中国东部应力场与板块运动

随着空间观测技术发展,板块运动有可能从定性进入定量化研究.本文运用空间观测技术和大地测量采集的数据,探讨板块运动方向、速度对中国东部应力场构成的作用和影响.着重研究了该地区有代表性构造——郯庐深大断裂带的应力分布状态.结果表明,华北地块是受太平洋板块向北西西和欧亚板块向北东挤压,形成了最大水平压应力方向为北东东;华南地块最大水平压应力方向为北西西,它是由菲律宾板块向北西挤压和印度板块向北东推移影响引起的。同时,据初步研究认为,原区域应力场与震源应力场展布存在着较为明显的差异,故对预测地震,加强应力场演变过程研究是一项有意义和重要的工作.     

渤海及其周围地区现代构造应力场特征

利用地震震源机制解等资料,分析了渤海地区现代构造应力场特征。结果表明,本区应力场总体方向较华北地区稍向右偏转,力的作用方式以近水平和水平为主,主压应力显示一定斜向作用和局部垂向作用;以横贯渤海的两亚板块(黑龙江与华北)分界带—北西向构造带为界,南北两区应力场方向存在差异,地震破裂方式也存在相应差异,这种差异可能与两区的动力源方向不一致有关。主压应力轴方向在其总体稳定的背景上呈现时间尺度不同的波动变化,进一步研究这种波动的成因及规律,对地震预报及岩石圈动力学的研究均有实用意义。     

水平加劲肋对刚性梁柱全焊节点力学性能的影响分析

梁柱节点是钢框架的关键连接部分,其连接性能直接影响框架结构在荷载作用下的整体行为。采用有限元法对刚性梁柱全焊节点的力学性能进行数值模拟,分析不同受力条件下全焊节点的力学行为,揭示不同弯矩作用时刚性梁沿长度方向的Mises应力变化特性,并对比分析有无水平加劲肋对全焊节点位移和Mises应力的影响规律。结果表明:有水平加劲肋的全焊节点总位移明显小于无水平加劲肋的,弯矩为65kN·m时,有水平加劲肋与无水平加劲肋全焊节点位移差值出现突变,且有水平加劲肋时,全焊节点转角随着所施弯矩的增大近似呈指数变化;无论有无水平加劲肋,Mises应力值从悬臂梁自由边缘到梁柱连接节点逐渐增大,梁与柱连接节点的Mises应力值较大,柱腹板节点域的Mises应力值最大。对比发现,有水平加劲肋时,悬臂梁及柱腹板节点域的Mises应力明显小于无水平加劲肋时的。由此可见,水平加劲肋可有效提高刚性梁柱全焊节点的承载能力,并有效防止节点处应力集中。     

从日本长野和江苏溧阳地震看西太平洋地区新构造活动特征

本文通过对1979年7月9日江苏溧阳地震(M=6.0)和1984年9月14日日本长野地震(M=6.8)的考察和分析表明:这两次地震的震中及其附近的建筑物均有扭转现象,并且都反映了地壳以右旋扭动为主的构造活动特征;两次地震的震中均位于北北东-北东向的右行断裂和北西走向的左行断裂的交汇处附近;均位于北北东走向的山地的靠大洋一侧。说明了西太平洋地区地震活动的相似性和地壳新构造活动的一致性。构造应力均以北东东-近东西向、近水平方向挤压为特征。这些应力方向在长野与太平洋板块沿日本海沟俯冲潜没而产生的地震主压应力轴大体一致、在溧阳则与印藏板块碰撞和日本海的微型扩张有关。     

印度洋地震海啸灾害浅析

地震震级大,震源浅 2004年12川26日发生在印度尼西亚苏门答腊附近海域的地震震级达8．7级,属于特大地震。地震发牛在澳大利亚板块与印度板块两大全球构造板块的交界处。地震区内,印度板块,相对缅甸板块,以6厘米／年速度向西北方向运动,住巽他海槽斜向俯冲收敛。印度板块向缅甸板块下长期俯冲,积累了巨大的应力和能量,突然释放,引起地壳剧烈震动。又由于震源浅(仅10公里),对海水的扰动强烈,从而引发了巨大的海啸。     

高温下石灰岩膨胀特性和力学特性的试验研究

利用自行研制的岩石高温装置和RMT-150C岩石力学试验机,对石灰岩试件在200~700°C高温双向约束条件下的膨胀特性和力学特性进行了试验研究。结果表明:升温过程中,随着温度的升高,石灰岩试件两个约束方向的膨胀应力在600°C前逐渐增加,600°C或650°C以后出现减小现象;石灰岩垂直层理方向的热膨胀应力大于平行层理方向的热膨胀应力。恒温过程中,600°C以前的试件两方向膨胀应力曲线都随时间延长呈平稳上升,但曲线斜率远远小于升温过程;恒温一定时间后,膨胀应力趋于该温度的一个稳定值。700°C恒温结束后,石灰岩两方向的膨胀应力小于恒温前的值,说明到一定温度后石灰岩已膨胀到极限。在试验温度范围内,石灰岩峰值应力随温度升高而降低,700°C时,峰值强度值比常温下降低了58.92%,说明高温对岩石的强度会产生明显的弱化作用。石灰岩峰值应变随温度升高先增加后减少,500°C前峰值应变增加,之后逐渐减小。由于受约束条件限制,在过高温度后,石灰岩内部裂隙部分闭合,空隙数量减少,致使一定温度后其热膨胀应力和峰值应变可能减小,但具体原因有待进一步研究。     

饱和砂土排水与不排水剪切特性的比较研究

针对相对密度为30%的福建标准砂,利用土工静力-动力液压-三轴扭转多功能剪切仪,进行了复杂初始固结条件下应力路径变化的应力控制式单调排水与不排水剪切试验。试验过程中,控制平均主应力保持不变,分别探讨在排水与不排水条件下中主应力系数和主应力方向角对饱和砂土剪切特性和强度的影响。通过对比表明:在排水与不排水试验中,与排水条件无关,中主应力系数对归一化的应力—应变关系具有影响,但对体变或孔压的影响并不明显;当其余初始条件相同时,偏应力比随中主应力系数的增大而降低。主应力方向角的影响同样显著,排水试验的主应力方向角不同时,应力—应变关系所表现出的变化规律取决于水平面与竖直面上受到的剪应力作用,相变及峰值偏应力比和内摩擦角与主应力方向角之间存在抛物线型关系。不排水试验的峰值有效偏应力比随着主应力方向角的增大而减小。同时,对于不同的主应力方向,排水条件改变会影响试验得到的抗剪强度指标。     

2021年11月17日江苏大丰海域M5.0地震震源区三维P波速度结构∗

使用近 20 年固定台站记录到的初至 P 波到时数据，利用双差地震层析成像方法反演了 2021 年 11 月 17 日江苏大丰海域 M5.0 地震震源区及邻区三维 P 波速度结构和震源位置参数。结合该地区的构造背景，研究了该地震孕育与发生的深部构造背景及速度结构与地震活动性之间的关系。结果表明：研究区 P 波速度结构存在明显的横向非均匀性，浅层的 P 波速度结构与地表地质构造及地形有较好的对应性，在造山带和隆起区表现为相对高速，盆地地区表现为相对低速。研究区地震活动性与速度结构存在明显的相关性，大丰海域地震和经过重定位后的中小地震均发生在 P 波速度梯度带上或者偏向高速一侧。综合速度结构水平和垂直剖面，震源机制解，震源的空间位置分析认为此次地震可能为右旋走滑型地震，发震断裂可能为苏北?滨海断裂，也可能与小海?陈家堡断裂及震源区其他的隐伏断裂有关。此次地震发生可能与震源区附近断裂交汇处应力积累，遇到高速的阻碍体，阻碍体发生破裂有关。研究区西部新生代印度?欧亚板块的碰撞挤压和东部菲律宾海板块和太平洋板块对欧亚大陆的俯冲可能是这一地震的外部地球动力学来源，而江苏陆区及近海大陆架因地形高程差异引起的重力势则可能是此次地震的内部驱动力。     

分级加卸载下深部粉砂岩三轴蠕变特性试验研究

采用分级增量循环加卸载方式,对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿-300米东大巷二煤层底板粉砂岩进行了三轴蠕变特性试验,详细探讨了其轴向蠕变和变形模量的变化特征,分析了围压对蠕变和破坏的影响;研究了该类岩石各蠕变阶段非线性黏弹塑性变形特征。试验结果表明,在围压条件下,加速蠕变阶段较明显,岩样经过典型的蠕变三阶段后产生明显的黏塑性破坏;变形模量随应力水平的增大和时间的增长逐渐减小,直至趋于某一稳定值;瞬弹应变、瞬时总应变、粘弹性应变和总蠕变均随应力水平增大而增大;围压越大,岩石蠕变值越小,变形模量越小,塑性变形所占比重越大,非线性流变越明显。加大围压可以减缓岩石的蠕变破坏时间,围压越大破坏时的应变值也越高。表明围压对岩石蠕变有明显的约束作用。     

不同矿井煤样变形破裂过程中的电荷感应实验研究

采用单轴压缩煤电荷感应信号测试系统,研究了不同矿井煤在不同加载速度下变形破裂过程中的电荷感应规律。研究结果表明,煤样在加载初期即有电荷感应信号,随着应力水平的增加,不断有电荷感应信号产生,且信号幅值不断增加,在应力峰值前后电荷感应信号最强,信号也最为丰富,煤样主破裂发生后仍有明显的电荷信号,但信号幅值较小;在煤样应力发生突变时有较强的电荷感应信号产生;抗压强度越高、冲击倾向性越强的煤样,电荷感应信号也越强,信号越丰富,持续时间越长;加载速度越大,所产生的电荷感应信号越强。电荷感应信号与煤的变形破裂和煤样类型有一定关系,可以用电荷感应信号反映煤的破坏程度。     

湖北区域地震台网M_L震级量规函数的修正

本文统计分析了湖北区域地震台网记录的近震资料,通过震级残差分析和最大震相平均衰减特性的估算,对现行测定M_L震级量规函数进行区域修正,得到新量规函数R_3(△),同时计算了该台网各台的台基校正值.在此基础上利用该台网又记录的近震资料进行验证,结果表明,应用R_3(△)和台基校正有助于提高该区域台网测定震级的一致性,使M_L震级误差从0.27下降至0.22左右.     

基于渗流-应力耦合分析的野鸡尾尾矿坝稳定性研究

基于渗流场与应力场耦合机理,对柿竹园野鸡尾尾矿坝进行稳定性研究。研究渗流-应力的耦合效应,提出了渗流-应力耦合以及渗流体积力计算的实施方案;建立二维的有限元渗流-应力耦合计算模型,分析了考虑耦合效应时的尾矿坝渗流场、位移场、应力场;最终分析了不同耦合关系对于渗流量、位移场、等效渗透集中力以及应力场的影响。研究结果表明:当前水力条件下,尾矿坝稳定性良好;尾矿坝主要受水平渗透力作用,初期坝坝顶、坝脚以及坝底等处应力集中;尾矿坝的渗流-应力作用不容忽视,不同的耦合关系对于x方向位移、渗透力的预测影响巨大;考虑渗流-应力耦合关系得到的主应力、剪应力以及竖向位移,比不考虑耦合效应时大。     

中国1990—1996年冰雹灾害及其时空动态分析

依据《中国减灾》公布的１９９０－１９９６年月灾情信息,建立了冰雹灾害数据库,在此基础上,划分了中国冰雹灾害的组合类型,并绘制出了冰雹灾害的空分布图和时间变化图。     

圆形和直墙拱形地下隧道地震反应数值模拟对比分析

考虑土与结构动力相互作用的影响,将地基土—地铁区间隧道结构体系视为平面应变问题,建立了土—地铁区间隧道非线性动力相互作用的有限元分析模型,对圆形和直墙拱形隧道的地震反应进行了数值模拟;分析了在相同的埋深和场地条件的情况下不同隧道结构形式在不同地震动作用下的应力、加速度和相对水平位移反应特性。结果表明:圆形隧道结构的应力和相对水平位移反应明显小于直墙拱形隧道。从抗震设计角度考虑,选择隧道形状时应优先采用圆形隧道。     

地震活动周期表及其预报意义

本文以地震在空间上的区域性位移,作为时间上的分幕标志,提出了一种与作M-t图不同的周期表式的分期方法,按照这种方法,用华北、华南和西部特定地区近二千年的较大地震排列的地震活动周期表,周而复始地重现时、空、强特征相似的九个地震幕。其中华南和华北地区每个周期的最大地震——周期主震(简称主震),都排在位于同一横栏的主震幕内。在此基础上,研究了我国大陆东部上述两个强震区地震活动的周期特征与相互关系,阐明了周期前震(简称前震)的识别方法和前兆意义,得出未来数百年乃至更长时期内,华北不可能发生大于7.8级地震的结论。最后用地震震源区雪崩式不稳定裂隙形成模式,对周期成因作了解释。     

黄河黑山峡大柳树坝址区地应力模拟计算及破裂危险性评价

在区域构造应力场模拟的基础上,采用子模型方式提取出黑山峡大柳树坝址区应力边界条件,对大柳树坝址区应力场进行了模拟计算及破裂危险性评价。计算结果显示,大柳树坝址区浅层应力场以水平应力为主,断裂对应力场有明显的控制作用。破裂危险性分析表明,对坝址构造稳定性起决定作用的主要是坝址北侧F 201地震断层的活动,以震源的垂直投影位置看,如果F 201发生强震,其南盘岩体至少5 km范围内将受到严重影响而产生地表破裂,危及坝体安全。     

粘性泥石流体阵性流形成机理研究

通过粘性泥石流体阵性流的野外观测 ,和应用最新研制的大型平板旋转式泥石流流变仪测定粘性泥石流体的应力应变特性 ,发现含有砾石的粘性泥石流体启动时具有明显的应力过冲特征。这种应力过冲特征 ,与由粘性介质阻力形变初期的剪切稀化和高浓度粗细颗粒相互挤压的内摩擦力共同组成的泥石流体的应力滞后特性 (抗剪强度 )有关。根据所测定的粘性泥石流体的准静摩擦角、正压力和动摩擦系数 ,通过剪切面上流动坡度的推导与泥石流体启动高度的演算 ,并与粘性泥石流体阵性流观测资料进行对比 ,初步揭示了粘性泥石流体阵性流的形成机理。