有限元法在构造应力场与地震预测研究中的应用与发展

针对有限元数值模拟方法,系统总结了其在构造应力场与地震预测研究中的一般性研究方法与主要处理环节,阐述了有限元法在我国地壳构造应力场与地震预测研究中的应用,分析讨论了该方法的优点与存在的问题,并对有限元等数值模拟方法的发展作了展望。     

东北冷涡气候研究进展及展望

本文主要从东北冷涡气候研究角度,回顾和总结了东北冷涡在定义、主客观识别方法、气候特征、分类研究、影响因子、气候效应等方面的研究进展,并探讨了东北冷涡研究现状中存在的问题及未来可能的研究方向和发展趋势。识别与量化是东北冷涡气候研究的基础,客观识别结果的对比分析及其技术的完善是未来冷涡识别研究的重点。今后有针对性地开展不同类别东北冷涡的气候特征、异常成因及气候影响等,深入探究东北冷涡与影响因子相互作用的物理机制,科学客观的定量化预测,可为东北区域气候异常成因诊断和预测提供更精细、准确的科学依据。     

龙门山和青藏高原的隆起与2008年汶川(M=7.9)地震

龙门山山脉,即2008年5月12日汶川（M=7．9）毁灭性地震的发生地,界定了喜马拉雅造山带的东缘,并显现出比青藏高原任何地方都大的地形起伏。然而,在这次地震之前,大地测量与地质调查工作都没有测到横跨该山系前缘有明显的缩短变形（Shenetal,2005;Meade,2007;Chenetal,2000）,从而引起了关于该山岳带地形的形成与发展过程的激烈争论。现已提出两个端元模型：（1）脆性地壳增厚,即具有大量滑动的逆冲断层切穿岩石层并引起隆起（Ta—pponnieretal,2001）;（2）地壳流动,即青藏高原下地壳的低粘度物质向外挤出,抬升了喜马拉雅山东北部的地壳（Roydenetal,1997;Burehfiel,2004;Bird,1991）。在此,我们使用平衡地质剖面来说明该山系前缘的地壳缩短、构造起伏与地形地貌是密切相关的。这表明,地壳缩短是位于青藏高原东缘的龙门山的隆起及其地形形成的主要驱动力。致使沿该山系前缘大型逆冲断层发生破裂,并造成数万人死亡和大范围破坏的2008年汶川地震（M=7．9）就是这种地壳缩短过程的作用表现。     

2008年汶川MS8.0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,本文选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川M_S8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量.结果显示,北川—映秀断裂上的白水河—高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58 m、垂直滑移3.70 m;安县—灌县断裂上的白鹿—汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63 m,垂直滑移2.00 m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°~79°方位角水平滑移2.15~2.71 m,垂直滑移1.36~1.51 m.平行的白水河—高川破裂段和白鹿—汉旺破裂段合计形成1.72 m右旋走滑和3.49 m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向（106°）与断裂带整体走向（42°）呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境.结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河—高川破裂段和逆冲型白鹿—汉旺破裂段可能是在汶川地震中最大的一次子事件过程以滑移分解的形式而同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同性质的斜滑破裂.小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县—灌县断裂与北川—映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带.小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的捩断层.     

2008年汶川M_S8.0地震多断裂破裂的近地表同震滑移及滑移分解

为深入理解汶川地震破裂的构造运动机制,我们选取典型的观测点,利用多种地质地貌标志测绘分析得到了汶川MS8.0地震发震断裂的近地表三维同震滑移矢量。结果显示,北川-映秀断裂上的白水河-高川破裂段北西盘沿88°方位角水平滑移2.58m、垂直滑移3.70m;安县-灌县断裂上的白鹿-汉旺破裂北西盘沿134°方位角水平滑移1.63m,垂直滑移2.00m;小鱼洞破裂带南西盘沿76°~79°方位角水平滑移2.15~2.71m,垂直滑移1.36~1.51m。平行的白水河-高川破裂段和白鹿-汉旺破裂段合计形成1.72m右旋走滑和3.49m垂直断裂带的NW向水平缩短,总滑移方向(106°)与断裂带整体走向(42°)呈64°夹角,整个龙门山推覆构造带处于斜向挤压的构造环境。结合震源过程反演成果的分析显示,斜滑的白水河-高川破裂段和逆冲型白鹿-汉旺破裂段可能是在汶川地震最大的一次子事件过程中以滑移分解的形式同时破裂形成的,滑移分解作用使两条断裂以斜滑与逆冲组合的力学性质产生破裂而非相同性质的斜滑破裂。小鱼洞破裂以低角度斜滑为主,可能是安县-灌县断裂与北川-映秀断裂以滑移分解形式同时破裂的纽带。小鱼洞断裂是龙门山断裂带长期处于斜向挤压的构造环境的产物,不只是逆冲断裂系中的简单捩断层。     

黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透注浆机制研究

浆液黏度时变性对注浆扩散范围计算值影响很大。基于宾汉体浆液的流变方程与流体黏度时变性方程,建立了黏度时变性宾汉体浆液的流变方程与渗流运动方程,并依据某些假设,推导了时变性宾汉体浆液柱-半球形渗透注浆机制及探讨了半球体部分扩散半径l1与柱体部分扩散长度m的关系：m=(2l1 /3)(2n+1)。通过设计室内注浆试验对其进行了验证,结果表明：由黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透机制计算的半球体部分扩散半径、圆柱体部分扩散长度及注浆扩散体体积的理论值与试验测量值虽分别有15%、10%及40%左右的差异,但都处于可接受误差范围内,因而,在总体上能较好地反映黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形注浆渗透规律,对注浆设计、施工和理论研究等方面具有一定的参考价值与指导作用     

普贤乡场滑坡成因机制分析及稳定性评价

普贤乡场滑坡位于四川省广元市普贤乡场镇,为了解决该滑坡带来的财产损失及安全威胁,基于该滑坡所在区域地形地貌及滑坡体的基本特征进行大量研究。本文采用极限平衡法对普贤乡场滑坡,分3种工况进行了稳定性研究。计算结果表明：滑坡在天然工况及地震工况下处于稳定状态,在暴雨工况下处于欠稳定状态,并提出采用改沟及弃渣回填工程+抗滑桩+拉裂缝封填相结合的防治措施。     

台湾海峡气候特点分析

台湾海峡是典型的季风区,气候的显著特点是风大、浪高、海雾分布有明显的地域特征,海峡两岸降水差异明显,在台风季节里受台风影响显著。本文依据历年海洋气象调查资料,按1°×1°的分辨率对海面风、海浪、气温、降水等气象水文要素进行统计分析,阐明了台湾海峡的气象水文要素分布特点及其变化规律。     

西北太平洋密度跃层特征分析

密度跃层是反映海洋动力环境的重要物理特征指标,对海军军事活动尤其是潜艇航行具有重要的影响。本文使用模式同化的温、盐数据对西北太平洋密度跃层的时空分布特征进行分析,旨在为海军潜艇活动的海洋水文环境保障提供借鉴。     

共轭断层系统的非线性有限元模拟与震群模型讨论

采用断层摩擦接触的非线性有限元模拟方法,对单断层与交叉断层2种断层模型分别进行数值模拟计算对比,结合中国大陆双震或震群型地震孕育发生的构造条件对共轭断层系统的孕震与发震机理进行了讨论与分析。断面滑动摩擦机制较好地解释了共轭断层由闭锁状态进入发生地震的滑动状态的过程,共轭断层系统会交替地发生失稳事件,验证了2组共轭断层系统构成的地震模型的滑动习性。其数值模拟与讨论分析结果可为共轭断层发育区的地震监测预报提供科学依据。