利用非连续变形数值方法研究块体运动及其应力场初探

依据非连续变形数值分析方法（ＤＤＡ法）的基本理论,提出利用地壳形变观测资料解算块体运动及其应力场的“位移载荷法”,给出了相应的计算公式,根据断裂分布格局建立华北不连续块体模型,利用经过穗主基准变换的华北ＧＰＳ网观测资料计算了块体的运动方向,结果与观测资料比较吻合,块体视应力场的计算结果反映了本区的应力场状况初步研究表明,ＤＤＡ是一种值得进一步深入研究的新方法。最后对存在的问题和应用前景作了阐述。     

青藏高原东南缘地震活动与地壳运动所反映的块体特征及其动力来源

通过分析青藏高原东南缘活动断裂带的活动特征和GPS资料显示的现今地壳形变场,辅以历史地震及地表破裂、震源机制解类型等资料,将青藏高原东南缘地区分成了11个次级块体.其中包括了西秦岭次级块体、阿坝次级块体、龙门山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体,香格里拉次级块体、滇中次级块体、保山次级块体、景谷次级块体、勐腊次级块体和西盟次级块体;并利用这些次级块体内的GPS站点速率计算出了这些块体现今运动情况及各块体之间断裂的滑动速率,分析认为各次级块体均受到了一种来自其相邻块体的主要应力作用而发生了旋转,其中保山次级块体、藏东次级块体、雅江次级块体、香格里拉次级块体、滇中次级块体的旋转尤为显著;同样,相邻块体之间的边界断裂带也呈现了相应的挤压或拉张活动特征,而藏东次级块体与雅江次级块体、雅江次级块体与滇中次级块体之间的挤压最为明显.利用上述结果,本文讨论了该地区的现今地壳形变特征,认为刚性块体的挤出作用与重力滑塌作用并存于该区域内,下地壳“管道流”的拖曳作用是该地区刚性块体挤出作用和重力滑塌的主要原因,另外缅甸板块相对于自身的逆时针旋转作用在其北部引起的拉张作用也是重要因素之一.     

中国大陆及其周边块体的现时运动、变形及其动力学解释

运用块体不连续变形分析方法 ,对利用GPS测量数据解算中国大陆及其周边块体的位移进行分析。结果显示 ,除块体 2、10、13为近东西方向的运动 ,块体 15为近北东向的运动外 ,其余块体均朝南东或南东东方向运动。同时 ,各块体还以各自的角速度绕其重心旋转。整个研究区在南北方向是压缩的 ,所得的最大主应力方向与利用震源机制解与原地应力测量的结果总的来说大体一致。最后 ,对产生中国大陆及周边块体运动与变形的动力源进行了讨论     

地壳块体应力场动力学演变过程仿真的初步研究

动用三维非线性动态有限方法,研究华北地壳块体对渤海、黄海潮汐水位变化的动态响应,得出该块体中各力学量随时间演变的数据结果以及动态、直观的三维体育场映象,并以此探索计算力学与地学综合研究的途径。从仿真模拟结果可以看出华北地区近期发生的几次在地震均在应力较大或应力变化剧烈的地点。由于动态载荷 的量级小,计算结果的应力绝对值也很小,因此,字种吻合表明较小的动态载荷下的动态响应揭示了际震构造的特征,显示了     

青藏高原块体相对运动模型的GPS方法确定与分析

利用武汉测绘科技大学在１９９３年１９９５年观测的两期ＧＰＳ资料,具体分析了青藏高原各块体相对运动 情况。中还给出了各块体相对运动的欧拉向量。     

坐标投影作图法在川藏线宿瓦卡岩质边坡稳定性分析中的应用

边坡稳定性问题是川藏线工程建设面临的重要问题。野外调查发现基岩边坡失稳一般表现为块体塌落或滑动。基于岩体结构控制理论,作者以川藏线西藏境内宿瓦卡附近的人工高边坡为例,进行了块体边坡稳定性分析。对比现有理论方法的优缺点,采用坐标投影作图法及其计算机化程序CPH。坐标投影作图法是一种以正投影为基础,以分析岩体结构面的几何关系及由其切割出来的块体的稳定性为目的的图解方法。根据现场量测取得的数据,采用CPH程序确定了块体边坡的结构面方程,从而求出各结构面产状。在此基础上建立水平切面图,并求得各块体顶点坐标,计算出块体的表面积及体积。根据极限平衡理论,运用CPH程序进行块体稳定性分析,并求出块体的稳定性系数。通过分析可知,坐标投影作图法及其计算机化的CPH程序在块体边坡稳定性分析中有着很好的应用效果。     

基于择优的块体模型解算南北地震带中南段主要断层滑动速率

利用1999 ～2007期GPS速度场数据,通过块体模型择优得到了南北地震带中南段主要块体边界带变形的适用模型,并给出了块体边界主要断层的滑动速率.结果表明,龙门山断裂带宝兴-汶川段张压速率较小,为0.5 ～ 1.8mm·a-1;汶川-茂县压性相对显著,速率达1.8～3.8mm·a-1;鲜水河断裂带张压及走滑速率存在一定的空间差异性特征,即炉霍以北张性滑动速率(8.1mm·a-1)比左旋走滑速率(4.8mm·a-1)大,炉霍-道孚段张压速率与走滑速率基本相同,道孚-康定段呈现出左旋走滑速率减小、张性速率增大的变化趋势,康定-石棉段表现出较明显的左旋走滑性质;小江断裂带走滑速率明显大于张压速率;红河断裂带空间分段性较为明显,北西段滑动量较小,但存在一定的张压分量(景东段速率4.7 mm·a-1),南东段(个旧以西)以走滑为主(速率4.5mm·a-1).     

块体搬运沉积顶面沉积过程模拟--以南海北部坡为例

块体搬运沉积体系（MTDs）具有起伏不平的顶面,会影响后续的浊流沉积,厘清MTDs顶面对后续沉积的控制作用,有助于了解海底扇的发育规律。基于南海北部琼莺段陆坡的三维地震数据,对块体搬运沉积体系及其上覆充填物的形态进行刻画,并使用Flow3D进行数值模拟,分析其顶面对后续沉积的影响。研究认为：(1)MTDs的体部顶面具有低平、宽缓的特点,可形成宽广低缓的凹槽;趾部挤压区顶面起伏大,可形成孤立的凹槽。(2)MTDs体部顶面可形成大规模的、连续的海底扇;趾部顶面凹槽发育小型扇体;局部隆起的背流面下端可发育规模不一的扇体;MTDs末端低洼处是大型海底扇形成的有利区。(3)MTDs顶面起伏程度越大,越有利于沉积物卸载、沉积,形成更大规模海底扇。     

基于块体理论安全系数的隧道优化设计

以连云港后云台山隧道为工程地质背景。所研究隧址区主要岩性较为单一,以硬质的变粒岩为主,部分地段见软弱的绿片岩层,软硬岩层交切,在洞顶和洞壁容易形成掉块和坍塌。考虑到其结构面控稳的特点,利用Unwedge程序,将块体理论应用于指导隧道优化设计,包括洞形的选择,隧道走向的优化、支护参数的确定等。通过实例分析与计算证明,块体理论在低地应力区结构面控稳的地下洞室的优化设计中具有重要的理论价值和实际意义。     

斜坡堤护面块体安放过程及稳定性数值模拟

利用基于光滑粒子流体动力学(SPH)数值方法的开源软件DualSPHysics进行数值试验,模拟斜坡式防波堤上扭王字护面块体的安放过程,研究护面块体的稳定性。首先以DualSPHysics为平台开发了护面块体的安放功能模块,并对护面块体的安放效果进行评价,实现了按指定安放密度进行块体安放。块体安放完成后,在数值波浪水槽中研究护面块体在规则波作用下的运动及受力响应,并分析护面块体失稳的典型形式和失稳标准,通过系统化的参数分析,探讨波浪要素及块体安放等因素对块体稳定性的影响。结果表明,扭王字块体稳定性系数的取值范围为21.64~26.20,是规范推荐值的1.5倍左右。块体鼻轴方向的相对位置主要影响单个块体的上举脱出失稳,鼻轴方向在坡面上赤平投影图越分散,护面块体层整体上越稳定。坡面坡度变缓时,护面块体层整体下滑趋势减弱,但更易发生上举脱出失稳;单个块体缺失会加大周围块体的上举失稳概率。