平面状态应变复数与应力复数的关系及应用

本文对材料力学中的各向同性弹性体材料,导出了用应变复数表述的应力关系式,用该关系式分析了应力与应变之间的关系,并以该关系式对给定的应变分量直接进行平面应力状态的应力分析,计算简便、直观。     

复数矢量球函数的理论研究

给出了正交归一化的复数矢量球函数的定义和性质。复数矢量球面调和函数是球体位移的研究基础，采用复数矢量球面调和函数可把位移场的球形场和环形场一同表示出来，为地球各种动力学效应的统一研究提供了理论依据。同时还研究了在球坐标系下弹性应变张量与复数矢量球函数的一些关系，为地球弹性动力学方程的解算提供参考。     

三向应力及湿度状态改变对非饱和黄土力学特征的影响

通过对黄土常规三轴试验结果分析,给出了非饱和黄土的强度参数随含水量的指数型变化关系式,并验证了D-P屈服准则对不同湿度状态下黄土发生塑性屈服的适用性。不同三向应力条件和温度状态下的压缩试验表明,Q3黄土的应力应变关系随着三向应力和含水量而变化,这种本构关系可以用一个简单的指数函数来描述。与已有的模型相比,基于室内试验提出的半经验型黄土本构关系具有模型简单、参数少、易确定的优点。     

用改变原长的加力方式测定地壳绝对面应力

本文研究用改变探头加力体原长的加力方案来改变对井壁施加的面应力，以测定改变加力后的面应变固体潮，用测出的面应力和面应变固体潮的数值来求定测点水平地层的绝对面应力。     

试用应变能探讨莫尔强度理论

本文用应变能分析了莫尔强度理论,从中得出结论是该莫尔理论考虑了应力σ_2(=σ_3~-)和静水压力的影响,但没有考虑应力σ_2变化的影响。此文最后分析了应力σ_2变化对极限莫尔圆的影响规律,并提出了考虑应力σ_2变化的方法。     

依据GPS数据研究伽师及帕米尔东北侧1994～1998年地壳水平运动及其与强震群的关系

利用伽师强震群区及帕米尔东北侧地区 1994～ 1998年的GPS监测成果 ,用DDA方法模拟了伽师强震群前后该地区地壳运动和应力应变的变化过程。结果表明 :在此期间伽师地区的应变以南北向挤压为主 ,伽师附近最大主应变变化达到 5× 10 - 8/a ,最大剪应变变化也超过 2 .5×10 - 8/a ,明显高于周边地区。伽师强震群的发生与GPS监测成果反映的该地区地壳运动和应力应变的变化存在明显的对应关系。GPS监测成果反映出在伽师地区有一应力应变变化的集中区域。通过在伽师强震群震中分布块体中强行沿其最大剪应力方向 (NE)增加一新的破裂 ,可使该块体应力应变下降至与周围块体相均衡 ,且能量可能沿柯坪断裂向东北方向传递。新增断裂的运动呈左旋 ,并导致其所在块体呈右旋运动     

四川地区季节性水文负荷对地壳变形及活动断裂带应力应变的影响

利用四川地区GNSS观测数据研究该地区季节性负荷位移场及季节性负荷应力应变场,并结合降水数据分析该地区季节性水文负荷对地壳变形及活动断裂带附近应力应变的影响。结果表明,四川地区地表发生的季节性位移与降水之间存在很强的时空相关性;水文负荷周期性变化产生的负荷应力扰动对活动断裂带的应力积累模式具有一定的调节作用,进而影响活动断裂带的运动状态。     

用引潮力进行钻孔的应变-应力的原地标定

本文利用勒夫数将日、月作用于地球的引潮力位计算到潮汐形变引起的水平应力,以此作为原地标定的已知应力,用应变固体潮观测资料进行调和分析计算出面积应变的耦合系数及差应变的耦合系数,利用这些系数和仪器钢简的弹性常数计算出围岩的等效弹性常数。最后导出了求解围岩等效弹性常数的实用公式,并计算了两种钻孔应变仪所在的两个台站钻孔的围岩的等效弹性常数,其结果与实际情况基本相符。     

用固体潮观测资料将钻孔应变变化换算为地层的应力变化

利用钻孔应变观测值中潮汐频段部分和钻孔岩芯的弹性系数,将钻孔应变换算为地层应力的格值,用此格值可将钻孔应变的非潮汐变化换算成该地地层的非潮汐应力变化.从潮汐模型研究和潮汐观测结果来看,勒夫数受地球大结构的影响,空间变化不大,据此可用勒夫数的模型值去求定标定应力.由钻孔应变观测值求定钻孔应变的面应力系数和差应力系数,而不必知道耦合介质的力学性能.探头周围介质若非各向同性时,应力系数可用椭圆的解析式拟合.此外,还讨论了同井、同台、台网的校核问题,以及应力场模型的拟合和漂移的分离问题.     

用边界元法研究川西地区的形变场与应变场

将巴颜喀拉地块和四川地块作为研究对象,用块体边界上的GPS位移作为输入数据,应用边界元法计算得到块体边界上的应力,再用求解出的边界应力计算块体内部的位移与应变.结果发现巴颜喀拉块体南北向为张应变作用;块体西侧张应变量较大,向东逐渐减小,到龙门山东侧应变几乎减弱为零.南北向张应变向东的迅速减弱,使得龙门山断层产生闭锁,闭锁使龙门山断裂聚集起巨大的应变能,应变能的大量积累可能是导致汶川地震发生的根本原因.     

九江地震台异源流体力加卸载过程的应变分析

对九江地震台大气降雨、浅层抽水和深层含水层应力释放对区域应变场影响的分析表明,九江台应变观测对局部应力应变场有较强的敏感性,有可能捕捉到强震的区域应力应变场变化过程,但目前要区分非地震因素和地震前兆孕育过程的影响还较为困难.     

首都圈区域应变场研究

采用分块均匀弹性介质模型对１９６６～１９７８年首都圈三角—测边网复测资料进行了分析计算，发现在两个区域有应变积累：其一为南口—孙河断层以北，南口山前断层以东，黄庄—高丽营断层以西；另一区域为南口山前断层以西。短边测距网复测资料计算结果表明，京西区１９８７年之前主应力方向为北东７２°，此后应变不断加强，主应力方向发生扰动。由区域地应变场和断层活动性两种途径分析得到的首都圈现今应力状况是一致的，两种途径得到的应力加强的地段也大体相同。对近年应力集中地段的地震危险性应予以重视。     

应变能-莫尔准则及其在岩石材料中的应用

本文应用应变能密度与三向应力圆的等价关系,分析修正了莫尔准则,提出用任意确定静水压力下不同洛德参数的极限莫尔圆包络曲线簇作准则线,即谓之为应变能-莫尔准则线,并引用岩土真三轴试验资料进行验证;最后还得出应变能-莫尔屈服条件,分析了屈服曲面和屈服轨迹的形状等。     

唐山7.8级地震前后地下水位应力场的动态图象

研究分析了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系，给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的新方法。利用唐山地震前后井水位变化资料，反演了地震前后大区域应力场的动态调整变化，形成了时间与空间的演化图象，分析了唐山地震前后大区域应力场的动态调整变化特征。     

唐山

研究分析了井水位变化与含水层应力应变之间的定量关系，给出了利用承压井水位变化反演含水层应力变化的新方法。利用唐山地震前后井水位变化资料，反演了地震前后大区域应力场的动态调整变化，形成了时间与空间的演化图象，分析了唐山地震前后大区域应力场的动态调整变化特征。     

三维钻孔应变的力学模型

讨论了两个问题：（１）三维圆孔问题的力学模型。论证了常用的平面弹性力学圆孔问题的钻孔应变公式并不能满足三维弹性力学平衡方程。为此重新推导出三维空孔问题的解，进而可得到有底空孔、有底耦合封固、有底顶头加力等几种边界条件的钻孔应变解。（２）在边界条件上，实际地球潮汐形变应力与三维圆孔问题力学模型的应力有差异。论证了在目前钻孔应变测量的精度情况下，边界条件的这一差异不影响三维圆孔问题力学模型在应变固体潮中的应用     

综合应用固体潮观测资料求解钻孔应变地震波

由于钻孔内外的介质模型的力学性能不能测定,不能用波动方程来解钻孔应变地震波.为此,利用钻孔应变固体潮观测资料的调和拟合结果,对钻孔应变仪进行标定,或用摆式地震仪测出的位移进行标定,求出钻孔应变的应力响应系数,用平衡方程的解近似地代替波动方程的解.文中还导出了计算地震震级的公式和计算钻孔周围岩石弹性系数的方法,不但解决了上述难题,还使计算大为简化.     

定降深抽水引起的泰斯承压含水层水平运动

根据Darcy-Gersevanov广义渗流关系式，导出了单井定降深抽水引起的泰斯含水层水平位移和水平应变解析表达式。数值计算分析表明，定降深抽水引起的含水层水平运运方向沿径向向内，水平运动速度随抽水时间增长呈指数衰减，位移量则随抽水时间增加呈指数增长。定降深抽水引起的含水层径向应变在空间上具有近井挤压，远井拉张的分区特征，且近井挤压区随抽水时间增加不断向外扩展；切向应变主要表现为环向挤压，且其应变大小随半径增大迅速衰减，随时间增长呈指数增大。     

东北地区近期水平形变应变场研究

根据2011年和2013年东北地区GPS观测资料计算得到的地壳水平运动场和连续主应变场,研究了东北地区地壳运动特征和应变应力状态, 求解块体运动参数,计算东北主要断裂带的错动速率和断层应变应力状态,分析断裂带活动性。研究表明,2011～2013年期间,东北地区东部运动规律性相对较好,且东部运动场收敛于珲春-龙井一带,向东位移;中部和西部运动场一致性较弱,位移方向相对分散。主应变反映出,东北地区2011～2013年主压应力轴优势方向为NE55°。两个水平主应变轴都缩短的挤压区分布面积较小,两个主应变轴都伸长的拉张区次之,最小主应变轴缩短的区域和最大主应变轴伸长的区域所占比重最大。该时段Ms≥5.0地震集中在2013年,地震多发生在运动方向转折带附近及挤压-剪切活动区,最大的5.8级地震发生在不同运动区交界带和挤压作用相对强烈的构造带。     

2021年青海玛多7.4级地震前应变演化特征分析

计算1999～2016年、2017～2020年青海玛多及其周边地区GNSS速度场,同时采用连续滑移回归方法获取该地区震前面膨胀率、主应变率及最大剪切应变率,分析其动态演变特征。结果表明：1)震前该地区构造运动并未出现明显调整;2)震前震中附近区域面膨胀率下降,说明震中附近区域应变能累积降低;3)震前震中附近区域最大剪切应变率和主应变率有所增强,说明震中附近出现应力调整现象,剪切作用增强。