近表面裂纹对SH波散射问题的边界元解

本文采用边界元法研究了半空间中一近表面裂纹对SH波的散射问题,导出了以裂纹张开位移为未知函数的边界积分方程,针对边界积分方程高阶奇异性的特点,运用降低奇异性的方法,计算了裂纹边界面的裂纹张开位移、半空间表面的散射位移、裂纹尖端的动态应力强度因子。给出的算例表明,本文的方法不仅计算量小,而且有较好的精度。     

天山地区地貌系统的自仿射分形与多重分形特征研究

利用标准偏差法和固定质量法，研究了新疆天山地区跨越多个不同构造地貌单元的两条地形剖线的自仿射分形和多重分形特征。结果表明：在所研究的标度范围内，两条剖线均表现出了不同特征的多度域分形性质，多重分形谱Dq的形态和值域范围也呈现出不同特征研究认为，地貌形态并不是完全随机的，而是一种确定性随机，不同标度区间的分维值表征了内外营力作用的方式，强度和空间尺度，同时提出地貌宏观与微观作用尺度的分界点在5km左右。这些结果对地貌动力学定量研究具有重要意义。     

地球物理信号能量(密度)多维分形及应用

地球物理信号代表的地质地球物理过程在多种尺度上和尺度之间表现为自相似性（self-affinity)或尺度无关性（Scale Invariant)，称为地球物理信号的分形性质，多个分形地球物理信号叠加在一起表现为多维分形特征，研究多维分形地球物理信号的能量或能量密度特征，可以进行时间或空间地球物理信号的校正、奇异性研究分析，或进行不同地球物理动力学过程的分解，本文描述了地球物理时间（空间）信号的多维分形过程和功率谱密度（能量密度）与波数以及重磁场能谱密度及面积（能量）与能谱密度的多维分形关系，并用地球物理测井与重磁资料作了试算。     

工程结构三维疲劳裂纹最大应力强度因子计算

介绍了裂纹的类型、裂纹尖端应力场的奇异性。以一维问题为例,推导论证了奇异单元能够很好的反映裂纹尖端应力场的奇异性。应力强度因子一般表达式表明应力强度因子与载荷呈线性关系,并依赖于物体和裂纹的几何形状和尺寸。本文借助大型通用有限元软件ANSYS,采用位移外插法计算了三维表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,并与《应力强度因子手册》基于实验的理论公式计算结果相比较。结果表明:有限元结果与理论解误差较小,裂纹最深处应力强度因子最大。     

岩石加速破裂行为的物理自相似律

掌握岩石变形破坏过程中体积膨胀点至峰值强度点之间加速破裂行为的演化规律,是实现地质灾害物理预测的关键.本文考虑裂纹张开和闭合两种情况,基于断裂力学建立了三轴应力作用下裂纹扩展临界尺度与等效应力的关系.对微元体破坏概率,分别采用以等效应力表达的Weibull分布函数和裂纹尺度分形函数,通过对比导出了形状参数m与裂纹分布分维D_f关系的表达式.一个有趣的发现是,岩石峰值强度点与体积膨胀点应变比仅与m或D_f有关.对岩石蠕变或准蠕变破坏,合理的m值范围为[1.0,4.0],在此范围内应变比近似为常数1.48,该常数是描述不同尺度岩石加速破裂规律的物理自相似常数.实例分析表明,基于岩石加速破裂规律构建的多锁固段脆性破裂理论,其适用性广,尤其在崩滑和大地震预测领域,具有良好应用前景.此外,本文给出了b值与m值定量关系,以解释b值的物理意义,并探讨将其用于地震预测的可行性.     

1976年唐山7.8级地震震源过程的研究

本文提出唐山菱形块体在压缩载荷作用下震前应变积累和震时破裂滑动与稳定扩展的一个离散裂纹模型,它包括裂纹面的摩擦滑动和裂纹尖端稳定扩展两个过程。模型采用有限单元技术计算裂纹面的应力和变形及裂纹尖端的应力强度因子,并用库伦-纳维准则判断裂纹面是否发生摩擦滑动及用最大周向拉应力准则判断裂纹尖端扩展方向。模型预测与野外观测资料对比指出:裂纹模型能很好的表示1976年唐山地震震前积累和震时破裂传播的过程     

双轴压力下岩样自电位变化实验的新结果

利用伺服控制双轴加载系统,采用阵列式布局的应变、自电位测量方法,对岩石样品弹性变形阶段和破坏过程中的应变和自电位进行了实验研究. 结果表明,在突然加卸载、黏滑和岩样破裂几种特定情况下,自电位和应变场均出现了互相关联的脉冲状突然变化,且具有相当大的空间展布. 尽管有时应力σ值相当高,但当应力变化率γ= dσ/ dt为零（恒载）且保持正、负常数（匀速加、卸载）时,自电位始终没有异常出现. 反之,无论γ的增量Δγ为正值或负值,当γ突变,即对样品进行突然加卸载的时刻则出现了脉冲状自电位信号ΔV,Δγ的正或负对ΔV的影响是相反的. 分析表明,应力突变时ΔV与Δγ的异常幅度成正比. 应力突变和岩石破裂过程中自电位明显的时空变化意味着,孕震区附近如果自电位有突变,就有可能观测到相关的自电位前兆和同震变化, 并可能出现同步的应变变化,这给地震的自电位和应变前兆方法提供了实验证据.     

超高压容器的强度和断裂分析

本文针对超高压容器研制工作的需要,对先热套后自增强的双层厚壁简体进行了弹塑性分析和断裂分析,给出了自增强压力的计算公式、不同区域应力分布的计算公式、在屈服层中有关位移与应变的计算公式和断裂分析方法。通过计算实例,提出了值得注意的一些问题,在理论推导中所采用的基本假定是:(1)材料是理想弹塑性的;(2)轴向应力σ_z与简体内任意一点的动半径座标r无关     

尖端具有粘着力作用的加层半空间的界面裂纹对稳态弹性波的散射

本文研究一类粘着型界面裂纹模型的弹性波散射问题。文中利用积分变换和积分方程方法推导了确定这类问题的奇异积分方程组,采用围道积分技术和切比雪夫多项式展开技术,得到了待定系数的非线性代数方程组。最后本文给出了裂纹尖端粘着区的大小和粘着应力的数值结果,其结果揭示了这种粘着型裂纹的动力学特性和物理上的合理性。     

地震能量时空分布的自仿射分形特征

探讨了小尺度空间范围内地震能量关于时间和宽间分布的统计自仿射分形特征，从中得到了如下认识，地震能量关于时间的分布是自仿射分形的，代表分布结构特征的Ｈ值小于１／２因而时间关联函数Ｃ（ｔ）〈０表明地震能量关于时间分布的变化过程具有负相关效应；地震能量在空间上分布也具有自仿射分形特征，有限震例表明，Ｈ值小于但接近于１／２，表明地震能量的空间分布具有更复杂的变化过程。     

岩石断裂与地震的分形模型

岩石断裂具有统计自相似性,裂纹、裂缝及地震波的传播具有多重分形性。本文首先建立了岩石沿晶穿晶偶合断裂的模型,然后提出了地震发生的拉普拉斯模形以及相应的数值计算方法。这一模型的提出有可能为地震预报提供新思路和新手段。     

广义地震应变能释放的多重分形特征

利用基于小波变换的多重分形谱估计方法，研究了以中国东西部地区为代表的板内地震活动和以新西兰、日本为代表的板缘地震活动广义应变能释放的多重分形特征．结果表明，中国东、西部地震活动广义应变能释放的多重分形特征有明显差别，新西兰与日本的地震活动广义应变能释放的多重分形特征也有明显不同；地震活动的多重分形特征与构造的复杂程度有关．      

汶川地震区地壳速度相对变化的环境噪声自相关研究

2006年中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室在川西地区(100°E～105°E, 26°N～32°N)布设了由297个宽频带地震台组成的密集流动地震观测台阵.本文利用川西流动地震台阵29°N以北地区的137个台站2007年1月至2008年10月的连续三分量地震环境噪声记录,研究了汶川地震震前震后地壳速度变化特征.借助川西台阵的密度优势,我们针对单台三分量噪声自相关函数和单台不同分量间的互相关函数,利用互谱移动窗技术,在0.33～1 Hz频带范围内测量了经过50天滑动平均的相关函数与长时间平均参考相关函数的走时变化率,进而求得地壳浅部速度随时间的相对变化,并得到其空间分布特征.本文结果表明,利用环境噪声自相关方法可以得到与互相关方法基本一致的同震速度变化分布图像,同震速度变化分布与同震体应变具有明显相关性.具有更高空间分辨率的噪声自相关研究进一步发现,在鲜水河断裂和龙门山断裂交汇区存在同震速度增加区,这个区域与同震库伦应力变化和地表形变观测预测的周边断层库伦应力增加区一致.我们的研究发现,同震库伦应力增加效应的持续时间大约为2个月左右,在此之后,区域应力场逐渐恢复为普遍的应力下降.     

南北地震带和青藏块体东部重力场演化与地震特征

通过研究南北地震带及青藏块体东部地区多年来的重力场动态演化特征及其与强震活动的关系，发现区域重力场变化即具有时空分布的不均匀性和重力变化分区现象，同时又具有与活动断裂构造密切相关并与地震孕育发展有着内在联系的特征，重力场变化可能与区域应力－应变场微动态活动有关，地壳运行过程中存在着区域应变能积累和解释调整阶段，并存在应力传递过程。     

非线性动力学模型与地震活动性研究

用于地震活动性研究的模型或模式较多,如基于断裂力学的裂纹扩展模型,反映应力不均匀分布的凹凸体和障碍体模型,模拟地震能积累和释放的弹簧滑块模型、模拟岩层和断层滑动的滑块模型、统一应力场下的断层系模型以及自组织理论下的细胞自组织模型、分形理论下的分形破裂模型等.这些模型多用于解释地震序列的统计规律和某些特征.如:T.Yamashita等(1990)用存在障碍体的二维共平面裂纹扩展模型(引入应力腐蚀)作理论分析,结果表明,主震临近时前震发生率增加。Cao和Aki     

分形与混沌理论在地震学中的应用与探讨

分形与混沌理论的研究与发展，揭示了自然界中一大类无规几何形体物理过程的内在规律性及其动力演化过程的内在随机性。这给我们探索自然界中分形客体的几何形态及其与内部物理本质的关系提供了一条暂新的途径。特别是这一理论给我们探讨地震问题，例如：探讨地震活动时空分布的确定性图像、地震演化过程的动力学行为、临界特征以及未来大地震的发生等问题，带来了某些希望。本文较详细地综述了近年来分形与混沌理论在地震学中的应用研究。全文共分５部分。第１部分是孕震过程的一般概述。第２部分描述单分形与多分形在地震学中的某些应用．文中第３部分介绍了混沌动力学中的某些研究在测震学与模型中的应用。第４部分综述了自组织临界现象和闪变噪声的研究．最后，第５部分是分形理论与混沌动力学在地球科学中的应用前景与展望．     

江苏及邻区地震时序的多重分形特征及其预报意义

研究了江苏及邻区1970年以来5．5级以上地震的多重分形特征，着重用推广GP法研究了地震前后多重分形的广义维数谱Dq和奇异性谱f(a)。研究结果表明：所有震例的广义维数谱和奇异性谱均经历了远离地震时，异常出现时和异常消失时的三个特征变化阶段，异常出现的时间在震前半年至一年半内；多数震例异常在震前几个月内回返恢复，少数在震后数个月内恢复。上述结果说明利用地震时序的多重分形特征对于该地区半年至一年尺度的中强地震预报是有意义的。     

基于非线性自激振动指数自回归模型与地震活动研究

地震活动表现出平静和活跃相互轮回的特征，发震频度和震级则表现出在活跃期维持相对较高的水平，而在平静期维持相对较低的水平。为了探索这种活动机制，本文用基于非线性自激振动的指数自回归模型来研究这些特征。结论指出，指数自回归模型较好地反映了地震活动的前述特征，同时体现了本世纪以来地震活动的衰减趋势。借助非线性振动的思想和方法揭示地震活动的动力机制是有可能的。     

钢管自应力混凝土柱抗震性能试验研究

本文通过对水平反复荷载作用下4根钢管自应力混凝土柱和2根普通钢管混凝土柱的抗震性能试验研究,分析了两种钢管混凝土的荷载-挠度(P-Δ)滞回曲线和骨架曲线特点,从而进一步阐述了轴压比、自应力大小和混凝土强度等因素对钢管混凝土抗震性能的影响。试验结果表明,影响柱抗震性能的最主要因素是轴压比和自应力。随着轴压比的增加,钢管自应力混凝土位移延性系数下降;而自应力的存在不仅提高了反复荷载作用下钢管混凝土的极限水平承载力,同时也使其延性系数得到显著的增加。     

投影寻踪自回归模型和应变积累释放模型在新疆地震趋势预测中的应用

本研究以5年为时间窗,1年为滑动步长构建自变量序列,建立了新疆各研究区的投影寻踪自回归中长期地震预测模型;同时应用应变积累释放模型探讨了各区不同时段应变积累与释放特征,依据各区的应变积累水平及其地震活动分期特征判定未来地震趋势。综合分析两个模型的地震趋势预测意见,给出了新疆各研究区未来5年(2006-2010年)的地震危险性判定意见。