空间坐标系变换的函数梯度描述方法

为了将空间坐标系变换由静态的、不随时间发生变换的情况推广到动态的、随时间发生变换以及任意角度发生变换的情况,基于单位四元数构造的旋转矩阵和罗德里格矩阵的完全等价性,揭示出空间坐标系（空间直角坐标系）变换与函数梯度的数学关系,推导出由函数梯度表示的空间坐标系变换的数学公式,在理论上说明了用函数梯度描述空间坐标系变换的方法。研究表明：在数学意义上,空间坐标系变换的本质是"场",可以用"场"的概念统一以任意角度发生旋转变换的空间坐标系变换特例。为进一步研究空间坐标系随时间发生连续变换的情况或以新的思路为运动载体定姿奠定了理论基础。     

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太行山南端浅层速度结构成像和隐伏断裂探测

利用太行山南端的深地震反射剖面数据,运用初至波层析成像方法反演得到该区域的浅层P波速度结构和基底面展布形态,发现剖面浅部的P波速度变化与沉积盖层厚度和断裂分布有着较好的对应关系。利用跨断裂完成的浅层地震反射剖面,对区域内2条第四纪隐伏活动断裂进行高分辨率成像。结果表明,汤西断裂为东倾的正断层,控制汤阴地堑的西边界,活动年代为中更新世;汤东断裂为西倾的正断层,是汤阴地堑的主控边界断裂,活动年代为晚更新世。     

小应变条件下应力路径旋转对剪切模量影响

以重塑土经 固结形成的试样以及经 固结后通过特殊应力路径达到特定应力状态的试样为对象,研究了在小应变范围内应力路径旋转对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势。研究表明,在小应变范围内：（1）剪切模量的初始值随试验应力路径与近期应力历史间的夹角 增大而增大,当两者完全相反时,应力路径旋转对土体在小应变条件下的剪切模量影响最大;完全一致时,其影响最弱。（2）割线剪切模量总是大于切线剪切模量;剪切模量随着剪切应变的增加而衰减,且衰减规律保持一致,但应力路径、应变范围不同时其衰减幅度不同。在小应变条件下,土体表现出各向异性,但随剪切应变的增加而逐渐减小,最终表示为近似各向同性;同时由应力路径旋转对模量的影响也随着剪切应变的增加而逐渐衰减。     

桩承式加筋路堤的现场试验及数值分析

对一桩体面积置换率为8.7 %的低置换率桩承式加筋路堤进行了现场试验及三维有限元分析。现场主要进行了桩、土荷载分担,孔压、沉降及侧向水平变形等内容的观测。将观测数据与常规设计方法及三维有限元分析结果进行了对比研究,在此基础上对设计方法的适用性进行了分析。研究结果表明,路堤填土的土拱效应造成荷载向桩体转移,这种荷载转移大幅度减小了在软土层中产生的超孔隙水压力。当填土高度大于2.5 m时,土拱效应的应力折减系数可用Russell和Pierpoint或Hewlett和Randolph提出的土拱效应分析方法进行计算,其结果与三维有限元分析也较相符,但在路堤高度较小时,只有Russell和Pierpoint方法与实测结果相接近。路堤施工过程中,实测的水平变形与沉降之比仅为0.2左右,这表明采用桩承式加筋路堤不仅可减小沉降,而且可减小水平向的变形,提高路堤的稳定性。     

地基沉降大变形有限元分析的几何刚度效应

研究了基于完全拉格朗日（Total Lagrangian）描述的大变形有限元法分析地基沉降问题的几何刚度效应。在有限元列式的推导过程中严格考虑了土力学表述习惯的影响。通过算例分析,主要研究了几何刚度效应对荷载-沉降曲线的影响,并对比分析了不同率型大变形分析中的几何刚度效应问题。结果表明,几何刚度效应的存在减小了地基大变形有限元系统的刚度;忽略几何刚度效应将导致沉降计算结果偏小,在地基变形较大的情况下误差更明显,Truesdell率型大变形分析的最终沉降结果与小变形法的结果一致。几何刚度效应在地基大变形有限元分析中具有一定程度的影响,处理不当可能出现结构刚度增大的现象。大变形分析结果的性质偏于刚硬。     

蒙古—鄂霍茨克构造带中段构造变形及动力学特征

蒙古—鄂霍茨克构造带作为中亚造山带的重要组成部分,其构造变形和动力学特征一直是地质界关注的问题。沿着该构造带中段,对5个韧性变形点及1个脆性变形点进行详细解析,揭示了该构造带变形及动力学特征。B型褶皱、揉皱、A型褶皱、矿物拉伸线理、S-C组构都显示了该构造带明显的NW—SE剪切作用。剪切方向稳定而单一,未发现多方向变形叠加现象,可能指示了蒙古—鄂霍茨克构造带的形成过程为一期主要的俯冲碰撞或多期同向的俯冲碰撞。对蒙古—鄂霍茨克构造带形成时间和动力学背景进行了讨论,认为该构造带主要形成于中晚侏罗世—早白垩世东亚多向汇聚动力学背景之下。对构造带内地质点mg6脆性断层面上滑动矢量进行了统计和古应力场反演,得出两期古构造应力场,一期为NW—SE挤压,一期为近E—W挤压。NW—SE挤压应力场可能对应了中晚侏罗世—白垩纪古太平洋板块向西俯冲对中亚地区的远程影响;而近E—W向挤压可能反映了早新生代印度—欧亚板块碰撞对中亚地区的远程效应。     

柴达木盆地北缘东段石炭纪至白垩纪构造演化 模式及地层缺失原因探讨

为了明确柴达木盆地北缘东段石炭纪至白垩纪盆地演化历史,分析石炭系—侏罗系缺失的原因,本文重新确定了石炭系和侏罗系残余地层分布范围,并根据平衡剖面恢复和断裂落差计算,分析了主要断裂的活动特征,提出了柴北缘东段石炭纪至白垩纪的构造演化模式。应用有限单元法模拟了柴北缘东段印支期(三叠纪)、燕山早期(早—中侏罗世)、燕山晚期(晚侏罗世—白垩纪)的应力场,对构造演化模式加以验证。研究结果表明:柴北缘东段自石炭纪至白垩纪经历了石炭纪—二叠纪伸展、三叠纪挤压褶皱、早—中侏罗世断陷、晚侏罗世—白垩纪早期挤压坳陷和白垩纪末挤压反转五个构造演化阶段。三叠纪,柴北缘东段在印支期发育两排近东西走向的背斜凸起,造成石炭系—二叠系在各地区遭受不同程度的剥蚀;侏罗纪—白垩纪早期,欧南地区为继承性隆起区,未完全接受沉积;白垩纪末,受燕山晚期旋回影响,构造反转,逆冲断裂复活,绿梁山、锡铁山、埃姆尼克山、欧隆布鲁克山等主要山体隆升,遭受剥蚀。     

柯坪-巴楚露头区海相地层声波速度与沉积体系的关系

为了对沉积体系中各种沉积环境地层的物性进行精细研究,对塔里木盆地柯坪—巴楚露头区台地边缘—斜坡沉积体系和碎屑滨岸带沉积体系的地层进行了踏勘取样。在常温、常压下对岩样进行了超声波纵、横波速度测量,主要获得以下结论:(1)岩样超声波速度与岩样所处的沉积环境关系密切,在生物礁剖面上,从礁基、礁核、到礁盖速度递增;在三角洲剖面上,从水下分流河道、河口坝到前缘泥速度递增。(2)在生物礁剖面上,生物屑的含量是影响速度的主要因素。生物碎屑含量越高,速度越低。(3)生物礁内生物的大小与生长方向是控制岩样速度各向异性的主要因素之一。     

电法勘探在河南鲁山中汤、温汤地热区的应用

依据电阻率法和自然电场法在河南省鲁山中汤、温汤地区寻找地热的成果,阐述了电法勘探寻找地热的工作原理和方法。