Effects of the geometry of two‐dimensional fractures on their hydraulic aperture and on the validity of the local cubic law          下载免费PDF全文

Ahmad Hajjar  Luc Scholtès  Constantin Oltéan  Michel Antoine Buès 《水文研究》2018,32(16):2510-2525

Flow through rough fractures is investigated numerically in order to assess the validity of the local cubic law for different fracture geometries. Two‐dimensional channels with sinusoidal walls having different geometrical properties defined by the aperture, the amplitude, and the wavelength of the walls' corrugations, the corrugations asymmetry, and the phase shift between the two walls are considered to represent different fracture geometries. First, it is analytically shown that the hydraulic aperture clearly deviates from the mean aperture when the walls' roughness, the phase shift, and/or the asymmetry between the fracture walls are relatively high. The continuity and the Navier–Stokes equations are then solved by means of the finite element method and the numerical solutions compared to the theoretical predictions of the local cubic law. Reynolds numbers ranging from 0.066 to 66.66 are investigated so as to focus more particularly on the effect of flow inertial effects on the validity of the local cubic law. For low Reynolds number, typically less than 15, the local cubic law properly describes the fracture flow, especially when the fracture walls have small corrugation amplitudes. For Reynolds numbers higher than 15, the local cubic law is valid under the conditions that the fracture presents a low aspect ratio, small corrugation amplitudes, and a moderate phase lag between its walls.  相似文献   

鄂尔多斯地块周缘垂直形变场负位错反演与应变积累研究     

张希  刘立炜  郝明  白卓立 《大地测量与地球动力学》2019,39(6):551-556

利用鄂尔多斯地块及其周缘1970～2014年的垂直形变速率场资料，借助负位错反演研究该区域长期应变积累。结果表明，地块东北缘山西断陷带中北段年均能量积累增量、剪应力强度都较高，西南缘六盘山断裂与渭河断裂西段次之；山西断陷带中南段至晋陕交界处年均剪应力强度较高且显示一定程度的能量积累；西秦岭构造区尤其西秦岭北缘断裂西段、晋冀蒙交界区也反映一定程度的能量积累特性。  相似文献   

阿尔金断裂带中段现今构造形变模式的InSAR研究     

邱江涛  朱良玉  王随随 《大地测量与地球动力学》2018,38(8):783-786

利用2007～2010年间14景ALOS PALSAR数据及SBAS InSAR技术，获取阿尔金断裂带中段91°E附近现今地壳形变速率场，并反演该地区断层的滑动速率和闭锁深度。结果表明，阿尔金断裂中段地区的形变速率自北向南呈3个线性梯度变化区，分别为阿尔金山东段8～12 mm/a、索尔库里盆地6～7 mm/a、阿尔金断裂带以南约0 mm/a。3个速率梯度变化区主要集中在喀腊达坂断裂和阿尔金主断裂上；拟合的断层就位于金雁山南缘、喀腊达坂断裂南邻，走滑速率从西（7.1 mm/a）向东（14.0 mm/a）逐渐增大，闭锁深度自西(4.5 km)向东(10.6 km)逐渐趋深。结合前人研究推测，金雁山（阿尔金山链东部）与索尔库里拉分盆地组成的复合破裂构造模式，是转换断层运动时应力和应变调整的主要驱动机制。  相似文献   

利用短期静态PPP结果反演海潮负荷位移     

魏国光  王琪洁  彭葳  郭良琦 《大地测量与地球动力学》2019,39(6):607-612

采用香港11个GPS测站的观测资料进行1 h、2 h、3 h和4h静态PPP解算，获得4组PPP坐标序列，利用调和分析求取11个测站处8个主要分潮的负荷位移参数（振幅和相位），将其与海潮模型计算的负荷位移参数进行对比，并比较分析PPP反演值与海潮模型值改正海潮负荷信号的效果。结果表明，垂直和水平方向上，不同PPP结果反演8个分潮的负荷位移分别具有约5 mm和7 mm的差异；PPP反演8个分潮垂向负荷位移优于全球海潮模型，但水平方向上的反演效果稍弱。  相似文献   

基于重力测点和段差变化的前郭5.8级震群研究与三维反演     

王同庆  张品  刘金钊  陈兆辉  张双喜  朱传东 《大地测量与地球动力学》2019,39(5):469-475

利用东北地区近几年流动重力观测数据，分析前郭5.8级震群周边重力点值的时序变化特征，并基于重力段差变化对东北地区整体和局部重力变化引入能够反映异常显著性程度的指标量G和C值，最后对前郭5.8级震群前的重力场动态变化作三维密度反演。结果表明：1）前郭5.8级震群发震构造两侧的局部重力变化具有较明显的差异性，其变化趋势可作为识别构造活化或解耦运动的标志；2）显著性指标量G和C值能够为地震重力前兆的定量描述提供新思路；3）震前重力变化的反演结果显示地震发生在质量运移的过渡区域，垂向反演结果对本次地震的震源深度有一定的揭示意义。  相似文献   

气候变化下基于物种与植物耦联机制的小白额雁(Anser erythropus)潜在生境及适宜性研究--以长江流域中下游为例     

向伶  高翔  彭玉辉  梁婕 《资源与生态学报(英文版)》2020,11(2):140-149

气候变化和人类活动通过改变物种生境而影响物种多样性。小白额雁是长江流域中下游的一种具有较高生态价值的食草型濒危候鸟,受气候变化和人类活动威胁。本文以小白额雁为代表性物种,定量分析了气候变化对长江流域中下游候鸟潜在生境及适宜性空间分布格局的影响。采用Maxent模型模拟了当前情景和全球环流模型(GCMs)气候场景下小白额雁潜在生境及其适宜性分布。研究结果表明,小白额雁分布特征与其栖息地周边植物分布呈显著相关关系;运用Maxent模型模拟小白额雁六种主要食源植物的分布特征,并将其结果作为环境变量,将显著改善小白额雁潜在生境及其适宜性模型的模拟性能;在两种典型浓度情景(RCP 2.6和RCP8.5)下,2070年小白额雁潜在生境适宜性面积将下降。为应对气候变化对小白额雁的影响,应采取更加合理的管理措施和保护政策,包括调整保护区的大小、形状和用途。  相似文献   

用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场   总被引：38，自引：20，他引：18  

杨少敏  游新兆  杜瑞林  乔学军  王琪 《大地测量与地球动力学》2002,22(1):68-75

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.  相似文献   

On the equivalence of two methods for computing partial derivatives of seismic waveforms—II. Laterally homogeneous initial model     

Robert J. Geller  Tatsuhiko Hara  Seiji Tsuboi 《Geophysical Journal International》1990,102(2):499-502

  相似文献   

有限元法与伪谱法混合求解弹性波动方程   总被引：6，自引：0，他引：6  

马德堂  朱光明 《地球科学与环境学报》2004,26(1):61-64

在地震波场数值模拟中,有限差分法、有限元法和伪谱法都是常用的基本方法,但它们各有不同的适应性和优缺点,如有限差分法、有限元法都存在减弱网格频散和提高计算效率的矛盾,而伪谱法的网格频散小且计算效率高.有限差分法和伪谱法在处理地表结构复杂或地表剧烈起伏以及地下结构复杂的情况时存在较大的难度,而有限元法可较为理想地拟合起伏地表和任意弯曲界面,且可方便地处理自由边界条件和界面边界条件.尝试将有限元法和伪谱法相结合,形成地震波场数值模拟的一种混合方法,利用二者的优点,克服二者的缺点,达到既减弱网格频散又提高计算精度和效率的目的.并采用所谓的‘过度区域‘技术解决两种不同算法的衔接问题.模拟实例表明,给出的混合模拟方法不失为弹性波场数值模拟的一种有效方法.  相似文献   

Investigating the mechanisms leading to the deglaciation of past continental northern hemisphere ice sheets with the CLIMBER–GREMLINS coupled model     

Sylvie Charbit  Masa Kageyama  Didier Roche  Catherine Ritz  Gilles Ramstein 《Global and Planetary Change》2005,48(4):1887

A coupling procedure between a climate model of intermediate complexity (CLIMBER-2.3) and a 3-dimensional thermo-mechanical ice-sheet model (GREMLINS) has been elaborated. The resulting coupled model describes the evolution of atmosphere, ocean, biosphere, cryosphere and their mutual interactions. It is used to perform several simulations of the Last Deglaciation period to identify the physical mechanisms at the origin of the deglaciation process. Our baseline experiment, forced by insolation and atmospheric CO₂, produces almost complete deglaciation of past northern hemisphere continental ice sheets, although ice remains over the Cordilleran region at the end of the simulation and also in Alaska and Eastern Siberia. Results clearly demonstrate that, in this study, the melting of the North American ice sheet is critically dependent on the deglaciation of Fennoscandia through processes involving switches of the thermohaline circulation from a glacial mode to a modern one and associated warming of the northern hemisphere. A set of sensitivity experiments has been carried out to test the relative importance of both forcing factors and internal processes in the deglaciation mechanism. It appears that the deglaciation is primarily driven by insolation. However, the atmospheric CO₂ modulates the timing of the melting of the Fennoscandian ice sheet, and results relative to Laurentide illustrate the existence of threshold CO₂ values, that can be translated in terms of critical temperature, below which the deglaciation is impeded. Finally, we show that the beginning of the deglaciation process of the Laurentide ice sheet may be influenced by the time at which the shift of the thermohaline circulation from one mode to the other occurs.  相似文献