岩石的流变性质与断层模型

本文以断层带的为形机制为主题，简要总结了与此相关的岩石流变性质的研究结果，讨论了已有的几个断层带模型，并就进一步应开展的研究课题提出了一些建议。     

多矿物岩石流变规律的研究进展及存在问题

总结了近年来由多种矿物组成的岩石的流变规律的研究，阐述了多矿物岩石流变性质研究的意义和进展，再从实验和理论两个方面，详细论述了目前最具代表性的三种理论模型，算术平均方法、几何平均方法和能量极小方法，最后，指出这方面研究仍然存在的问题和进一步研究的方向。     

考虑强度-应变率依赖性的岩石弹塑性动力模型

本文基于现有的岩石的弹塑性模型。作适当的简化，并引入了岩石强度对于应变率的依赖关系。建议了一种考虑强度对于应变率的依赖关系的岩石弹塑性动力模型。这一模型能充分利用现有配套的实验数据，并考虑了强度对于应变率的依赖性这一岩石的主要动力特性，能更真实地反映岩石的动力行为。     

地震孕育即将完成阶段的岩石蠕变

依据加速蠕变效应，提出构造地震孕育即将完成阶段的不稳定模型。得到地质体脆性破裂前非弹性形变结束阶段前兆显示区的空间尺度和持续时间的估计。理论估计与实地观测资料是一致的。     

岩石流变磁效应：震磁效应的一种可能机理

对于有代表性的八种岩石样品进行单轴压力实验,并着重于在载荷维持恒定及载荷刚一卸除的两个时间段内,观测岩石剩余磁化强度,应变,声发射等物理量随时间的变化。结果表明,参与实验的大部分样品剩余磁化强度在恒载期间仍有变化,且都保持与恒载前变化趋势一致,同时应变也有与恒载前相同趋势的变化。另外,在恒载结束、应力降至零后的最初阶段,剩磁及应变亦仍有变化。作者认为,以上现象是岩石流变性质的反映。对于无震期间地磁场变化以及大震前后地磁场的长期缓慢变化,都有过许多报导,用岩石压磁效应似不足以解释其中某些数量颇大的变化。与岩石流变性质相联系的磁效应,是另一种值得注意的可能机理。     

先存组构对各向异性岩石流变强度的影响

地壳深部岩石普遍存在变形组构,花岗质岩石中的变形组构不仅影响岩石强度,而且对后期变形具有显著控制作用。近年来,先存组构对各向异性岩石的流变强度影响成为高温高压实验研究的热点之一。文中对前人给出的各向异性岩石(包括云母片岩-片麻岩、石英-钙长石均匀混合体与层状组构样品)半脆性-塑性流变实验数据进行了重新整理与分析,结合作者开展的不同组构条件下花岗片麻岩与糜棱岩流变实验结果,讨论了先存组构对各向异性岩石流变强度的影响。实验数据表明:1)各向异性岩石的面理与最大主应力方向的角度是影响强度的主要因素。在半脆性破裂域,样品压缩方向垂直于面理(PER)和平行于面理(PAR)的强度基本相同,在压缩方向与面理呈30°夹角时,岩石破裂强度最小;在塑性流变域,垂直于面理方向的强度显著高于平行于面理方向的强度,当面理与最大主应力方向的角度为45°时,岩石强度最小。2)后期变形对原有组构的继承与改造程度,决定了各向异性岩石强度高低。3)样品中矿物的含量、分布与粒度对各向异性岩石强度有显著影响。理论模型预测结果与云母片岩实验结果比较吻合,但其他类型各向异性岩石的流变比理论模型结果要复杂得多。因此,进一步开展具有先存组构的各向异性岩石的流变实验,并将实验变形与实际地质条件下更为复杂的岩石变形进行对比分析,是认识各向异性岩石流变和变形机制最有效的方法。     

岩石流变模型在孕震过程和前兆研究中的应用

本文用岩石流变模型讨论了地震孕育过程,以定常应变速率为地震孕育过程的基本条件.在解析解的基础上,计算了孕震过程中应力、应变、应变速率和能量等各种特征量随时间的变化曲线.在此基础上,分析了地震孕育过程的阶段性.本文还着重讨论了孕震过程中的各种前兆现象,探讨了多种前兆异常的综合机制,并初步给出了前兆现象和孕震过程之间的可能联系.     

考虑土体非线性及倾角影响的盆地地震响应研究

基于二维沉积盆地模型,采用D-P弹塑性模型模拟盆地的非线性特征。利用显式有限元与黏弹性边界结合的方法,通过改变盆地边缘倾角,在时域和频域内分析盆地地表的地震动响应,对比线性与非线性盆地地震反应的差异。结果表明:(1)土体非线性对整个盆地范围内地震动的影响都较显著。考虑非线性时地震动放大系数明显降低,降低幅度在30%~50%。同时,考虑非线性和倾角影响时最强烈放大区域的范围和位置变化,且很小倾角下的分布特征显著不同。(2)两分量的放大系数都有随边缘倾角的增大而增强的趋势,但均是盆地边缘区域受非线性的影响最为显著。此外,真实地震波输入下显著放大区域的范围及线性与非线性结果的差异程度相对更大。(3)考虑非线性时,对于不同频率地震波的放大系数差别明显,但都表现出从低频到高频谱比分布越来越复杂的现象,同时盆地倾角的影响程度随频率的增大更加明显。(4)考虑土体非线性并未改变地震波传播的总体特征,但各震相强度相对降低。     

岩石蠕变破裂过程及其响应比变化的实验研究

对花岗岩样品进行逐次加载的蠕变实验,得到了加载过程中的蠕变曲线和蠕变破裂的全过程曲线.对加载过程中的杨氏模量、蠕变量、蠕变速率等参数用加卸载响应比方法进行了分析,认为有二种不同形态的响应曲线.在中低应力的弹性阶段其响应比都近似为1,而在高应力的膨胀阶段其响应比都随应力而增加.对应力不变时的蠕变破裂全过程曲线进行了分解,在蠕变破裂过程中,瞬态、稳态和加速3个阶段的持续时间分别为全部时间的18%,75%和7%;在加速蠕变阶段蠕变速率及其响应比明显增加.这一结果是预测蠕变破裂的明显指标.     

中国及邻域强震震后变形监测及岩石流变性质研究

大地测量技术观测的震后变形是地壳和地幔岩石对同震应力扰动的变形响应,震后变形的强度及时空演化特征主要受断层面的摩擦性质、下地壳及上地幔岩石的流变参数等控制。震后大地测量被广泛用于研究断层及深部岩石的流变性质及其动力学过程,是对岩石力学实验、冰后回弹等手段探测结果的检验和补充。本文回顾性地总结了中国及邻域中强地震震后变形监测成效,这些震例主要集中在青藏高原内部和边界带。通过对包括昆仑山口西地震、汶川地震和尼泊尔地震在内的发生在青藏高原及周缘的强震震后变形机制、岩石圈流变参数约束等方面的研究,大大提升了对青藏高原不同区域深部岩石流变结构和性质的认识,为研究地震周期变形、地震危险性、青藏高原的形变模式、高原演化动力学提供了观测依据和定量参数。同时,指出进一步约束青藏高原深部岩石流变参数,一方面需要进一步提高西部地区连续GNSS监测能力,另一方面需要与地球物理成像技术进行融合。     

基于损伤塑性模型的砌体墙体非线性有限元分析

为了研究砌体墙体用钢结构加固后的力学性能,需要提供较准确的砌体墙体非线性计算,考虑到砌体与混凝土的材料性质具有相似性,将混凝土损伤塑性模型经修正后应用于砌体数值模拟,实现对砌体墙体的非线性有限元分析。通过与水平加载试验结果对比,验证了有限元模型的正确性。探讨了损伤塑性模型中的粘性系数、膨胀角、砌体本构关系中的初始弹性模量、受拉应力应变关系对计算结果的影响。结果表明：粘性系数和膨胀角对抗剪承载力、峰值位移及下降段性能均有较大影响,而对初始刚度影响很小;随着初始弹性模量的增大,砌体墙体抗剪承载力随之提高,但峰值位移无明显变化;受拉应力应变方程中待定系数的取值,对抗剪承载力及峰值位移影响较大。     

诱发地震主震发生时间的非线性灰色预测及其软件系统

在深入分析非线性灰色模型基本原理的基础上,开发了诱发地震主震发生时间的预测软件,并通过大量实例验证了本模型用于预测主震发生时间的适用性以及本软件的可靠性。     

大鼠肝炎性假瘤模型的建立与影像学表现

本研究的目的是建立一种可供于影像学研究的大鼠肝炎性假瘤（ＩＰＬ）模型,并研究其影像学的特征。所用的材料和方法是将弗氏佐剂０１ｍｌ／只作大鼠深部注射,１０天后观察大鼠病灶的影像学特征;并取标本做病理检查。结果发现了ＩＰＬ发生率为９０％,大小分别是０３２±０１８ｃｍ。ＩＰＬ的影像学特征表现为强回声结节;ＣＴ平扫为低度圆形影,无强化或仅轻微强化;Ｔ１ＷＩ则呈等或高信号,Ｔ２ＷＩ为略高信号。病理学证实局部肝组织片状坏死并有纤维组织增生及炎细胞浸润。结论是本文研究的大鼠肝炎性假瘤模型具有易建立、容易复制、成功率高、制备周期短和影像学的表现较典型等特点,对今后探讨大鼠肝炎性假瘤的形成机制及影像学特征将发挥积极作用     

应力释放模型的改进及其在台湾地区的应用

应力释放模型在地震活动性研究中多有应用。但无论是简单应力释放模型还是耦合应力释放模型在应用中都存在着一个共同问题,就是地震发生条件概率强度与地震活动性不同步。为解决这一问题,本文对应力释放模型做了进一步修改,在原应力释放模型的计算条件概率强度公式中引入了时间延迟因子,从而初步解决了地震发生条件概率强度与地震活动性之间不协调的矛盾。此外,在利用台湾地区地震资料考察新模型时发现,改进后的新模型比原模型更优,预测地震的效能更高;在发震时刻预测的回顾性检验中,改进后的耦合应力释放模型比原应力释放模型和泊松模型的预测精度有较大提高。     

Focal Depth of Earthquakes in the Qinghai-Xizang Plateau and Its Tectonic Implication

In the previous work of the present study,moment tensors of 11 major earthquakes in the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding region from 1966 to 1980 are estimated by generalized inversion technique.The seismic source time function and focal depth are immediately determined in the inversion.The results indicated that all earthquakes investigated here are shallow events within the upper crust.The purpose of this paper is to present a summary of the distribution of focal depths of earthquakes in and near the Qinghai-Xizang Plateau from the above result,combining the focal depths of 78 significant earthquakes from 1964 to 1986,which are relocated individually by other authors,as well as to discuss its tectonic implication.     

岩石破裂度MR及其在地震孕育演化研究中的应用

和比较逾渗模型对磁相变与岩石破裂过程的处理方法,深入探讨了逾渗模型处理岩石破裂过程的本质含义,指出逾渗模型处理的是联接性相变问题,它提供了临界点相变的一个简单图像和比较容易理解的途径。逾渗模型与临界点相变的经典模型之间的映像为研究许多现象提出了一种简便可行的方法。逾渗模型对岩石破裂问题的处理不仅仅是现象上的类比,也有其深刻的物理内容。在此基础上引入岩石破裂度ＭＲ的概念,进一步探讨逾渗模型用于岩石破     

中国大陆余震活动深度分布及其流变学机制

本文研究了中国大陆１９６６年以来发生的５次大地震（Ｍｓ≥７．０）的余震活动深度与地热流的关系。研究表明，地热流较高的震源区，余震活动深度分布较浅，并且得出余震深度分布受地壳内部岩石脆性－韧性转变深度的流变学特征控制的推论。     

土体非线性参数变异性与地表响应的概率关系

场地土体非线性参数存在明显的变异性,因而与其相关的许多岩土工程问题都会受到其变异性的影响。采用数值模拟的方法研究了场地土非线性参数概率与场地地表加速度反应谱概率之间的关系。结果表明,场地土体动剪切模量比概率水平与场地地表加速度反应谱概率水平的关系随周期频段的变化而变化,粘性土在0.01 s～0.8 s周期内,无粘性土在0.02 s～0.7 s周期内,两者基本呈线性关系;场地土体阻尼比概率水平与地表加速度反应谱概率水平存在良好的对应关系,二者概率水平一致,且与反应谱的频段无关;在0.01 s～6.0 s周期频段内,无粘性土和粘性土的阻尼比概率与地表反应谱概率水平呈明显的线性关系。