2008年汶川MS8.0地震发生过程的动力学机制研究

2008年5月12日汶川地震突发在现今并不活动的龙门山断裂带上,该地震发生的动力学机制问题引起广泛关注.文中利用黏弹性接触问题的有限元方法,考虑重力作用,对青藏高原东缘的应力场空间分布及其随时间的演化进行了数值模拟,结果显示应力在空间由分散分布逐渐向龙门山及周边地区转移集中.基于前人的研究成果及计算分析,初步认为汶川地震孕育发生的动力学过程如下：青藏高原的物质东流在向东运动过程中由于受到稳定的四川盆地的阻挡,一部分东流物质在川西地区囤积,造成龙门山隆升;高角度(50°~70°)、犁状的龙门山断层面上的正应力随着川西高原向东运动而不断增大,导致该断层的闭锁性逐步加强,并且分布在断层附近的变质杂岩为存贮高密度弹性应变能提供物质保障.但另一方面随着青藏高原较柔软的下地壳物质的不断向东运动,囤积的东流物质对龙门山断裂带上盘的推挤作用会不断加强,从而导致断裂带上剪应力越来越大;当剪应力超过摩擦强度时,断层解锁产生滑动,发生地震.模拟结果还表明龙门山断层面上的摩擦系数较高,断裂带上地震的平均复发周期约为3163年,这与其他资料结果有一致性.     

流体饱和多孔隙介质弹性波方程边界元解法研究

基于流体饱和多孔隙各向同性介质模型,本文首先推导了流体饱和多孔隙介质中弹性波传播的频率域系统动力方程及边界积分方程,然后给出了流体饱和多孔隙介质弹性波方程的基本解,最后,利用本文给出的边界元方法对流体饱和多孔隙各向同性介质中的弹性波传播进行了数值模拟.结果表明：不论是从固相位移,还是液相位移的地震合成记录都能看到明显的慢速P波,本文提出的流体饱和多孔隙介质弹性波边界元法是有效可行的.     

紫坪铺水库库区介质衰减、台站响应和震源参数研究

利用紫坪铺水库数字地震台网和成都区域数字台网中的油榨坪台2004年8月到2008年5月12日汶川大地震前的紫坪铺库区2级以上地震波形资料,采用Atkinson方法计算了紫坪铺水库库区地震波非弹性衰减系数、几何扩散系数和介质品质因子;利用Moya等提出的方法计算了台站场地响应;对震源谱的低频水平和拐角频率进行了联合反演,并计算了紫坪铺库区287次1.6级以上地震的震源波谱参数,同时讨论了它们之间的关系。结果表明:紫坪铺库区Q值与频率的关系为Q(f)=47.8×f0.91;场地响应均表现为与频率相关;紫坪铺库区小震地震矩、震级与震源谱拐角频率的依赖关系不明确,这可能与水库诱发地震有关     

重复地震及其在安徽霍山地区的初步应用

按照弹性回跳理论（Reid,1910）,地震的复发行为可以简单的视为能量积累和释放的过程,大震的发生应该是有一定周期的。Nadeau等人（1995）定义重复地震是发生在同一个断层位置上的一组地震,这些地震通常震级相近,地震复发间隔几乎相同,具有极为相似的地震波形和震源机制。因为除了重复地震外,一些余震的波形也具有较高的相似性,     

华南前寒武系基底变质杂岩高温高压下的波速特征及地壳结构

目前,华南地区通过数条地学大断面在内的地球物理探测工作,已经获得了大量深部地壳结构的信息,然而对其基底岩石的物理性质研究程度还不够.为此,我们选择华南地区扬子克拉通和华夏陆块具代表性的不同深度地壳岩石,对其进行高温高压弹性波速特征研究.结果表明两大构造单元基底的岩石波速差异较大,从而认为两者物质组成迥异,地壳结构完全不同.进而初步建立了扬子克拉通与华夏陆块各自的地壳结构模型,认为扬子克拉通具有多层结构的结晶基底,华夏陆块具三层结构但没有结晶基底,这一模型重新构建了华南的地壳结构,对华南深部地质研究和构造格局演化研究具有重要意义.     

钢管混凝土拱桥弹性动力稳定性能研究

基于运动稳定性理论,以1座实际的钢管混凝土肋拱桥为例,利用改进的时间冻结法(动态特征值法)求得结构在地震波作用下的动态稳定系数时间历程,研究了不同输入方向和阻尼比对动力稳定临界系数的影响,并探讨了地震波作用下拱桥的稳定安全系数,对钢管混凝土拱桥的弹性动力稳定性能作出了评估。     

饱和弹性土体中圆柱壳体对弹性波的散射

考虑土颗粒、孔隙流体的压缩性及孔隙流体与土骨架之间的粘性耦合作用,采用修正的Biot模型,研究了入射平面P1波（快压缩波）在饱和土中不透水的圆柱壳体上的散射问题, 得到了散射和折射波场势函数的幅值方程. 通过数值计算, 分析了无量纲频率及厚度对高、低硬度两类圆柱壳体的背向散射谱和动应力集中因子的影响.      

二维应变速率正演模拟

由给定的随时间和空间变化的二维应变速率分布计算速度场,根据速度场计算二维热传导方程,得到岩石圈的热演化结构,然后计算由热扰动引起的密度变化,进而确定加载到岩石圈上的载荷,根据载荷计算挠曲方程,最终得到盆地的沉降.在此基础上讨论了热源对地表热流和沉降的影响以及岩石圈有效弹性厚度对盆地几何形态的影响.结果表明,热源对地表热流影响显著,对沉降影响不大,岩石圈有效弹性厚度则控制盆地的几何形态.二维应变速率正演为下一步的反演奠定了基础.     

间断伽辽金法(DGM)求解弹性地基梁问题

间断伽辽金法使用节点位移一类未知数作为测试函数,削弱了内部单元边界上的一阶及n阶导数的连续性,大大降低了构造形函数的难度,特别适合控制方程为高阶微分方程问题的求解。基于间断伽辽金法的基本原理,推导了弹性地基梁四阶微分控制方程的积分“弱”形式,编制了计算程序,进行了数值计算和收敛性分析。计算结果表明：用间断伽辽金法求解弹性地基梁问题是十分有效率的。     

考虑热-水-力耦合效应多孔弹性地基的动力响应

通过对Biot波动方程的修正,得到考虑热-水-力学耦合效应的多孔弹性介质动力响应的控制方程,研究了简谐均布荷载作用下地基土体的热-水-力耦合动力响应问题。利用Fourier变换技术,得到地基中的应力、位移和孔隙水压力积分形式的解答。利用Fourier逆变换得到数值结果,分析了热-水-力学耦合条件下地基土体中温度增量、应力、位移和孔隙水压力响应的分布,并讨论了热源输入的影响, 结果表明：应力、位移和孔隙水压力随 的增大而有一定的减小。