俯冲带库仑楔形体力学

楔形体理论研究楔形体在底部摩擦力、重力和边界外力共同作用下内部的应力状态,有助于我们定量分析断层强度和岩石性质与楔形体稳定状态之间的关系.本文首先简要介绍基于不同楔形体材料而得出的应力解析解.然后介绍基于理想弹塑性材料的俯冲带库仑楔应力解析解.最后介绍基于该解析解而提出的动态库仑楔形体理论.俯冲带地震反射剖面数据表明,弧前靠近海沟部分地表坡度比较陡,其内部经历复杂永久塑性变形（称为外部楔形体,outer wedge）.而靠近内陆部分地表坡度比较平缓,反射剖面显示沉积层呈水平规则分布,常伴随沉积盆地（称为内部楔形体,inner wedge）.动态库仑楔形体理论认为弧前这种地表形态和内部构造特征的不同,可能反映了断层面摩擦性质的差异性.内部楔形体对应于断层面上的生震带,在地震周期可能主要经历弹性变形.而外部楔形体对应于断层面上的无震蠕滑部分,在地震发生时可能产生塑性破坏、永久变形.

     

节理分布空间变异的地下洞室稳定性概率分析

以岩土材料力学参数空间变异性的"点估计-有限元"分析方法为基础,结合节理分析时自身存在几何模型、网格划分等特性,扩展了该方法在节理分布空间变异性分析方面的适用性,明确了具体的研究步骤与方法。以某抽水蓄能水电站为例,通过分析节理空间变异性对围岩变形与塑性区的影响,验证了扩展后该方法的准确性和合理性。对工程案例开挖揭露的1400余条节理进行概率统计,建立了节理空间变异性的有限元分析模型;采用扩展后的概率分析方法,研究了节理分布对地下洞室群围岩开挖稳定性的影响。研究结果表明:(1)对比概率分析得到的围岩变形概率分布与现场监测结果,发现剔除变形异常点后监测变形量值大部分位于得到的位移概率分布范围内,说明节理的空间变异性是导致监测变形波动的主要影响因素;(2)围岩变形概率分布的标准差能有效识别出围岩开挖变形受节理空间变异性的影响程度,对于所给出的案例依次为:机窝>边墙>顶拱;(3)围岩塑性区的概率分区能合理判断地下洞室群开挖时受节理影响较大的区域和范围,为工程施工的支护设计提供依据。     

底部弱层非规则布置隔震结构的计算研究

提出了层单元方法,将楼板视为剪切弯曲深梁,用二次位移函数和一次转角函数描述楼面运动。同时建立了平面非规则房屋隔震结构动力反应的计算模型,用反应谱方法和时程分析方法计算分析了U型和L型底部弱层非规则布置隔震结构的局部变形的基本动力性能。     

Deep structure of the northeastern Japan arc and its implications for crustal deformation and shallow seismic activity

Seismic tomography studies in the northeastern Japan arc have revealed the existence of an inclined sheet-like seismic low-velocity and high-attenuation zone in the mantle wedge at depths shallower than about 150 km. This sheet-like low-velocity, high-attenuation zone is oriented sub-parallel to the subducted slab, and is considered to correspond to the upwelling flow portion of the subduction-induced convection. The low-velocity, high-attenuation zone reaches the Moho immediately beneath the volcanic front (or the Ou Backbone Range) running through the middle of the arc nearly parallel to the trench axis, which suggests that the volcanic front is formed by this hot upwelling flow. Aqueous fluids supplied by the subducted slab are probably transported upward through this upwelling flow to reach shallow levels beneath the Backbone Range where they are expelled from solidified magma and migrate further upward. The existence of aqueous fluids may weaken the surrounding crustal rocks, resulting in local contractive deformation and uplift along the Backbone Range under the compressional stress field of the volcanic arc. A strain-rate distribution map generated from GPS data reveals a notable concentration of east–west contraction along the Backbone Range, consistent with this interpretation. Shallow inland earthquakes are also concentrated in the upper crust of this locally large contraction deformation zone. Based on these observations, a simple model is proposed to explain the deformation pattern of the crust and the characteristic shallow seismic activity beneath the northeastern Japan arc.     

哈尔滨-齐齐哈尔客运专线路基防冻工程模型试验研究

季节冻土地区修筑铁路客运专线面临着严重的路基冻胀问题,为研究保温板（XPS）在季节冻土地区路基工程中的防冻胀效果,开展了室内模型试验研究. 试验结果表明：经过2个周期的试验,保温板上下温差十分明显,保温板上下温差在负温期高于正温期,保温板下土体冻结速率随保温板厚度的增加而减小. 30 cm保温板下黄土的含水率随冻融过程呈单一变化规律,其他3个试验模型土体含水率在冻结开始时先减小,冻结结束时增大,最终保持稳定的趋势. 4个试验模型中的下层土体冻胀量均远大于上层土体,无保温板黄土试验模型冻胀量远大于其他3个保温板试验模型;AB料冻胀量随保温板厚度的增加而减小,AB料冻胀率远小于黄土冻胀率. 因此,在季节冻土地区路基设计中宜采用保温板路基,路基填料优先采用AB料.     

某大型厂房地面垂直形变监测

结合西北地区黄土塬上某大型厂房地面垂直形变的监测工作,提出和应用选定在具有代表性的监测区域布点、改进标尺进行观测等一系列行之有效的方法和措施,取得了满意的结果。通过监测数据分析,指出型架的不稳定主要是因为温度变化而导致地面不均匀垂直形变引起的,为厂房地面不均匀垂直形变的治理提供了依据。     

潮汐形变前驱波的时空特征

分析了潮汐形变观测记录的14个震例中36个前驱波图像的特点、形态、量级,总结了潮汐形变前驱波的时空特征主震震级Ms≥5.9时出现的可能性大,出现的时间多为震前0.1~6.5天;台站对Ms=5、6、7、≥7.9地震的有效监测距离分别为70、300、400、2000km。     

用GPS位移资料计算应变方法的讨论

目前使用相同或类似的GPS资料求应变,不同研究者给出的结果会有显著差别。为此,对用GPS位移(或速度)资料计算应变(或应变速率)的方法进行了研讨。分析后认为,应变计算可以归结成两大类第一类是利用测点附近资料直接求微分或微分的加权平均值的直接计算法;第二类是用解析曲线拟合观测的位移,然后根据该曲线提供的总的趋势求测点的微分值的位移拟合法,这类方法在拟合中又可以分成整体拟合和分片拟合两种。应变计算应该在球面坐标系下进行,根据研究对象和要求,选择适当的方法。     

新疆乌什6.2级地震的中期预测

介绍了利用地倾斜资料和中国地壳运动网络工程GPS复测资料对新疆地区震情进行跟踪研究的基本依据、方法和过程,对2005年2月15日发生的乌什Ms6.2地震给出了较好的年度预测意见。     

IAG2001年科学大会与大地测量学的最新进展

扼要报导了国际大地测量学术界的一次重要会议－IAG2001年科学大会。根据会议的学术报告，对坐标系统的统一与协调，全球重力场研究，导航卫星的应用，地壳形变与地球动力学等方面的研究进展作了详细介绍。