂霍茨克洋闭合所引起的伸展环境。  相似文献   

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究     

吴二鲁  朱俊高  郭万里  陆阳洋 《岩土力学》2020,41(1):214-220

级配显著影响着堆石料的压实特性，定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程，设计了16组不同级配的试验粗粒料，进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验，定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明：由表面振动压实（动应力）试验和侧限压缩（静应力）试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系，且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近；无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验，堆石料都存在干密度最优（最大）的级配。依据试验成果，给出了所试验堆石料的最优级配区间（级配上、下包络线）；同时，利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间，并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性，为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。  相似文献   

一种优化的频率域三维声波有限差分模拟方法   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

范娜  成景旺  秦雷  赵连锋  谢小碧  姚振兴 《地球物理学报》2018,61(3):1095-1108

为提高频率域有限差分（FD，finite-difference）正演模拟技术的计算精度和效率，基于旋转坐标系统的优化差分格式被广泛应用，但是只应用于正方形网格的情况.基于平均导数法（ADM）的优化差分格式，应用于正方形和长方形网格模拟.这些频率域有限差分算子，各自具有不同的差分格式和对应的优化系数求解表达式.本文基于三维声波方程发展了一种新的优化方法，只要给定FD模板形式，可直接构造频散方程，求取FD模板上各节点的优化系数.此方法的优点在于频率域FD算子的优化系数对应各个节点，可扩展优化其他格式.运用此优化方法，计算得到了不同空间采样间距比情况下27点和7点格式的优化系数.数值实验表明，优化27点格式与ADM 27点格式具有相同的精度，优化7点格式比经典的7点格式具有更小的数值频散.  相似文献   

礁坪上波浪传播的数值模拟     

何栋彬  房克照  孙家文  刘忠波 《海洋通报》2018,(2):129-138

本文基于具备间断捕捉能力的二阶全非线性Boussinesq数值模型,对规则波和随机波在礁坪地形上的传播变形进行了数值模拟。该模型采用高阶有限体积法和有限差分方法求解守恒格式的控制方程,将波浪破碎视为间断,同时采用静态重构技术处理了海岸动边界问题。重点针对礁坪上波浪传播过程中的波高空间分布和沿程衰减,礁坪上的平均水位变化,以及波浪能量频谱的移动和空间差异等典型水动力现象开展数值计算。将数值结果与实验结果对比,两者吻合情况良好,验证了模型具有良好的稳定性,具备模拟破碎波浪和海-岸动边界的能力,能较为准确地模拟波浪在礁坪地形上的传播过程中发生的各种水动力现象。  相似文献   

港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析          下载免费PDF全文

王培涛  闪迪  侯京明  王岗  高义  任智源  范婷婷  王宗辰  王君成 《地球物理学报》2018,61(4):1325-1340

一直以来，海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用，特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说，这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现：在远场近岸及港湾系统中，海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流，可能促使港工设施受到威胁及损害，进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此，全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征，探索港湾中海啸流的数值模拟方法，发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性，大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证，可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程，针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型（空间分辨率达到10 m），并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征，波、流计算结果与实测结果吻合较好，精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅，同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现：港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大，这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关；相比海啸波幅空间特征，海啸流特征具有更强的空间敏感性；海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强，海啸流的模拟与预报更有挑战性；不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差，合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后，希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征，拓展海啸预警服务的广度与深度，从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品.  相似文献   

川西地区瑞雷波方位各向异性          下载免费PDF全文

王怀富  吴建平  周仕勇  冯甜 《地震学报》2020,42(3):293-305

本文使用川西密集地震台阵记录的面波资料，利用程函方程面波成像方法获得了周期为14—60 s的瑞雷波相速度及方位各向异性分布。结果显示:川滇菱形地块的川西北地块内部的低速异常明显，其下地壳各向异性快波方向以NS向为主，松潘—甘孜地块内部的低速异常稍弱，下地壳各向异性快波方向以NW?SESE向为主，表明川西北地块可能存在下地壳通道流，松潘—甘孜地块内部存在的通道流相对较弱；龙门山断裂带和丽江—小金河断裂两侧的速度结构和方位各向异性均有明显差异，可推测青藏高原内部的地壳流在东部和南部分别受高速、高强度的四川盆地和滇中地块阻挡，沿高原边界带发生了侧向流动；周期大于25 s的面波方位各向异性方向为NW?SE；与SKS分裂优势方向相近，说明四川盆地的剪切波各向异性可能主要源于上地幔；而龙门山断裂带附近壳幔各向异性较为复杂，面波方位各向异性与SKS分裂的NW?SE向弱各向异性存在差异，表明该处的剪切波各向异性可能来自地幔更深处，有待进一步研究。   相似文献   

鄂霍次克微板块东部俯冲带区域地震b值及应力场特征          下载免费PDF全文

王少坡  罗纲  史亚男  解孟雨  魏东平 《地球物理学报》2020,63(4):1444-1458

古登堡-里克特震级-频度关系式中的b值与剪切应力(或偏应力)大小被认为存在着负相关的关系,因此b值常被用作估算区域应力大小的指标.本文利用1970-2018年鄂霍次克微板块东部俯冲带区域的地震目录,使用最大似然法对该区域的b值进行空间扫描,得到了该区域沿海沟走向不同区域及不同深度的b值分布,进而调查与分析其应力状态及地球动力学特征.结果显示不同俯冲区域的b值分布具有4个共同特征:1)地壳范围内的高b值特征,表明其剪切应力较低;2)俯冲板片与上覆板块耦合强烈的区域b值较低,表明该位置剪切应力较高;3)弧前区域b值较高,表明其剪切应力较低;4)海沟东侧的太平洋板块与软流层接触的区域b值较高,表明该位置剪切应力较低.上述这些b值分布结果及其剪切应力分布,是能够与俯冲带的地球动力学结构与特征相关联的.我们也发现在水平方向上,在浅部区域(0~40km深度范围),勘察加地区的剪切应力相对于北日本地区和千岛地区更低;在更深的区域(40~80km深度范围),千岛地区弧前区域的剪切应力较低.由本文俯冲带区域力平衡估算得到的俯冲接触面上的剪应力大小能够解释鄂霍次克微板块东部俯冲带不同接触界面上的b值大小及其分布差异.本文得到的日本海沟附近区域平均b值在大地震前后的时间变化揭示了该区域震间、震前和震后的应力演化过程.  相似文献   

一种整数相位钟法精密单点定位模糊度固定模型     

《测绘科学技术学报》2020,(1)

星间单差法是常用的精密单点定位PPP模糊度固定方法,但是要面临基准星转换的问题。为此,提出了一种逐级模糊度固定模型,采用法国CNES发布的整数相位钟差产品,在PPP非差观测模型基础上逐一选取两颗卫星进行模糊度固定;得到多组单差模糊度固定解后,再以此构成约束条件进行滤波得到其他参数。实验选取了8个IGS站共48个观测时段进行模糊度固定实验。结果表明,模糊度成功固定后,位置三维误差平均值由5.60 cm减小到2.72 cm;位置误差标准差由3.64 cm减小到1.50 cm。仿动态条件下,模糊度固定后位置误差由6.02 cm降至4.75 cm。  相似文献   

基于两步弥散算子的共反射面元射线束成像方法研究          下载免费PDF全文

陈宝书  杨锴  汪小将 《地球物理学报》2020,63(1):270-286

基于克希霍夫统一成像理论,对共反射面元射线束成像方法进行了深入分析.通过这种分析可以得到一种新的共反射面元射线束类成像实现方式:基于两步弥散算子的共反射面元射线束类成像方法.当仅实施第一步弥散时,即可获得信噪比大幅提高同时更为规则的叠前道集.二维、三维的理论和实际数据算例证实了上述观点.  相似文献