地壳块体动应力变化特征及其与地震关系的初步研究

在运用三维非线性动态有限元方法模拟华北块体对渤海、 黄海潮汐水位变化的动态响应的基础上,结合有关地学资料,综合研究了地壳块体动应力变化特征,分析其与地震关系,得到了对地壳动应力特征的新认识:① 动应力在传播变化过程中,能够通过应力波的干涉叠加呈现高应力值,与动压应力相比动剪应力的这种效应更为明显;② 动应力的变化影响孕震体应力环境及地震的发生;③ 从动应力变化特征看, 动剪应力叠加变化过程反映了孕震过程.       

采用显式有限元方法求解开放系统动力响应的主要环节和问题

分析了采用显式有限元方法求解开放系统动力响应的主要环节中影响精度和稳定性的因素及其相互关系,指出数值解的精度和稳定性是这些因素共同作用的结果。归纳了合理输入数字荷载应满足的条件以及系统离散化准则。基于有限元方法推导了吸收边界的一般表达式,并据此提出吸收边界和透射边界之间存在确定的函数关系,并不是两类独立人工边界的新见解。认为内域的阻尼稳定性和人工边界的近场稳定性是大型复杂开放系统动力响应数值方法研究和应用中的关键科学问题,并从应用的角度提出了解决问题的思路和看法。     

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     

大型地下洞室不同开挖效应的动态仿真分析

针对云南锡业集团公司个旧锡矿地下采场洞室的开挖技术条件,采用非线性三维有限元法,对其动态开挖过程进行了仿真模拟分析,并优化选择了地下采场洞室的开挖顺序.结果表明,不同的开挖顺序,对围岩的稳定性具有显著的影响.     

敦煌莫高窟潜在地震变形数值模拟

在研究莫高窟地区地震地质条件及潜在地震危险性分析的基础上,基于地震的断层弹性位错理论,采用位移水平分布的抛物线模型,假定三危山断层分别发生5.5、6.0和6.5级地震情况下,用三维有限元的方法分析计算了莫高窟地区的潜在地震变形。给出了在震级5.5、6.0及6.5级三种情况断层逆冲和水平走滑两种活动方式下,莫高窟区的地震位移和应变值,供石窟的抗震设防加固设计参考。     

顺层岩质边坡开挖模型试验及稳定性影响因素分析

用地质力学模型试验方法,对顺层岩质边坡进行开挖破坏试验。同时在有限元分析的基础上,采用多层结构模型对顺层岩质路堑边坡稳定性的影响因素进行了分析。指出当边坡走向与岩层走向夹角超过30后,边坡发生顺层滑动破坏的可能性很小,基本上可不视为顺层边坡。同时也阐明了岩层倾角以及结构面抗剪强度对顺层岩质边坡稳定性的影响。文中结论可为顺层岩质边坡的科研、设计和施工提供参考。     

Geochemical baseline of trace elements in the sediment in Dexing area,South China

A baseline might be used as a point of reference to monitor change from some specific data without concern for whether the baseline determination is natural or has been changed by human activity. We selected 326 sediment samples from Dexing area, South China, and analyzed for 17 chemical elements. The geochemical baseline was predicted with the method of the normalization procedure combined with the relative cumulative frequency curve. The results indicate Al was the best reference element for the normalization procedure among four potential reference elements (Al, Fe, Ti, and Mn). The baseline value range obtained from the normalization procedure method included both the regional geochemical background of the sediment and the median value of the measured contents. The median value of baselines obtained from relative cumulative frequency method was lower than that obtained from normalization procedure method. In contrast to the geochemical patterns of heavy metals in 1987, the spatial distribution of anomalies sprawled in 2004 in study area, especially for Cu, Pb, Zn, Cd, As, Fe, and Cr.     

苏鲁榴辉岩中磷灰石的矿物学和微量元素地球化学

磷灰石是榴辉岩中最常见的副矿物之一,见证了高压-超高压变质岩从原岩形成、俯冲和折返所伴随的物理化学过程。为进一步揭示苏鲁超高压榴辉岩经历的物理和化学过程,我们对取自中国大陆科学钻探工程（CCSD）主孔岩心和苏北地表露头榴辉岩中的磷灰石进行了详细的岩相学分析和LA-ICP-MS原位微量元素分析。分析结果表明,在苏鲁榴辉岩中,磷灰石绝大多数是在超高压变质作用阶段重结晶生长的。未受退变质影响的磷灰石富含LREE和Sr元素,退变质作用促使磷灰石中活动性较强的LREE和Sr明显降低而HREE含量略微升高,并产生负Eu异常。磷灰石边部HREE的升高可能与折返过程中的升温作用和石榴子石分解有关,Eu负异常的产生可能还与退变质过程中发生了氧逸度f^O2的降低有关;结合前人对磷灰石中“出溶”现象的研究,提出榴辉岩磷灰石中的独居石“出溶体”很可能是磷灰石与富含NaCl和硅酸盐的退变质流体发生交代反应所致,磷灰石中硫化物“出溶体”的形成除了氧逸度降低的原因外,可能也与折返过程中发生的短期升温作用有关。超高压变质岩从进变质-峰期→早期退变质→角闪岩相退变质阶段,变质流体可能经历了氧化→还原→氧化状态的复杂变化。     

平流层微量气体变化趋势的研究

采用HALOE提供的1992—2005年的资料,分析了平流层几种微量气体（臭氧、HCl,HF,NO,NO2,水汽和甲烷）的混合比在不同高度、不同纬度带的变化趋势, 以期为研究平流层的辐射和化学过程提供一些有用的数据。结果表明,在不同纬度带这些微量气体的变化特征并不相同,在不同高度上他们的变化特征也不大一样。这14年臭氧的变化趋势与其他几种微量气体的变化趋势对比表明,在平流层上层,1990年代中期以后臭氧浓度的恢复比较明显,而且这14年臭氧的变化趋势与HCl、HF和水汽的变化趋势是相反的。在平流层中层臭氧的变化趋势复杂一些,除一些微量成分对它的破坏外,还受到其它因素的影响。但1997—2002年臭氧混合比增大,与HCl、NO,NO2和水汽混合比的减小趋势是相反的,这说明《蒙特利尔条约》及其它环保措施的实施对平流层中层臭氧浓度的恢复也已初见成效。     

基本结构有限元算法及大地电磁测深一维连续介质正演

提出了一种新的数值方法——基本结构有限元法. 从经典的伽辽金法（Galerkin method）出发,首先定义了基本结构插值基函数,在此基础上建立了基本结构方程,然后用有限元法进行进一步的具体实现. 该算法被成功应用到大地电磁测深一维连续介质正演计算中. 采用了6种不同的单元插值基函数进行计算,并对计算结果进行了比较和分析.