收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

地球动力学若干问题的计算仿真研究

郑文衡  
【摘要】:运用三维有限元动力学分析方法,结合地球物理观测数据,研究了地壳介质中应力的传播特性,得出了大陆地壳对海洋潮汐的响应、仿真地震图、全球模型、断裂面对地震波的影响、动应力对断层错动的影响等研究结果。基于后两项内容,探讨了地震触发的动力学机理。在此基础上,进一步研究了由此形成的地震波与断层活动之间的正反馈关系,解释了大地震发生有一个长时间酝酿过程这一现象。通过研究,对地壳中的力学现象从应力的传播和影响角度作出物理解释。同时探讨了计算力学与地球物理观测相结合的可行性。 本文的主要内容包括: (1)将三维动态有限元方法应用于地球动力学分析,研究了大尺度的地球物理对象,本文致力于深入地进行三维动力学分析与固体地球的动力学过程的联合研究,在方法上,着眼于地球物理的动力学现象,对地球物理现象作动力学机理的探讨。 地球物理的研究对象具有大尺度特征,通常的研究,往往着眼于缩小的模型,再外推到大尺度的实际情况,外推必须非常谨慎。研究小尺度模型而外推到大尺度,涉及到相似性分析,其正确性还需要论证,比较繁琐。本文利用了动态有限元建模,直接研究大尺度的对象。在大陆地壳对海洋潮汐的响应、仿真地震图、全球模型、断裂面对地震波的影响、动应力对断层错动的影响等问题的研究中,均采用了真实尺寸地壳建模,进行仿真计算。得到了直观的结果。 (2)利用反演思想实现了仿真地震图研究,基于传统的理论地震图的研究方法,本文提出仿真地震图方法。针对地壳的有限元模型,做了实际的仿真地震图分析,与地震观察结果进行对比研究。理论地震图是一种解析方法,而仿真地震图基于数值方法。前者采用一种解析的格林函数,代表波在地壳中的传播特性,而后者对地壳介质及其结构具有明确的定义,对波的传播过程有具体的描述。仿真地震图属于反演方法,通过假设介质和震源参数,得到理论上的仿真地震图,将实际观察到的地震图与之比较,用试错法调整介质和震源参数,最终使仿真地震图与观察到的地震图符合较好,这时的介质和震源参数就是所求出的未知量。 (3)研究了地震触发的动力学机理:地震机理有很多模式,本文提出了一种可能的模式。这个模式指出,库伦应力的变化可能触发地震。动态应力的传播即地震波,波在自由面上反射会发生半波损失,也就是说,压缩波会变成拉伸波,因此,无论是压缩波还是拉伸波,都有可能激发应力降。而应力下降将会减小(内)摩擦,导致库伦-莫尔断裂准则中的库伦等效应力增大,从而触发岩石破裂现象。岩石的破裂会导致地震波的辐射,因此,应力的下降和岩石的破裂会相互激发,形成一个正反馈环路,最终触发大规模的岩石破裂事件,这就是大地震。本项研究从冲击载荷下的断裂现象入手,论述拉伸波的作用,考虑到围压的影响,指出拉伸波虽然可以在爆破中直接引起岩石的断裂,但是在地层深处,不能直接引起断裂事件。因此引出了内摩擦和库伦应力的影响机理。在此基础上,理解到大地震的触发,为一个不断通过内摩擦改变形成的正反馈过程,解释了大地震发生有一个漫长的地应力下降过程和局部变形过程这一实际现象,从而对已有的地震的触发机理给出了合理的补充。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;王仁院士生平[J];力学与实践;2001年03期
2 J. C. Maxwell ,刘北玲;1981年地球动力学概况[J];地质地球化学;1983年05期
3 高坪仙;地球科学研究中的几个问题[J];前寒武纪研究进展;1996年04期
4 ;2009年全国岩石学与地球动力学研讨会即将召开[J];岩石矿物学杂志;2009年03期
5 潘明宝;陈娟;;第四届构造地质与地球动力学学术研讨会在南京大学召开[J];地质学刊;2011年02期
6 ;关于“空间技术在大地测量学和地球动力学的应用”专题讨论会[J];测绘科学;1982年24期
7 ;中国科学院地球物理研究所地球动力学高温高压实验室介绍[J];力学与实践;1991年06期
8 Ю.М.Пущаровский;沈;;非线性地球动力学[J];地震地质译丛;1994年05期
9 党亚民;GPS和地球动力学进展[J];测绘科学;2004年02期
10 杨经绥 ,张泽明;全国岩石学与地球动力学研讨会纪要[J];矿物岩石地球化学通报;2005年02期
11 ;2006年全国岩石学与地球动力学研讨会(二号通知)[J];地质通报;2006年06期
12 王孝磊;徐夕生;;“2006年全国岩石学与地球动力学研讨会”在南京召开[J];地质科学;2007年01期
13 杨子赓;二十一世纪海洋地质学发展趋势[J];海洋地质动态;1999年08期
14 池顺良;放射性元素集中于上地壳的原因及其地球动力学意义[J];地球科学-中国地质大学学报;2003年01期
15 吴富强;鲜学福;;深部储层勘探、研究现状及对策[J];沉积与特提斯地质;2006年02期
16 王乐洋;朱建军;;大地测量反演问题统一综述[J];测绘科学;2007年06期
17 ;“2008年全国岩石学与地球动力学研讨会”即将在贵阳举行[J];科技导报;2008年16期
18 ;《大地测量与地球动力学》征稿简则[J];大地测量与地球动力学;2009年01期
19 ;《大地测量与地球动力学》征稿简则[J];大地测量与地球动力学;2009年02期
20 ;《大地测量与地球动力学》征稿简则[J];大地测量与地球动力学;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 石耀霖;董培育;;关于三维地球动力学数值模拟中边界条件取法的讨论[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 郑永飞;;板块俯冲和折返的地球动力学学术讨论会在合肥举行[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第一卷(地球动力学)[C];2003年
3 曾融生;;地球动力学的某些关键问题[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
4 郑亮;Taras Gerya;张怀;David A.Yuen;石耀霖;;GPU的内存与线程机制及其在地球动力学计算中的算例[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
5 滕吉文;杨辉;张雪梅;;中国地球动力学研究的方向和任务[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
6 黄华芳;周晓峰;;地球动力学与资源环境系统[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
7 赵俊猛;张先康;邵学钟;王尚旭;徐杰;;中国西北部地球动力学综合探测研究所揭示的基本问题[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
8 朱介寿;;下地幔及核幔边界结构与地球动力学[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
9 程先琼;朱介寿;蔡学林;曹家敏;;利用地震-地球动力学约束研究东亚及邻区地幔对流[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
10 王清晨;从柏林;朱日祥;;大别山超高压变质岩带形成的地球动力学[A];寸丹集——庆贺刘光鼎院士工作50周年学术论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何兴华;松辽盆地南部及其深层油气系统形成演化与勘探潜力分析[D];吉林大学;2005年
2 朱自强;湖南地区中生代以来深部地球动力学演化的有限元数值模拟及成矿作用特征研究[D];中南大学;2004年
3 谭绿贵;新疆西准噶尔萨吾尔地区后碰撞岩浆活动研究[D];合肥工业大学;2007年
4 马洪;松北宾县绥化地区中生界构造—层序解释及其地球动力学背景[D];中国地质大学(北京);2007年
5 李晓波;中国若干典型陆内造山带演化过程与大规模成矿作用初探[D];中国地质大学(北京);2003年
6 骆必继;西秦岭造山带印支期岩浆作用及深部过程[D];中国地质大学;2013年
7 张达玉;新疆东天山觉罗塔格地区成岩成矿作用及地球动力学过程[D];合肥工业大学;2012年
8 赵军红;福建省基性岩的年代学和地球化学:晚中生代以来中国东南部地幔演化[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2004年
9 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
10 黄周传;利用天然地震研究地球内部结构与动力学[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 常华进;北祁连东段银硐梁埃达克岩的发现及其地质意义[D];兰州大学;2006年
2 乔书波;InSAR技术及其在大地测量与空间地球动力学中的应用研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
3 李杨;俯冲岩石圈形在D“层发生过钙钛矿相变的数值模拟[D];中国科学技术大学;2010年
4 党学会;用中国大陆构造环境监测网络GPS数据研究中国大陆现今应变场特征[D];中国地震局地震研究所;2012年
5 肖本夫;微量组分对上地幔名义无水矿物水含量的影响[D];中国地震局地震预测研究所;2013年
6 刘少伟;吕家坨井田岩体应力状态区域预测研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
7 陆一锋;利用接收函数方法研究鄂尔多斯东南缘地壳与上地幔结构特征[D];南京大学;2011年
8 艾则孜·买提吐尔逊;变形监测网优化设计的研究[D];河海大学;2001年
9 陈德璁;固体潮观测仪器传递函数研究与验证[D];华中科技大学;2010年
10 徐元璋;EH-4电磁测深法在强干扰下的资料处理与应用[D];长江大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王宁;全国岩石学与地球动力学研讨会在筑召开[N];贵州日报;2008年
2 记者李彬;南非将建地球动力学观测站[N];科技日报;2002年
3 安安 赵凡;中国地学尝试多学科交叉交流[N];中国国土资源报;2004年
4 李莉;为地灾提供预警[N];中国矿业报;2003年
5 刘晓倩 本报记者 于莘明;冷门学术会议如何不再受冷落[N];科技日报;2005年
6 甲丁;我国投巨资研究汶川地震机理[N];地质勘查导报;2009年
7 本报记者 张学珍;社会热点面前 科学家为公众解疑释惑[N];中国妇女报;2011年
8 记者秦春;中国科学院加强青藏高原研究[N];人民日报海外版;2003年
9 地科;地科院启动第三批院级重点开放实验室[N];地质勘查导报;2009年
10 刘莉 游雪晴;探秘世界第三极[N];科技日报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978