岩石物性变化对区域应力场的影响

基于接触摩擦分析单元和弱化带两种断层处理模式,应用有限元数值模拟方法,分别探讨了弹性模量、泊松比、摩擦系数、内聚强度等物性参数的变化对区域应力场的影响.结果表明:在两种处理模式下,这些参数的变化对断层附近的应力场均有不同程度的影响,且在接触摩擦处理模式下影响相对较为复杂.     

不同结构的岩石试件变形破坏与孔隙压力关系的实验研究

根据华北地区地震地下水位动态观测井的含水层岩性、埋深与承压水头大小等实际条件，对具有不同结构的四种岩性试件，在不同围压、初始孔隙压力、变形速率下，进行了变形破坏过程中孔隙压力变化特征的实验研究，探讨了岩性、结构、围压、初即孔隙压力，变形速率等因素对井水位映震特征的影响。     

水渗透引起的应力场调整及岩石强度弱化的初步研究

本文采用二维线弹性的两相多孔介质理论,对水库蓄水后由水渗透引起的耦合应力变化及岩石强度弱化进行了数值模拟计算。结果表明,由于水的渗透使得岩石中的孔隙压力增大,耦合应力随之减小,从而导致岩石的有效应力减小,同时抗剪强度也相应减小,其减小的量值可以与地震时断层面上的应力降相比。根据计算结果,本文讨论了由水渗透引起地震的可能机制。     

具有孔边裂纹的岩石厚壁筒试件的破裂特征

用五种应力途径对由五种岩石制备的孔边有予裂纹的厚壁筒试件进行实验,研究上述条件下岩石的破裂特征。结果表明:对含径向并贯穿轴向裂纹的试件,其破裂沿裂纹方向,为典型的张开型破裂;含与定直径成45°角并贯穿轴向裂纹的试件,破裂亦呈张开型,其裂面始于裂纹前缘,但却折转约45°角与定直径近于平行;中心含与轴向成45°角的椭圆裂纹试件的破裂,仍沿裂纹面方向,为张开型与滑开型的复合破裂。     

渤海海域现代构造应力场的数值模拟

根据渤海海域的构造演化背景和地质构造特征建立了该区的二维地质模型,用二维有限元方法计算模拟了渤海海域现代构造应力场,获得了该区构造应力场的分布特征;同时,根据计算结果把渤海海域的构造应力场分为辽东湾、渤中、渤东和渤西等4个区域,并对这4个区域在构造应力场上的差异性进行了描述。从渤海海域整体的应力分布可以看出,该区新近纪以来的断裂活动总体水平上西部较东部强烈,海域东部沿郯庐断裂带仍有较高的断裂发育程度及断裂张开性,而海域中部地区的断层发育程度、活动位移均较低     

逆冲断层应力场的数值模拟

采用二维显式有限差分法与三维隐式有限单元法,分别计算了模型剖面上断层逆冲运动和三维断层逆冲运动伴随的断层邻域应力场。结果表明：（１）逆冲断层上盘下端部发育张应力场,下盘下端部发育压应力场;（２）对复杂的三维构造,在一定限定条件下,可以转化成二维问题进行计算;（３）显式差分法与隐式有限单元,都能较好地用接触模型模拟活动断层的应力场特征     

岩石试件刚度及压力机刚度对岩石主破裂前声发射相对平静的影响

本文通过对岩石试件的真三轴压缩实验，分析了岩石试件卸载刚度ＫＦ与压力机系统刚度比值对岩石破裂型式及破裂前声发射相对平静的影响，结果表明：当ＫＦ／ＫＳ＞１时，岩石试件产生突发断裂；当ＫＦ／ＫＳ＜１时，岩石试件产生缓裂，并且ＫＦ／ＫＳ的值越小，相对平静时间赵长；ＫＦ／ＫＳ的值越大，相对平静时间越短，而当ＫＦ／ＫＳ＞３时，声发射相对平静时间为零。     

中国构造应力场与大震复发周期关系的数值模拟

由古地震资料推算得到的中国境内各活动断裂带上大震复发周期值存在很大差异,对于这种差异可从构造应力产生的弹性应变能分布去探讨其原因。经过对中国及邻区边界条件和受力方式进行较详细的分析后,先以最大主压应力方向为判据,用有限元数值模拟方法反演中国及邻区的板块边界力和区内的构造应力场,然后分析计算应变能随离板块边界的距离增大所呈现的衰减规律,由此换算出要达到相同应变能（一次地震）各地所需的积累时间,并将其与用古地震方法得到的一些已知断层带大震复发周期进行对比。结果表明用应力衰减图象能解释不同地区大震复发周期的显著差异     

渤海湾盆地黄骅坳陷应力场的三维数值模拟分析

采用有限元方法模拟了渤海湾盆地黄骅坳陷的现今应力场特征.模型的构建主要基于黄骅坳陷精细三维地震数据体,包括了七个主要层序底面及近真实的断层产状.根据模拟结果,对比已知油气藏的分布位置和断裂的展布方向,定量分析了黄骅坳陷第一主应力、第三主应力、应力强度以及主应力方向的分布特征,并探讨了影响黄骅坳陷构造特征的主要因素.据此,得出以下认识:1)通过改变模型的边界条件发现,在右旋剪切作用下模型中压性应力场低值区的分布特征及主应力方向分别与黄骅坳陷中已知油藏的分布及断裂展布方向具有较好的对应关系.2)黄骅坳陷内构造样式及其构造应力场方向自北向南存在一定的差异,而造成这种差异的原因与地形的变化、沧东断层空间形态的变化、断层组合样式的变化以及滑脱面的变化密切相关.     

板块边界构造应力场的反演及其对华北地震的影响研究

利用全球震源机制解资料,采用力轴张量计算法,反演中国大陆附近板块边界线上的构造应力场空间分布,其最大主压应力轴的方位角与GPS研究得到的板块运动方向一致,太平洋板块西边界和菲律宾板块琉球岛弧段的最大主压应力轴的倾角与板块俯冲倾角基本相当,因此认为该方法反演的构造应力场真实可靠。1999年、2005年和2011年太平洋板块日本本州段的最大主压应力轴方位角存在转折现象,震例总结显示该转折现象往往对应华北地区5级以上,甚至6级左右地震,但2011年的转折变化对应华北地震的震级在5级左右。根据对太平洋板块西边界的分段研究,认为2011年的转折变化主要是由42°~50°N段的构造应力场转折引起的,而该段从地理位置结合俯冲方向来看,影响的主要地区是东北地区,而对华北的影响相对较小,因此导致对应地震的震级偏低。1992—2000年菲律宾板块琉球岛弧段的最大主压应力轴方位角存在大幅度、长时间的逆时针偏转现象,分析认为是造成同期华北南部地区发生多次具有典型华南应力场特征地震的原因。     

Numerical analysis on the influence of rock specimen size on crack stress field

Introduction Earthquakes are excited by dislocations of rocks, which are generated once the stresses on two sides of rocks accumulate to a certain extent. Numerical simulations and rock mechanics ex-periments are two important avenues to explore the rupture processes of seismic faults. Several methods are widely used in numerical simulations, such as the boundary element method (BEM), (Das and Aki, 1977; Fukuyama and Madariaga, 1995, 1998), the finite difference method (FDM), (Madariaga, 1…     

全球观测应力场的短波分量分析

世界应力图(WSM，World Stress Map)计划的应力指标，目前已累积数据共计10 920个，这些应力指标代表了该地区最大水平主应力的实际观测方向；与此同时，可以假定全球各个板块的绝对运动方向表征了相应各板块的最大水平主应力方向的长波分量．根据应力场的叠加原理，得到由该地区局部构造运动等因素贡献的短波分量的相对大小和方向．将全球划分成2.52.5的基本单元，对每个单元的WSM数据进行加权统计分析，得到其平均应力观测取向，利用HS2-NUVEL1全球绝对板块运动模型计算应力场的长波分量；平均观测应力取向和长波分量取向之间的夹角，决定了相应短波分量相对于观测应力场的大小及其取向的范围，并反映了特定研究地区局部应力场对总应力场的贡献程度．本文的计算结果表明，全球板块的绝大部分地区及各板块的平均效果，长波分量与短波分量对观测应力场的贡献程度相当．对于某些大陆板块内部，局部构造活动对观测应力场的贡献起到重要作用，因而控制着地震的孕育与发生．      

压剪应力作用下裂纹端部应力场的分析

按照压剪应力场中袭纹具有的特点,简化成三种力学模型——狭长缺口、顺序闭合裂纹及初始闭合裂纹。利用文中建议的局部分析法,对其端部应力场做的一般分析,导出了他们的普遍表达式。用光弹性实验及有限元计算对所得结果做的分析表明,它们是成立的。这些结果有助于了解构造地震震源的破裂机制及其应力场分布的某些特点。     

区域应力场动态监视研究

利用中国大陆地区的地震活动和前兆资料，探索区域应力场应力增强标志和动态监视的方法。分析研究了大地震前月相效应的变化；区域地震活动和前兆场时空演变特征；中强以上地震活动群体的空间转移；大区域前兆场短期动态突变；大地震发生后大陆地区中强以上地震活动的追踪等方面的内容。加强区域应力场的动态监视，对开展地震形势预测，提供大地震发生的有利背景乃至地震的中短期预报都有重要意义。     

甘肃地区构造环境剪应力场对峰值加速度的影响

利用松潘—平武、肃南、共和等７３个地震２２８条强震加速度记录，根据陈培善先生提出的理论计算公式［１］，算出剪应力值并结合其发震构造环境研究了环境剪应力场对峰值加速度的影响     

作用于南海北部地壳岩体的外场力

用光弹等色线与地震震中密集程度对照法,得到本研究区等效外场力的主要特点为:(1)非匀布荷载;(2)方向大致为:东—中部在N13～79°之间;西北部为SN向;西部在N51～78°之间;西南部在N25～69°E之间。     

北祁连-河西走廊地区垂直形变与构造应力场关系的初步研究——三维有限元拟合结果分析

根据已知的地震地质资料对北祁连 -河西走廊及相邻区进行了三维有限单元剖分 ,在线弹性条件下 ,拟合了其 2 0a来垂直运动的总体趋势。计算表明 ,北祁连 -河西走廊地区垂直形变的拟合结果 ,与背景应力场的约束形式和变化特征密切相关 ,其中采用构造应力场增强作为加载条件以及稳定地块作为位移约束条件得出的拟合结果与该区域 2 0a来垂直运动的整体分布特点相一致。在此基础上 ,进一步得到其背景应力场增强的量值估算 ,其中SN方向的压力变化为 +0 .11MPa(压为正 ) ,EW方向的压力变化为 +0 .0 4MPa(压为正 ) ,EW方向的压力变化量是SN方向的 3倍左右。此外 ,根据计算得到的 10～ 15km深处剪应力增量Δγxy的分布情况 ,对比中强地震震源分布可以看出 ,剪应力增量与震源在空间分布上有一定的关联性。震源往往分布在剪应力增量变化较剧烈处 ,从而证实了拟合得出的构造应力场具有一定的合理性     

新疆北天山西段构造应力场分析

利用地表构造形迹、地震震源机制解、现代水系展布的优势方向以及激光全息光弹模拟等综合分析方法,研究了北天山西段(东经82°～86°)地壳构造应力场的基本特征。指出,该区构造应力场的主压应力方向为近南北向。通过激光全息光弹实验获得模型的等差线及等和线条纹图,从而求解各点的主张应力σ_1主压应力σ_2和最大剪应力τ_max的相对值并绘制相应的等值线图,结果发现:实验区σ_1值普遍偏低,σ_2值明显偏大,说明本区处于整体受压状态。τ_max值的分布较均匀,仅在一些断裂的交汇部位和端点剪应力值较高。分析结果认为:萨尔萨拉西南、独山子——安集海断裂西端、乌苏林场西南、阿尔夏特一带、婆罗科努达坂东南都是围压很高的剪应力集中区。这些地区易积累大量的应变能而产生突发式剪切破裂和粘滑引起强烈地震,是在地震预报中值得注意的地震危险地段。     

岩体缺陷对岩洞的影响分析

基于岩体的实际特点，将半解析法发展用于岩洞三维地震反应分析，通过数值计算取得了有多种形式断裂构造带的岩层中的洞室以及矿柱在地震与地表脉冲荷载作用下应力与运动的特征。