安徽及周边地区岩石圈有效弹性厚度研究

基于EIGEN-6C4重力异常和ETOPO1地形数据,采用基于fan小波的相关性分析方法计算安徽及周边地区较高分辨率的各向同性岩石圈有效弹性厚度Te（effective elastic thickness）,结合区域地质构造和地球动力学背景进行讨论。结果表明,研究区Te处于5~75 km之间,大别造山带和下扬子地区为Te低值区,郯庐断裂两侧Te值相对较低,河淮盆地和苏北盆地Te值较高,Te分布反映了区域特定地质构造特征和地球动力学背景;地震活动主要分布在10~50 km Te值范围内,集中在Te低值区和Te值陡变带,表明相关区域岩石圈抵抗形变能力较弱,易于发生地震。     

全球矿产资源需求周期与趋势

依据矿产资源需求"S"形理论原理,按照经济发展程度把全球各国划分为4四个国家集团和3个典型国家,以1950—2014年钢、铜、铅、锌消费量和GDP总量为对象,概略论述了全球资源消费的3个周期,系统分析了各国家集团在不同周期对全球资源消费增长的贡献率,以及资源需求弹性的变化规律,指出大国工业化和全球经济周期决定资源需求周期,认为当前全球矿产资源需求的低迷状态还将进一步深化,至少将延续3~5年。     

山区滑坡诱发既有隧道受力变形影响分析

山区滑坡对既有隧道结构的受力变形有着重要影响。既有成果一般将滑坡体和隧道结构分开单独研究,而将两者结合起来进行研究还不多见,且多数停留在实际工程监测分析上,利用理论解析法对隧道-滑坡体相互作用的分析更是少见。首先,基于传递系数法和极限平衡法对滑坡下滑推力进行了计算;其次,将滑坡推力施加在既有隧道结构上,建立隧道-滑坡相互作用的弹性地基梁模型,采用传递矩阵法求解出隧道结构任意截面的内力和位移。在此基础上,建立三维数值模型对滑坡诱发隧道变形进行模拟,将数值分析结果与理论计算值进行对比验证,获得了较好的一致性。最后,针对滑坡推力大小、滑体内地基系数、滑床内地基系数、隧道衬砌刚度以及隧道长度等参数进行了影响分析。该研究成果可为滑坡区域既有隧道的维修加固提供一定的理论依据。     

中国大陆及周边地区的水平应变场

推导并建立了块体的两种弹性运动方程：块体的整体旋转与均匀应变方程和块体的整体旋转与线性应变方程. 应用统计学原理,使用西域、青藏和华北块体上的GPS站速度数据,对这两种弹性运动方程与刚体运动方程模拟块体站速度的无偏性和有效性进行了统计检验. 检验结果表明,块体的整体旋转与线性应变方程是描述块体运动的最优模型. 将中国大陆划分为10个块体,应用块体的整体旋转与线性应变方程和块体上的GPS站速度估计了各个块体上的旋转与应变参数,按照1°×1°的间距计算了中国大陆及周边地区上1005个点的应变参数,分析了中国大陆及周边地区应变场的基本特征. 用本文方法得到的主压应变方向与地质学方法和测震学方法得到的主压应力轴方向具有很好的一致性(华南块体除外).     

利用等位移原则估计高层结构的非弹性地震反应(一)

高层建筑非弹性地震反应估计是当前结构抗震研究迫切希望解决的课题。本文概略介绍了常用非弹性地震反应分析方法在高层结构分析中应用的主要问题,从而引出利用等位移原则(对于长周期体系,弹性与非弹性地震位移反应近似相等)进行高层结构非弹性地震反应估计研究的原因,并以长周期单自由度和多自由度体系弹性与非弹性地震反应之间关系的有关研究结果论述了其可行性。     

工程锚杆锚固质量动测技术

结合锚固体系的锚杆动力学及弹性波运动学理论,分析和评述了锚固体系的振动特征和锚固体系中弹性波传播的能量衰减规律,以及锚杆锚固质量检测的方法、技术与特点;并通过工程检测实例进一步说明,锚杆锚固质量动测技术是一种方便易行,测试精度能满足现场技术要求的方法,具有较为广阔的应用前景。     

弹性波传播数值模拟的区域分裂法

本文针对弹性波波场传播的数学模型,提出了一种基于有限元和有限差分耦合的区域分裂方法．它有灵活的网格剖分,克服了单纯用差分方法对区域的依赖性,可以适用于曲边地表;达到同样精度所需的计算量比有限元方法小;并易于实现并行计算．数值实验表明了算法的有效性．     

弹性波反射法在探测软弱层中的应用

目的采用弹性波反射法确定桩基础、桩底下卧地层中的软弱层的新技术.方法:以某实际工程为背景,通过超前探测技术,结果经过实际开挖论证及竣工后的使用情况,证明此技术具有节省工时、造价低的优势.结论此技术既经济省时、又准确,可供设计及施工人员参考.     

利用黏弹性有限元模型研究挪威北海北部地区末次冰期以来的冰后回弹和应力演化

挪威北海北部在末次冰期存在较大范围的冰盖,其冰盖的加载和卸载会对地表变形和内部应力调整产生重要影响.本文基于Maxwell黏弹性本构关系,根据初应力法自主开发了一套Maxwell黏弹性体有限元程序,它可以考虑重力和构造加载、地球介质弹性的纵向和横向不均匀性以及黏性的分层性,可以计算冰川载荷变化引起的地球表面变形及内部应力状态的变化.利用它研究了挪威北海北部1.1 Ma以来的冰川载荷变化、特别是两万多年以来冰盖的消退引起的地表冰后回弹.结果表明,自2万年以来,冰后回弹效应在冰盖载荷变化的不同阶段呈现明显的时空变化,现今地表垂直变化速率为几个毫米/年,与观测结果一致.下地壳和上地幔的黏弹性松弛效应明显,上地壳的应力状态在现今海岸线两侧存在差异性,水平和垂直正应力变化可达几十兆帕,剪应力变化有一个先增加后迅速减小至零的过程,与古地震、现今地震时空分布及应力测量结果也比较符合,研究结果有助于加深对冰后回弹的动力学过程的认识.     

P波作用下跨断层隧道轴线地震响应分析

基于近场波动有限元方法并结合黏弹性人工边界条件,针对3D断层场地,通过求解等效二维场地地震响应,从而获得3D场地地震动输入的自由场响应,并将自由场响应转化为3D模型边界面上的等效节点力,从而建立含断层3D场地P波入射的倾斜输入方法。自由场算例验证所提方法具有较好精度,进而基于建立的输入方法,开展了跨断层隧道地震响应的数值模拟研究。数值模拟结果表明:在P波作用下,隧道跨断层部位处于拉、压、剪切的复杂受力状态,且断层处的隧道衬砌地震响应明显大于其他部位的地震响应;围岩的力学性质与断层的力学性质相差越大,断层处衬砌的地震响应放大越明显;断层处衬砌地震响应随断层深度的增加而增加。另外,跨断层隧道的地震响应受P波入射角度的影响较大,随P波入射角度的增加,断层处隧道衬砌的轴力、弯矩先增加后减小,而剪力具有逐渐减小的规律。