2008年汶川8．0级地震孕震机理研究

用三维流变非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上,模拟计算现今构造块体边界断层上表征剪应力及法向应力等综合影响的危险度分布.结果表明,上、中地壳层危险度分布中危险度较高的地段多数与近几十年来发生的七级以上大震区域基本一致.包括2008年汶川8.0级等大震的发震断层.通过分别对龙门山断裂带东西两侧的两种不同构造格局进行试算表明,龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度、分层与物性明显变化对汶川大震的孕育发生均起了关键性作用.计算得到的应变率强度分布图可见,高原东部整个边缘地带均接近应变率强度的陡变带.其中以龙门山断裂带上的陡变最为明显,西侧应变率强度是东侧的近4倍,而且断裂带东侧应变率强度等值线衰减比西侧快.反映了汶川大震逆冲型发震断层地区独特的特征.此外,由计算得到的应变能密度分布图可见,龙门山断裂带在上、中地壳层中均位于宽度相同、其走向与龙门山断裂带走向一致的高应变能密度带中,在上地壳层这个带的东西两侧则是应变能密度较低的地区,而在中地壳层,其强度在断裂带东侧逐渐向东衰减,西侧应变能密度高,而东侧应变能密度较低.表明在印度板块强烈推挤作用和高原各构造块体相互制约及龙门山断裂带东西两侧特殊构造环境中,高原地壳物质向东水平运动,受到龙门山断裂带东侧介质刚性强度较大的四川盆地阻挡,使得汶川大震发震断层在大震前已积累了相当水平的应变能,并同时处于力学上的不稳定状态.

1966年以来华北地区一系列七级大震破裂过程的数值模拟

用非连续变形分析方法 (DDA +FEM)数值模拟 ,在华北地区各地块相互制约的块体系统环境中 ,地块边界断层上发生 196 6年邢台地震、196 9年渤海地震、1975年海城地震、1976年唐山地震等不同类型破裂模式大震的破裂过程 .数值模拟结果给出每个大震释放的主应力场 ,最大剪应力变化等值线图 ,地震前后位移变化矢量图 ,发震断层滑移随时间变化以及走滑错距和应力降等震源参数 .这些结果与地震的震源机制 ,用地震波资料研究得到的震源参数 ,宏观等震线 ,地表观测的水平位移矢量图基本一致 .其中 196 9年渤海地震正交破裂模式的结果与宏观等震线及小震分布图像更接近 .1976年唐山地震复杂震源模式与该震早期余震分布图像更相符 .表明用DDA +FEM方法进行数值模拟研究 ,能较好地模拟地震破裂过程 .

2001年8.1级昆仑山大震破裂过程及对2008年汶川8.0级大震孕育发生影响的研究

本文用三维流变非连续变形(块体边界)与有限元(块体内)相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏高原及其东侧四川盆地,鄂尔多斯块体地区三维构造块体相互制约的大环境中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本相似.在此基础上,数值模拟2001年昆仑山大震的破裂过程;研究大震引起各构造块体边界断层应力状态变化特征,特别是对2008年汶川大震发震断层的影响.结果表明:(1)数值模拟昆仑山大震发震断层发生左旋走滑错动,最大水平错距约4.5 m,最大应力降约18 MPa.计算获得大震释放的主压应力场图像,最大剪应力变化等值线图,大震发震断层垂直面上位错等值线图及大震引起垂直位移变化三维图分别与大震的震源机制,地表破裂带同震位移分布,GPS同震位移图及地震波反演和GPS反演的结果总体上均比较相近.(2)计算获得的最大剪应力变化等值线图分布具有不对称特点,大震发震断层南侧变化梯度明显大于北侧.(3)模拟计算得到大震引起汶川大震发震断层库仑破裂应力增加约0.016 MPa(上地壳层).昆仑山大震破裂过程是在东昆仑断裂带其发震断层上发生的左旋走滑错动,引起东昆仑断裂带南侧巴彦喀拉块体进一步东扩和一定规模的变形,并受到该块体东侧四川盆地较硬地壳的阻挡,使得块体东边界断层中低倾角的汶川大震发震断层库仑破裂应力增大,应变能积累增强.可以认为这一破裂过程对汶川大震发震断层发生逆冲型失稳起了促进作用.

砂岩渗透率随静压力变化的关系研究

通过实验研究了大庆砂岩渗透率随静压力变化的规律。在等效毛管模型基础上，得到了砂岩的渗透率与压力之关系。运用最小二乘法，对实验数据进行了拟合，并确定了模型关系中的参数。结果表明，所建模型具有一定的合理性。

多组分天然气水合物在海底沉积层中稳定区及存在区的预测

本文研究了多组分天然气在海底沉积层中稳定区和存在区的一些特点.首先,考虑盐的浓度的影响,建立了天然气含有甲烷和丙烷两种组分的水合物形成的相变曲线,即温度和压力关系曲线,同时也建立了甲烷和丙烷两种组分天然气溶解度的加权关系.运用水合物预测模型,计算了多组分天然气水合物在海底沉积层中的稳定区及存在区,并同单组分的甲烷水合物的结果进行了对比.计算表明:两种组分的天然气水合物的稳定区与单组分甲烷水合物的稳定区有较大差别,这归因于丙烷对相变曲线大的影响;当天然气浓度大于对应的溶解度时,水合物将形成,由此决定了存在区域;稳定区和存在区范围都受到丙烷含量的较大影响,盐度的增大则减少了稳定区范围.最后对甲烷分别与其他气体(例如二氧化碳,乙烷和硫化氢等)组合的天然气水合物形成的稳定区范围进行了简要的分析.

1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA＋FEM方法数值模拟

本文用三维非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.(1)发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7m;(2)深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;(3)最大差应力变化等值线图与由星载D-INSAR技术获取的地表形变场图像相似;(4)地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震(H=11km)发震断层段的库仑破裂应力增加约2MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震(H=30km)发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明:作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究.

岩石气体介质渗透率的瞬态测量方法

测量岩石的渗透率在油田、水利、废物处理和环境工程等领域具有重要意义。在已有的高压孔隙度渗透率测量仪上,根据Darcy定律、状态方程和质量守恒方程,研究了一种气体介质渗透率瞬态测量和计算方法。结果表明,这种方法对低渗透率岩芯测量简单快捷,而且易于推广到温度条件下的渗透率测量。

砂岩孔隙度和含泥量与波速关系的模型

砂岩孔隙度和含泥量是影响波速的两个重要因素 .研究它们之间关系具有重要意义 .本文利用含有裂隙的有效弹性模量关系和泥与骨架的组合理论 ,建立一个模型 ,用来描述波速和孔隙度及泥质含量的关系 .所得关系与实验结果基本吻合 .

三轴应力下岩石蠕变扩容的微裂纹扩展模型

本文引入一个简单模型来分析三轮应力下岩石的蠕变扩容机制．模型描述了蠕变过程中岩石中已存在的微裂纹随时间起裂、扩展和连接．分析表明，进裂纹端点处的应力集中、能量耗散和它们的相互作用是微裂纹扩展的主要因素．由理论分析得到的微裂纹扩展速率与岩石典型蠕变曲线特征互相吻合．

用相关分析法提高波速测量精度

本文尝试利用相关分析法 ,计算回波之间的相关系数 ,以确定反射波之间的走时 ,从而提高波速测量精度 .实测表明 。

大麻坪橄榄石冲击波实验研究与高压态物态方程参数的确定

利用冲击波进行的动高压实验对研究超高压下的物质性质也是十分有效的.本文报告了对大麻坪采集的橄榄石进行压力在10~45GPa范围的冲击波动高压实验结果.结合前人等温冷压实验结果,确定了实验过程的温度,对于冲击波实验压力从10GPa变化到30GPa时,温度在摄氏几十度到摄氏800多度之间.测量了岩石超高压下密度变化,在3.627~4.009g·cm^(-3)之间.通过回收实验和确定的温度,表明小于30GPa压力实验条件下,没有发生相变过程.同时也确定了状态方程的参数.最后,指出了实验结果在上地幔地球内部物质运动过程的含义,即冷板块中的亚临界橄榄岩可以存在地幔转换带中.

身管炮膛内有线装定引信构想

在分析了高炮弹药引信发展趋势的基础上,提出了身管炮膛内有线装定引信系统的概念。对其关键技术,特别是炸点控制精度方法进行了讨论。电底火及其击发装置在小口径自动炮和坦克炮上应用较广泛。设想在药筒内部设置一个导线连接的电底火与弹丸引信,火控装置通过电击发装置向引信传递能源和信息,用电子学方法区分引信工作信号与底火击发信号。引信体积减小,数据传输可靠性提高。引信上有地磁传感器,引信单片机测量弹丸角速度得到初速,自行修正起爆时间,从而实现弹丸炸点的精确控制。

膛内感应装定引信设计

国际上现有的空爆榴弹发射器引信采用膛口感应装定方式,引信电源(后坐发电机)与感应线圈占用的战斗部空间比较大.20mm空爆榴弹武器为单兵携带武器,武器系统重量与战斗部威力、射程之间的设计困难为武器系统技术发展的主要矛盾.针对该问题,提出了利用感应击发装置向引信电子装置提供信息、能源的解决方案,利用电子学方法区分引信工作信号与底火击发信号,有可能大幅度压缩引信电子部件的体积,膛内静态实现的引信数据传输工作可靠性高.

循环加载高压流变实验中塑性应变分析

在三轴应力下的流变实验中 ,通过循环加载方法测出轴向应变、轴向塑性应变和弹性模量随差应力的变化 ,再根据多孔介质有效弹模理论 ,计算出岩石变形中孔隙度的变化 .在假定岩石骨架不可压缩下 ,得到体积膨胀应变 ,然后通过总塑性应变与扩容机制和位错机制应变的关系 ,分解出位错应变 .结果表明 :在低围压下 (<10 0MPa) ,扩容应变占优势 ,并伴随着部分位错应变 ;在高围压下 (>10 0MPa) ,位错应变占优势 ,只有较小的扩容应变 .

泥质页岩中水和溶质的轴对称流动

泥质页岩膨胀是一个象道路、边坡和地下结构等许多领域里的重要问题。水和溶质的流动和泥质页岩的膨胀是受平衡方程、达西定律及质量守衡方程所控制 ,它们是耦合的和复杂的。考虑一个轴对称流动的特殊问题中 ,方程被解耦 ,并使用差分法求解特殊边界条件下 ,解耦后的方程。最后得到孔隙压力 ,溶质浓度和应力在井孔周围的分布。其结果可以应用到分析井孔和巷道的稳定性。

利用排队模型优化零件机械加工时间

利用现代仿真技术,通过优化工件在各工序的加工时间,以消除工序中存在的工件等待加工现象。提出的方法还可用来预测机械制造系统的运行性能、比较各种可供选择的方案以及实现制造系统决策优化。

机械制造中作业时间的分析

文章对机械加工中构成劳动生产率的诸要素予以数学分析,指明各要素之间的关系,为有效地提高生产率提出有益的建议。

非线性弹性弱化脆性材料井孔周围的应力

假设材料为非线性弹性弱化脆性材料 ,采用幂率形式的强度准则 ,使用逐步递进的计算方法 ,得到了井孔周围的应力分布。

2008年5月12日汶川8.0级地震孕震机理研究

本文用三维流变非连续变形与有限元相结合（DDA＋FEM）的方法，在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中，考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化，及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响，通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束，计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致。

玛尼昆仑山大震对青藏川滇块体系统稳定性影响数值模拟

用三维流变非连续变形与有限元相结合（DDA＋FEM）的方法，在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中，通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制分布约束，计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致。表明青藏及其邻近地区由于受印度板块俯冲的强烈挤压及其内部物质东流的影响，现今位移速率场、构造应力场相当复杂。