正断层中继构造扩展演化机制及对成矿构造研究的启示

正断层的分段构造型式及其扩展演化机制的核心内容可以归结为正断层的中继构造模式。本文从正断层的断块变形、断裂扩展以及断裂力学特征等角度,总结了正断层中继构造的扩展演化机制。正断层的断块变形是指分段断层位移转换形成的中继斜坡,可分为内倾和外倾两种斜坡类型,位移曲线揭示了中继带变形的特征。正断层的断裂扩展有多种扩展方式,可分为断层内、断层间和断层系扩展,且可以形成不同型式的中继构造。正断层中继构造是在三维空间扩展的,将断层边缘的断裂力学性质和断层面的放射状扩展方向相结合,可完整描述中继构造的空间分布规律。正断层形成于伸展构造环境,是控制油气和金属矿产资源的重要构造型式,结合SEDEX型矿床同生断层和岩体侵位控制的正断层控矿研究实例,初步讨论了正断层中继构造扩展演化在SEDEX型矿床和正断层相关控矿断裂成矿构造研究中的作用。     

三相非饱和松散颗粒介质中弹性波的弥散性分析

由已建立了的非饱和土这种三相松散介质中的动力控制方程,得到波动方程的解,表明在非饱和土中存在3种P波（P1、P2和P3波）和1种S波。根据推导出的波速以及衰减的解析表达式,以实际工程中的尾砂土这种非饱和多孔介质为例,通过Matlab计算工具对非饱和土中的4种体波的弥散特性进一步数值分析,给出了典型的弥散和衰减曲线。结果表明,在一定的频率范围内,4种波的波速及衰减随频率的升高而增大,其中P2、P3波受频率影响强烈,而P1、S波受频率影响则相对较小。此外,饱和度的增加也将导致P1波波速的增大,但对P2、P3波和S波影响不大。     

含裂隙水脆性材料单轴压缩CT分析

采用CT机配套的自制专用注水加载装置,对含裂隙水压的单裂纹试件进行了单轴压缩破坏的CT（Computerized Tomography）实时试验,对试件被压密→新损伤区产生→裂纹扩展的全过程进行了模拟,得到了各阶段清晰的CT图象及CT数。通过分析,提出了类节理岩体脆性材料的损伤演化率和损伤门槛值概念,并对水压的影响进行了探讨,从细观和三维上初步掌握了类节理岩体脆性材料的损伤演化特性。     

1998年夏季青藏高原多时间尺度低频降水的活动和传播特征

研究表明,准４５ｄ、准２３ｄ和准１４ｄ等３类低和水的频率愈低,低和水愈趋向于从高原东侧和南侧向高原传播,反之,频率愈高,低频降水愈趋向于由高原向高原东侧和南侧传播。低频降水的传播路径倾向于与其上空１５０ｈＰａ低辐散带的传播中径相一致,但强度则不完全一致。高原中南就低频降水强度远大于高原北部,且与其周围平原和海洋地区的低频降水具有相对独立性。     

大体积混凝土温度裂缝扩展过程模拟

大体积混凝土的温度裂缝是关系到水电工程中混凝土大坝安全的重要问题,它贯穿混凝土坝的施工期直至运行期。重点探讨了应用无网格法求解大体积混凝土温度裂缝扩展过程的模拟方法。无网格法采用节点来离散求解域,特别适用于裂缝开裂过程的模拟。结合混凝土热传导问题推导了伽辽金无网格方法控制方程和基本算法步骤,编制了混凝土温度场计算和温度裂缝扩展过程模拟的无网格法程序,通过具体的算例验证了所编制的伽辽金无网格程序的正确性。数值算例的计算结果表明,无网格法能够有效地模拟混凝土块在温度应力作用下的开裂发展过程,计算结果符合大体积混凝土块在均匀温降和基础强约束条件下的裂缝分布规律。     

青藏高原热力作用下的非绝热Rossby波

从含非绝热项的准地转运动方程组出发，分析了青藏高原大尺度热力作用下非绝热Rossby波的一些性质，从理论上证明当背景西风气流为正压时，冬季高原冷却作用有利于Rossby波的经向传播，夏季高原大尺度热力作用不利于波动的经向传播。非绝热Rossby波的频率方程说明冬季高原的热力作用是中纬季节内振荡的重要激发机制。同时，在背景西风气流为纯斜压条件下，求解了高原热力作用下非绝热Rossby波的频率，并由频率方程说明冬季高原热力作用有利于波动向不稳定方向发展，而夏季高原的大尺度热力作用对波动稳定性的影响存在临界值。     

波包传播特征与西太平洋副热带高压移动的关系

利用波包传播诊断方法,研究高频波波包传播特征与瞬变波和副热带高压北进南退的关系.波包传播的初步特征为冬季波包传播生命史长,一般为7-10 d,传播速度为2-10 m/s,中心强度可超过0.4,在中高纬度地区传播路径一般为先向东南移,后向东北移;夏季比冬季的生命史短,中心强度也弱,传播路径与冬季相同.热带地区的波包传播路径先向西南,后向北移.一般波包强中心增强时,有利于槽发展,当强中心明显减弱时,有利于槽的衰减.当波包强中心持续地叠加在脊上时,脊将减弱.副热带高压的明显北跳常与南海特征区(0°-20°N,100°-120°E)持续5 d及以上的无波包强中心活动有关,并且在2次季节性北跳之后,又持续5 d以上出现波包强中心;副热带高压南移过程都与持续5 d及以上的南亚区域波包强中心、台风强中心或温带波包强中心活动有关.     

一种工业CT的短裂纹群扩展检测新方法

常规无损检测方法难以对构件内部短裂纹的启裂和扩展过程进行有效的监测。工业用计算机断层成象(ICT)作为一种先进的无损检测手段,有着其它常规无损检测方法所无法比拟的独特的优越性。本文采用近年来在工业CT和疲劳断裂研究方面取得的最新成果,提出一种基于图像密度场的疲劳短裂纹扩展监测新方法。实验证明,该检测方法能得到更为准确的寿命预测精度。     

苏鲁高压-超高压变质带折返抬升过程中构造界面和应力场的变化

作为地质历史时期深俯冲作用产物的超高压变质岩,尽管有不同的形成演化历史,但其最终的折返作用无不是在逆冲扩展过程中完成的。因此,逆冲扩展作用及其数值模拟的研究对完整认识苏鲁高压-超高压变质带的折返机制和折返过程具有重要意义。逆冲扩展作用最显观的构造效应是不同层次构造界面和应力场的变化,对于地壳尺度的逆冲扩展作用而言,陆表面和Moho是最重要的活动性构造界面,陆表面的变化导致山体抬升和滞后伸展盆地的形成,出现盆-山相间的构造格局。初步的模拟计算表明,山体的抬升量、滞后伸展盆地的坳陷量和Moho的上拱量与逆冲地块的平移速度和逆冲扩展速度成正相关关系,而且随着时间的推移,山体的抬升速度、滞后伸展盆地的坳陷速度和Moho的上拱速度都有逐渐增大趋势。逆冲扩展过程中,构造应力场的变化总的表现为随着平移速度和逆冲扩展速度的增大和逆冲扩展作用的持续进行,逆冲块体内部由挤压应力状态逐渐向拉张应力状态转化。地块的平移速度是构造强度的一个重要标量,当高压-超高压变质带以仰冲块体为运动载体,沿断裂带向陆壳浅部折返时,构造界面的移动规律基本反映了高压-超高压变质带的折返过程,可见,构造作用的强度和性质应该是制约高压-超高压变质带折返的重要因素之一,在岩石密度差相同的条件下,拉张构造应力场更有利于折返作用的进行。苏鲁高压-超高压变质带的折返是通过多期构造作用完成的,根据数值模拟结果可以推测,每期构造作用都伴随有折返速度由慢到快的变化,在整个折返过程中,构造运动性质和强度的差异导致了折返速度的不均一,总体上,折返速度将随着逆冲地块由挤压向拉张状态的转化和拉张强度（构造作用强度）的不断增强而逐渐增大,最终在以拉张为主导的构造应力场中完成了高压-超高压变质带折返的全过程。     

三维介质中速度结构和界面的联合成像

根据波逆行原理推导了三维介质中地震波射线走时对界面偏导数的完整基本关系式,并对基本关系式进行简化,得到其在二维和一维介质中的关系式. 给出了任意多个复杂界面情况下,反演时所需的走时对界面偏导数系数矩阵. 为了检验三维介质中速度和界面联合成像理论的有效性,进行了数值模拟计算,很好地对三维速度结构和界面进行了重建.