陈化然[1]2003年在《强震成组活动及其相互影响的数值模拟研究》文中进行了进一步梳理关于地震孕震过程，早期的研究大多侧重于震源模型和理论，围绕地震孕育发生过程中，震源及其邻近地区应力场、应变场的时空动态演化来研讨其长、中、短、临各阶段的现象与机理，而较少涉及各地震之间相互关系的研究。然而，地震活动的事实表明，强震不是孤立事件，它们之间有密切的关系，某些强震组是同一个孕震过程的产物。20世纪90年代以来，科学家们开始注重强震之间相互作用的研究。地震间相互作用、相互影响是构成地震活动复杂性的一个重要因素。 本文试图从现象到理论，研究强震的成组孕育、成组活动特征，特别是针对川滇这一特定地区，应用地质构造和深部地球物理的最新研究成果，建立叁维有限元模型，研究强震成组活动的机制，为地震分析预测研究搭建一个有一定理论基础的平台，探索地震物理预测的一些途径，这正是本论文的初衷。 首先，以中国大陆地区历史地震记录为统计样本，对大陆地震在时间和空间上的分布特征进行统计，表明，无论是把我国陆区作为一个整体来研究，还是把我国陆区分为东西两区来研究，乃至取某一个地区的区域地震活动性来研究，大陆地震活动在时间和空间上呈成组性丛集活动特征，即中国大陆强震成组活动的特性具有鲜明的客观性。 然后，本文采取了一种比较简便的方法—At值扫描方法，对地震间的关联特性进行半定量的研究，计算地震应变释放在区域强震扰动发生前后的变化。通过空间扫描图象描述大范围的响应情况，分别对中国大陆的华北地区、西南地区和西北地区强震前后地震活动进行了分析。表明：某次强震活动可以引起某些孕震区的加载，介质非线性应变积累加速，使处于高应力状态的震源失稳提前进入不稳定状态，后续强震提前发生，即强震之间存在着时间、空间上的关联性。 之后，本文针对强震频发的川滇地区，进行了较为深入的研究。应用Okata的应力触发理论，对川滇地区强震相互触发、地震成组活动进行较系统的分析研究。统计结果表明：大约50％地震均发生在前一次地震的库仑破裂应力变化正值区，30％发生在应力变化负值区，20％发生在正负交界区。 在上述研究基础上，本文对地震成组活动及其相互影响进行了有限元数字模拟研究。首先，针对青藏构造地块，尝试建立了应力演化和地震活动二维有限元模型。将有限元理论模型应用于某一实际地区，研究应力演化、应力调整与强震成组孕育、成组活动的关系，对青藏构造地块强震间相互关联特征进行初步模拟。表明，可以用有限元方法模拟计算强震的应力调整和影响作用，并确定应力增强区，为下一次强震发生的地点判定提供依据。 然后，根据近年来国家重点基础研究规划项目“中国强震机理与预测”等取得的川滇地区地质构造活动和深部地球物理等的最新成果，建立了川滇地区四层叁维有限元模型。模型划分较细，包括了各种性质的断裂带，如：甘孜—玉树断裂带、鲜水河断裂带、岷江断裂带、龙门山断裂带、金沙江断裂带、小金河断裂带、安宁河断裂带、则木河断裂带、小江断裂带、楚雄—建水断裂带、红河断裂带、小金河-丽江、龙陵—澜沧断裂带等。又根据近年来取得的最新的震源机制解和GPS测量资料为约束条件，确定了模型的边界条件，分别计算了川滇地区的背景应力场、断层蠕动产生的应力场和强震触发的应力场，重点对川滇地区1988-1996年动态库仑破裂应力变化进行了模拟计算，研究了前面地震对后续地震的触发影响。结果表明：1988-1996川滇地区的几次强震中，1989年的巴塘强震群发生在1988年澜沧-耿马地震后的库仑破裂应力变化正值区，1995年的武定地震发生在库仑破裂应力变化止负值交界区，1996年的丽江地震发生在库仑破裂应力变化正值区。这说明，前面强震对一后续地震有相当的影响，后续地震大多发生在前面强震所引发的库仑破裂应力变化正值区，显示出先发地震对后续地震有一定的触发作用。强震往往是在较高的应力背景卜相互作用、相互影响的，进而呈现为带有时空丛集性的成组活动图像。 最后，本文又从强震发生前后的前兆异常变化特征等方面对上述模型进行了实际检验，表明模型与实际地震活动特征相一致，模型模拟结果对前兆异常机理研究有一定的士旨导作用。 通过以上研究可以认为，成组孕育、成组活动是中国大陆强地震孕育、活动的基本特征。既然地震前的各种异常反映的是强震孕震过程，并且大多数强震是成组孕育的，那么在各种异常中就有可能存在地震组异常，这对日常判断、识别前兆异常，提高地震预测水平有实际应用意义。 本论文对川滇地区初步搭建了一个地震分析预测研究的叁维有限元数值模拟平台，尽管还有许多待完善之处，但本文的研究方向是有益的，对将数值模拟研究应用于实际地震预测有理论上的启迪意义，对地震从经验预测向物理预测发展有一定的借鉴作用。
陈化然[2]2006年在《断裂相互作用和地震预测方法研究》文中提出首先,在“断层间相互作用、强震间相互影响”方面,从现象到理论,研究强震的成组孕育、成组活动特征,特别是针对川滇这一特定地区,应用地质构造和深部地球物理的最新研究成果,建立了叁维有限元模型,研究强震成组活动的机制,为地震分析预测研究搭建了一个有一定理论基础的平台,探索了地震物理预测的一些途径。对川滇地区初步搭建了一个地震分析预测研究的叁维有限元数值模拟平台,尽管还有许多待完善之处,但本文的研究方向是有益的,对将数值模拟研究应用于实际地震预测有理论上的启迪意义,对地震从经验预测向物理预测发展有一定的借鉴作用。其次,在“重、磁构造反演”方面,收集了天津及邻近地区大量的、宝贵的重力、航磁资料;对重点资料进行了数字化,积累了较全面的天津及邻近地区最新的数字化重、磁资料;采用分频及延拓计算,对研究区内重力及航磁资料分别进行了对比,研究了不同方法在划分不同深度场源异常方面的效果;根据已知的新生代盖层深度,模拟出全区新生代盖层密度界面,在消除掉此盖层的影响之后,得出深部界面的反演计算结果;通过跨越深大断裂若干条剖面的正反演计算,对研究区内深大断裂深部延展所表现的密度、磁性特征有了进一步的认识;通过资料的综合分析解释,对研究区内地壳不同深度上结构构造特征给出了解释;综合给出了天津断层、沧东断层深部延展状态,并讨论了断层的深部孕震特征。
焦明若[3]2000年在《孕震过程的数学物理模拟及其在地震预测研究中的应用》文中指出本论文从大陆强震成组活动的事实出发，通过数值模拟和岩石破裂实验方法，对成组孕震过程中多震源体的地震活动所表现的基本特征及其相互作用和相互影响（增减震机制）进行了深入的研究，并利用数值模拟和实验分析结果对中国两个典型地震活动地区即华北地震区和川滇地震区的地震活动特征进行了解释，同时对地震前兆复杂性的产生的原因和机制进行了初步探讨。 地震活动具有空间不均匀性和时间非平稳性之特点。前者表现为地震在空间上往往成带、成区分布，后者即表现为地震活动在时间轴上具有活跃和平静（高潮和低潮）相交替的丛集特性。中国大陆地震具有成组活动特征。强震活动的成组性具体表现在某一时间段强烈集中，即它的丛集性，而且一个强震组在空间上也相对集中，即有其主体活动区。地震活动的上述特征也被称之为地震活动的群体特征。即地震除有单个震源孕育发生的个体特征外，还具有在一个地震构造块体中成组孕育、成组活动的特征，而且成组地震的孕育和发生之间造成相互影响和相互作用，使地震的孕育和发生构成一幅复杂的图象。研究表明成组强震活动间相互作用、相互影响有两种特性：增震作用和减震作用。所谓增震作用是指一次地震的发生增加了其它正在孕震过程中尚未发震的强震区的危险性，从而引发强震提前发生的特性。减震作用是指在成组强震孕育过程中，由于一次强震的发生而降低了其它某些孕震区的危险性，推迟其强震发生的时间。这种在强震成组活动过程中使发震时间相互延迟的影响称之为减震作用。 首先，论文通过有限元数值模拟方法，给出特定模型中预设宏观非均匀介质即断裂的情况下地震发生连续的动态破坏过程，进而研究地震活动的最基本特征。岩石破裂过程的数值模拟对理解岩石的变形破坏行为有一定的帮助。本文对孕震过程的数值模拟研究给出了地震孕育及发展过程的一些基本特征，如主震前的地震区域活动增强及平静现象、地震迁移、变形局部化等现象，特别是模拟所给出的应力、应变和声发射（微震）分布随时间的演化图像，在时空两方面再现了地震全过程的力学物理图像。同时数值模拟结果对理解前兆复杂性有很大的帮助：处于不同构造部位和介质性质差异较大的台站对前兆的响应程度是不同的，因此会出现同一地区的台站虽然地壳介质相同或相似但对应力的反应却不同，也可能出现处于同一构造部位的台站因所处的地壳介质的巨大差异而有很大的差异等等。同时，模型也考虑了微破裂之间的相互作用，这也是非常有意义的。因为这种相互作用的结果，可能会使那些达到破裂强度的单元因减虐作用可能推迟发震，也可能使那些未达到破裂强度的单元因为增震作用而提前发震。反映在前兆上，就有可能出现有前兆而无地震，或有地震而无前兆的现象。此外，本模拟方法最大的优势是能够模拟不均匀的介质，如果我们对岩石样本的介质和结构设计得合理，就有可能在正确的震源模式指导下，对地震前兆做出有意义的跟踪，这将对地震预报是有意义的。 通过岩石破裂实验产生的声发射事件的时空分布和应变测量结果分别对含多个障碍体的滑动方向相反的平行断层岩石破裂实验过程和滑动方向相同的平行断层岩石破裂实验进行分析，试图找到多孕震体间以及断层间的相互作用和相互影响的物理机制。 通过对含强度相同（BR9905和 BR9904）和强度不同（BR9902和 BR9903）障碍体两种情况下滑动方向相反的平行断层失稳破坏的应变场、声发射等时空演化图像的分析，对障碍体以及断层失稳破坏方式进行了深入的研究。认为：障碍体强度相同时，破坏首先开始于模型下部的两个障碍体，然后是上部的障碍体的破坏。由于介质的不均匀性，会使上部两个障碍体发生破 互坏有一定的先后顺序，并使其中一条断层先发生破坏贯通，然后将应力转移至另一平行断层上，使其发生破坏和贯通；障碍体强度不同时，强度弱的障碍体首先发生破坏，然后是障碍体强度大的破坏。如果弱强度的障碍体在同一断层上则该断层先发生破坏贯通，之后是另一断层的破坏和贯通。如果障碍体强度在同一断层上不同，弱强度的障碍体先发生破坏，但首先在其中一条断层上贯通，然后是另一条断层的贯通。同时通过对应变和声发射的时空分布，研究了障碍体间和断层间失稳破坏所产生的相互作用方式，即增减震关系。研究结果表明：对于这种含障碍体的滑动方向相反的平行断层失稳破坏无论是障碍体强度相同或不同都是增震关系。同时通过数值模拟检验，进一步证实了实验结果的可靠性和可信性。通过对障碍体强度相同的两个相似模型实验（BR9905和 BR9904）的对比分析，所得到的结论是一致的，说明了实验结果的可重复性。 通过对所含障碍体强度不同的滑动方向相同平行断层失稳破坏的分析（BR200002和BR20000），结果表明：这种含障碍体滑动方向相同乎行断层失稳破坏，障碍体间以及断层之间相互作用是一种减震作用。对于这种平行断层上所含障
范俊喜[4]2002年在《鄂尔多斯地块运动特征研究》文中认为中国大陆构造的成块性与中国大陆地震活动的成组性构成中国地震构造和地震活动的一个突出现象。论文研究了两者之间的联系，论证了地震活动的成组性与地质构造的成块性的关系，划分了地块活动类型。研究地块的运动特征是认识地震活动规律的关键问题之一。考虑到鄂尔多斯地块是中国大陆一个典型地块，地块内部构造简单，周缘则是着名的强震活动带，本文以之为例加以研究。利用地质、地形变和震源机制解资料对鄂尔多斯地块的运动过程进行了详细解析，发现鄂尔多斯地块的活动表现为整体性运动，其不同方向边界带的活动存在着交替性，从而建立了1000年来鄂尔多斯地块的运动动态过程，并用数值方法模拟了鄂尔多斯地块的运动和周边构造应力场。 一、中国大陆地质构造的成块性与地震活动的成组性 在前人对中国大陆地震成组划分的结果和地块划分方案的基础上，研究了中国大陆地块与成组地震活动之间的关系。发现大部分强震分布于地块边界断层上，成组地震的孕育和发生与块体活动有关。由成组地震震中分布图表现出来的地块活动方式主要有如下四种类型：①单缝式(相邻地块)活动型(A)，一组强震分布于两个相邻地块或两个相邻组合地块的共同边界上，表现为一组地震震中沿地块或地块组之间的一条缝分布。其中组合地块是指多个地块在某一时空范围内结合形成的一个统一地块，它在该时期控制了成组地震的发生。②单地块活动型(B)：一组强震分布于一个地块或一个组合地块的周边，可能与某一地块或组合地块的运动(平移、旋转、掀斜及其组合形式)有关。③多地块活动型(C)，一组地震分布于若干地块各自的边界上，表现为多个地块同时活动。④地块内部活动型(D)，一组地震分布于一个或多个地块的内部，表现为地块内部构造活动。每种地块活动类型出现的频次并不相同，在考虑了非成组地震时，地块活动频度以单缝式活动型为最高；单就成组地震而言，地块活动主要以单块式活动型为主。另一方面大陆内部各地块的活动性也有差别，仅就涉及到成组地震的频次而言，东部比较活跃的地块有太行山地块和华北平原地块，西部比较活跃的地块有川滇和昆仑-松潘地块。 二、鄂尔多斯地块运动的整体性与不同方向边界带活动的交替活性 从以下几个方面研究了鄂尔多斯地块的运动特点。①从地质资料分析，鄂尔多斯地块除西南缘为弧形挤压断裂外，其周边围绕着一系列断陷盆地带，盆地外侧为山地。反映鄂尔多斯地块主要处于伸展构造环境中。由各盆地的走向和排列方式，可知地块南北、东西两侧边界分别为左旋、右旋走滑剪切拉张带，两者形成一对共轭剪切拉张带。根据各断陷带内断裂活动特征，地块南北两侧主要以拉张断陷为主，东西两侧则以走滑运动为主，东西边界的活动比南北边界强。②从地震活动性分析，若以鄂尔多斯地块周边各个断陷带为单元，其地震活跃期和平静期长短不一，无明显规律，但是把鄂尔多斯地块周边断陷带作为一个整体，其地震活动则呈现出约300年活动期，100年平静期的明显规律，表明鄂尔多斯地区的地震活动不是以断陷带为活动单元，而是以地块为活动单元。这一方面说明鄂尔多斯地块的整体性，另一方面也表明地块活动决定着其周边强震的孕育与发生；地震活动性还呈现出另一规律，地块的南北边界带与东边界带的构造活动是交替发生的。③从地形变资料分析，近几年来GPS观测结果显示哪尔多斯及其周边地块相对稳定的欧亚大陆在向南东东方向运动，各地块的运动速度存在着差别，引起了地块之间的构造运动和变形.本文根据w如g学等(2加l)的结果拟合了部尔多斯及周边地块的运动速度，求出了周边各地块相对部尔多斯地块的运动速度，分别投影到相应的断陷边界带的延伸方向和其垂直方向上。由此得到，在GPS施测期间周边断陷带的运动方式总体上同长期内地质平均结果相似，即南北、东西边界断陷带分别为左旋、右旋剪切拉张，西南缘为挤压边界，略带左旋运动.但也显示出一些与地质结果相矛盾的现象:地块南北边界，即渭河断陷带和河套断陷带的走滑分量显着，而东西边界，即山西断陷带和银川断陷带的拉张分量显着，这与各边界带长时期运动的地质结果不符，反映出地块南北边界带正处于构造活动时期。七十年代到八十年代末的精密水准资料反映出那尔多斯地块与太行山地块之间存在着微挤压隆起，也不同于近几年该带上的拉张运动。多期精密水准网资料还反映出哪尔多斯地块与周边地块间的相互作用存在着周期性的加强与减弱现象。 总之，邵尔多斯地块运动的整体性表现为:在地块内部无活动构造分布;地震活动以地块为单元;地块内部的GPS侧点间差异运动较小;垂直形变零等值线沿地块边界分布。部尔多斯地块不同方向边界活动的交替性表现为:在南北边界带与东西边界带上的地震活跃期存在明显的交替活动现象，·反映出两带构造活动的交替性;近期GPS结果反映的地块南北边界带较大的走滑运动，而东西边界带走滑运动很小，主要为拉张运动，与长期地质结果不符，从而说明两者在不同时期交替地成为地块的主导活动边界带。各种资料表明至少从八十年代末期以来，鄂尔多斯地块南北边界带处于构造活动时期;近几年?
张国民, 李丽[5]1997年在《强震成组孕育、成组发生过程中相互间影响的研究》文中研究说明中国大陆地震具有成组活动的特征。成组强震活动之间有增震和减震作用。本文应用构造块体成组孕育的理论模型讨论了成组强震活动间的相互影响及其物理机制。通过强展成组孕育、成组发生的理论模型分析了一次地震发生对其它震源区应力变化的影响、对前兆复杂性的影响．及此类模型在地震预报工作中的应用。把强震成组孕育和活动的模型应用到危险性分析和地震长期预报研究领域将对地震预报实践起到一定的指导意义。
焦明若[6]2002年在《孕震过程的数学物理模拟及其在地震预测研究中的应用》文中进行了进一步梳理本文从大陆强震成组活动的事实出发 ,通过数值模拟和岩石破裂实验方法 ,对成组孕震过程中多震源体的地震活动所表现的基本特征及其相互作用和相互影响 (增减震机制 )进行了深入的研究 ,并利用数值模拟和实验分析结果对中国 2个典型地震活动地区 ,即华北地震区和
高国英, 王筱荣, 温和平, 聂晓红[7]2007年在《新疆及周边地区强震成组活动及其预测研究》文中指出系统分析了1900年以来新疆及周边6级以上地震成组活动基本特征。结果表明,新疆及周边地区6级以上地震成组活动明显,并具有持续时间短、地震强度大、频度高的特点。新疆及周边地区7级以上地震有95%发生在地震成组活动期间,地震成组活动是该区域发生7级以上强震的中期预测指标之一。地震成组活动一般出现在低活动水平背景下,而且成组地震活动在空间上相对集中分布,在地震活动期间强震存在由新疆西南向北东迁移的特点,其中天山地震带尤其是南天山西段为强震主要的活动区域。地震成组活动伴随地震条带图像的出现;在地震成组活动前或活动中新疆地区前兆测项异常明显增加,具有群体异常的起伏变化过程。
张慧[8]2012年在《太平洋板块俯冲对中国东北地区深浅震影响机理的数值模拟研究》文中研究表明长期以来，人们就注意到太平洋板块俯冲至中国东北地区660km深度，在东北地区黑龙江珲春一带引发了一系列深震这一明显现象。中国东北地区作为我国大陆唯一的深震带，它的发震时间，空间，强度与日本海沟地震，东北地区浅震均存在比较明显的联系。国内外的地震工作者均十分重视这一现象并在多方面进行了研究，一方面证实了这一现象，另外一方面利用反演，层析成像，统计分析等方面研究太平洋俯冲板块的结构，中国东北地区的岩石圈构造，东北地区地震的震源机制，深震与浅震的动力机理，东北地区的动力学环境等方面均作了很多研究。但目前对太平洋板块俯冲与中国东北地区深浅震之间的孕震机理研究尚缺少系统的数值模拟分析。因此，本文将采用数值模拟方法研究东北地区深浅震之间的孕震机理，以探讨东北地区的构造应力场的动力学环境。基于上述思路，本文根据东北地区地震活动性特征利用有限单元法重点开展以下研究工作：(1)太平洋板块以不同俯冲角度向东北地区俯冲对应力场分布的影响。根据太平洋板块向东北地区660km俯冲为研究对象建立二维垂向模型，设置不同俯冲角度，研究太平洋板块俯冲角度对中国东北地区深浅震的孕震机理的影响。此外，根据应力场分布，分析太平洋板块俯冲对中国东北地区的深浅震的孕震机理。(2)太平洋板块向东北地区俯冲对不同剖面的弹性模型和黏弹性模型的产生的应力场分布的影响。在俯冲带实际俯冲角度基础上，建立太平洋板块向东北地区俯冲的包含叁组典型构造地区的剖面模型，分别是郯庐断裂带北段、长白山火山区、海城河断裂带。分别讨论弹性模型的和粘弹性模型的应力场分布。探讨弹性模型和黏弹性模型中应力场的变化机理,并进行对比，从不同角度研究东北地区深浅震的孕震机理。(3)研究东北地区郯庐断裂带北段的位移场、应力场分布及其数值分析。为进一步弄清楚浅源地震的孕震环境，选择郯庐断裂带北段的依兰-伊通断裂与敦化-密山断裂为研究对象，探讨其应力场、位移场的数值分析结果，探讨断裂带的构造以及所在的构造环境对于浅源地震孕震的影响。通过数值模拟和综合分析，论文得到以下几点认识：(1)太平洋板块向我国东北地区俯冲是产生我国东北地区深浅震地震的主要动力源，它们有统一的构造应力场。(2)研究区应力场分布表明：在太平洋板块俯冲作用下，我国东北地区深部以及浅部地区形成两个主要的应力集中区，这也是深源地震和浅源地震的主要孕震区，说明深震的发生与东北地区浅源地震的发生之间有内在联系，从而可为理解东北地区深震与浅震发生的相关现象提供启示。(3)不同剖面的黏弹性与弹性模型结果表明：两种剖面模型的理论结果有一定的相似性，都是深部和浅部出现应力集中效应。其中弹性模型可以解释每一地震活跃期深震触发浅震的基本的动力学机理，而黏弹性模型的应力场分布则显示出时间尺度上的积累效应，而且出现明显的火山区应力集中效应。(4)为研究郯庐断裂带北段的依兰伊通断裂带以及敦化密山断裂带对地表形变的影响，给出了断裂带的水平位移和垂向位移场和形变场数值结果。其结果分析显示：郯庐断裂带的敦化密山部分地区依旧为现今构造活动比较强烈的区域，需要密切关注。需要进一步研究岩石圈底部的地幔对流效应对断裂带的影响作用和以地壳软弱层为中心的构造变形作用，以解释东北地区浅部中强震多发生在7~17km的中地壳软弱层的原因，也为浅源地震的孕震机理和地震活动趋势的提供研究基础。
王学滨[9]2006年在《应变软化材料变形、破坏、稳定性的理论及数值分析》文中研究说明本文在下列4个方面开展了研究工作:(1)微结构效应引起的局部化带物理、力学量的非均匀性研究根据考虑微结构效应的非局部理论,利用各向同性假设、边界条件、实际的剪切带厚度对应局部塑性剪切应变的最大值假设及峰后线性应变软化的本构关系,推导了剪切带厚度及剪切带内部的局部(塑性)剪切应变、应变率、变形及速度分布的表达式。建立了局部(塑性)剪切变形梯度与局部(塑性)剪切应变分布之间的关系及速度梯度与应变率分布之间的关系。给出了剪切带两盘的相对(塑性)剪切变形及速度的表达式。剪切带内部的局部(塑性)剪切变形及速度分布呈现非线性特征,这对传统的线性分布假定提出了挑战。提出了常剪切应变点的概念。研究了应变率、刚度劣化(损伤)及水致弱化效应对剪切带内部的局部(塑性)剪切应变及变形分布的影响。在剪胀条件下,分析了剪切带内部的局部体积应变增量及由于剪胀而引起的剪切带的法向变形。对考虑刚度劣化时的常剪切应变点进行了讨论。在剪胀条件下,提出了剪切带内部的局部孔隙度、孔隙比、孔隙度增量及孔隙比增量的解析式。建立了剪切带内部的最大孔隙比、平均最大孔隙比增量、平均最大孔隙比及平均最大孔隙度的解析式。理论结果较好地解释了若干实验现象。提出了拉伸局部化带内部的局部塑性拉伸应变分布的解析式,将其和前人的数值解进行了比较。根据非局部理论,推导了拉伸局部化带内部的局部损伤变量的解析式。提出了非局部损伤变量及其时间导数以及它们最大值的解析式。对于线性软化的韧性金属材料,在单轴拉伸条件下,提出了颈缩区域不同位置直径的解析式;在直接剪切条件下,提出了考虑峰前残余塑性剪切应变时及形变剪切带传播过程中线性软化的韧性金属材料形变剪切带内部的局部塑性剪切应变及变形分布的解析式。在Johnson-Cook本构关系中引入应变梯度效应以考虑微小结构之间的相互影响和作用,计算了线性软化的韧性金属材料绝热剪切带内部的温度分布及演变。使用Johnson-Cook模型及梯度塑性理论,分析了绝热剪切带内部的局部塑性剪切应变及变形分布规律,研究了静态剪切强度、功热转化因子、应变硬化指数、热软化指数、熔点、比热容、密度、应变率敏感系数及应变硬化模量的影响。绝热剪切带内部的总温度被划分为初始温度、应变硬化阶段的温升及由于
于泳[10]2002年在《地块变形与断层地震的耦合数值模拟》文中进行了进一步梳理地壳内部大多数强震是构造地震，是构造活动的产物。地震的发生主要与断层的稳定性而不是介质的强度有关。作为地壳块体的边界，断层的失稳还与其周围的块体的运动与变形有关。因而除了要理解断层失稳机制，模拟断层的失稳与强震的发生外，还要理解构造活动的规律，特别是在板块运动作用下板内变形的规律，进而模拟它的构造运动与失稳。论文从地震活动性分析出发，通过统计与数值模拟的方法分析了全球主要地震带、我国大陆地震区、构造扭结点的地震时空演化规律，模拟了强震主体地区的形成与分布，考虑了脆韧性层的应力传递与动态相互作用，建立了模拟地块与断层运动体系的粘弹性有限元与弹簧滑块耦合模型的数值模拟方法，引入了模拟断层滑动非均匀的滑动速率分配耦合模型，并模拟了川滇菱形地块的运动与边界断裂的地震模式。实现了研究缓慢的大尺度的大陆地壳构造变形转化为急剧的小尺度断层失稳的模拟过程，并进行了理论模型的模拟和实际应用。 比较了环太平洋带和地中海—喜马拉雅带强震活动的变化规律，在茂木清夫划分的1897-1916、1917-1933、1934-1951和1952-1970年四个时间段基础上，划分出1952-1971、1972-1979、1980-1998，1999-2002年四个时间段。地中海—喜马拉雅带的特大地震分布，明显呈现活跃和相对平静的时间分段性。北太平洋地震带与地中海-喜马拉雅带有较好的互补关系。在地中海-喜马拉雅带地震活跃的时间段内，与西南太平洋带、东南太平洋带共同构成了横跨南北半球与近纬向分布的强震带。在北太平洋地震活跃时，与西南、东南太平洋带共同构成了环太平洋地震带。 我国大陆及邻近区域的四个构造扭结点阿萨姆、帕米尔、珲春深震区、台湾的地震活动占据了大陆地震的主要份额，表现了微动态的活动特征。珲春深震区与台湾同属于西太平洋构造带，欧亚板块东部，所以地震特征表现出一定的相似性。帕米尔区相对于阿萨姆地震活动频繁，能量积累和释放的时间较短。由于两个区域同属于相同的板块边缘，两端的涨落有着基本一致的形式。构造扭结点的地震活动一定程度上影响了大陆内部地震的活动性。 采用了叁维粘弹性耦合模型模拟印度与欧亚大陆碰撞条件下，我国大陆强震区的形成和地震空间分布的非均匀性，强调了深部韧性层屈服对脆性层应力积累的影响和欧亚板块对推挤的限制作用。模拟的粘弹性应力分布与实际地震统计的应变能释放分布情况比较得到了较好的符合情况，描述了我国强震分布区域，主要是在印度次大陆的长期推挤，高原巨厚地壳及其弱化的下地壳为弹性层的应力集中创造了条件，长距离的挤入是碰撞带两犄角的变形不断延伸，形成了两侧的变形梯度带。 为了理解地壳的脆韧性分层耦合的应力传递关系，采用脆韧性耦合模型模拟了剪切边界条件的应力分布与Kusznir模型相比，可说明我国大陆地震区的形成主要成因于印欧板块的宽泛边界的推挤作用。结合常应力边界条件和常速度边界条件的非均匀脆韧耦合模型模拟的结果对比，在不同的应力环境下，脆韧耦合模型的应力传递过程不仅体现在垂向，而且由于脆韧性层界面的应变差异也会形成不同介质区域横向的应力非均匀，而这种深部的非均匀性也将体现在上覆脆性层中。脆韧耦合决定了应力向脆性层的快速集中，深部韧性层的介质非均匀决定了脆性层应力的空间分配与演化过程。 走滑断层与逆冲断层震后的应力演化与再分配的模拟说明，地震并不是脆性上地壳层的孤立行为，整个地壳层甚至是岩石圈都参与了地震的孕育、发生和循环过程‘地震的终极动力来源于深部地慢的运动，板块边界成为直接作用于大陆的力源，但其中大陆中下地壳的结构和介质性质的特点决定了应力分配与调节机制。 建立了粘弹性有限元方法和弹簧滑块的祸合模型，通过位移和应力的传递实现了两种方法的祸合计算。并且可以模拟多条断层与块体运动的复杂体系。模拟断层的弹簧滑块模型给出服从Gutenberg一形chter频度震级关系的地震序列;地震破裂过程由成核点开始向两端扩展，作为成核点的初始滑块的应力状态控制了发震时间和地点，但是事件的尺度并不是由成核点决定的，取决于破裂扩展中其它滑块的应力状态和强度分布，并与地震波反演的地震破裂过程进行了对比;匀阻段与摩擦随机分布模型的地震应力降标度关系符合幂指数关系叮ocM了的数学关系，应力降是随着地震的尺度增加而增加，中强震以上的应力降保持在零点JL巴到两个巴之间。 断层应力与地震的对比说明断层的应力状态取决于地震的活动方式，地震的平静对应断层的应力积累，但地震的活跃并不一定是断层应力降低的表现。断层的破裂事件释放了地壳块体的部分应力，并使近断层的应力得到重新调整，而地块的应力状态受到断层整体地震活动的控制。单个地震的发生产生了同震应力的分布，它是断层与地块间应力传递的途径。地块应力受到断层应力控制的结果使得整个地壳处于高应力积累的状态，这为地块内部断层的地震发生准备了应力条件。 多断层与地块祸合模型的模拟进一步认识了地壳复杂体系的动力演化过程。地块成为断层间相关的桥梁，虽然每一条断层的地震活动仍然受
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[10]. 地块变形与断层地震的耦合数值模拟[D]. 于泳. 中国地震局地质研究所. 2002
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