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某些砂岩孔隙结构的分形特征

岩石力学与工程学报 1998年第4期17卷 446-452页

作者：白武明方华中国科学院地球动力学高温高压实验室

对我国西部某些深部钻井的砂岩岩芯自然断面的孔隙结构，用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）进行观察，得到数字化的图像。用计算机对图像数据进行分形数值分析，得到这些砂岩孔隙空间的分形几何结构，并求出了分维值。样品的分维值在２．６５... 详细信息

对我国西部某些深部钻井的砂岩岩芯自然断面的孔隙结构，用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）进行观察，得到数字化的图像。用计算机对图像数据进行分形数值分析，得到这些砂岩孔隙空间的分形几何结构，并求出了分维值。样品的分维值在２．６５～２．７１之间，分维值互相接近。将所得结果与Ｋａｔｚ等（１９８５）取自美国的砂岩样品比较，它们的分维值在２．５～２．８之间，说明两地砂岩有相似的结构。分维值可作为估算岩石孔隙结构的一个参数。

关键词：分形几何孔隙砂岩结构分析

鲜水河断裂带多断层相互作用的流变断裂力学分析

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地球物理学报 1990年第3期33卷 308-318页

作者：白武明滕春凯王新华中国科学院地球物理研究所国家地震局地球物理研究所

本文研究了流变介质内多断层的相互影响,通过对鲜水河断裂带的分析,对该断裂带提出一个不共线三断层的断裂力学模型.把介质考虑成流变的,用有限元法结合解析方法求解了流变断裂力学问题的应力、应变及能量场的时空变化.结果表明,多断层... 详细信息

本文研究了流变介质内多断层的相互影响,通过对鲜水河断裂带的分析,对该断裂带提出一个不共线三断层的断裂力学模型.把介质考虑成流变的,用有限元法结合解析方法求解了流变断裂力学问题的应力、应变及能量场的时空变化.结果表明,多断层的力学场与单一断层的力学场相差甚远,在断层间形成了影响区.在影响区内应力集中,梯度大,分布复杂,应变能在影响区内形成较大范围集中.应变能等值线在孕震期间从影响区向外扩张,能量从外围流向断层区,流动在时空上都是不均匀的,孕育初期增加速率大,后期渐渐平缓.流向影响区的能量比其周围区域大,形成很大梯度.并讨论了地震前兆的某些特征.根据本文的结果,认为在道孚—乾宁—带发生地震的可能性较大.

关键词：流变断裂断裂带断层相互作用

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地幔柱与岩石圈相互作用过程的数值模拟

地球物理学报 2015年第2期58卷 495-503页

作者：蒙伟娟陈祖安白武明中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

地幔柱的研究是地球科学研究的热点之一.本文主要集中研究地幔柱与岩石圈的相互作用过程.基于质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程,通过有限元数值方法可以计算得到地幔柱与岩石圈相互作用的温度场、速度场和有效黏度等的时空图.... 详细信息

地幔柱的研究是地球科学研究的热点之一.本文主要集中研究地幔柱与岩石圈的相互作用过程.基于质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程,通过有限元数值方法可以计算得到地幔柱与岩石圈相互作用的温度场、速度场和有效黏度等的时空图.本文的流变本构模型主要基于非牛顿流体的有效黏度模型,通过数值模拟计算分析了地幔柱与岩石圈相互作用过程,着重讨论了地壳流变结构对此过程的影响.数值模拟结果显示,地幔柱与岩石圈的相互作用分为三个阶段:地幔柱上升期,时间持续到0.2 Ma,平均速度为2.75m·a-1,地幔柱顶部地形开始向上隆起;地幔柱与岩石圈纵向作用期,时间从0.2 Ma到0.26 Ma,地幔柱上升的平均速度为0.83m·a-1,地表地形隆升达到最大值;地幔柱与岩石圈横向作用期,0.26 Ma以后,岩石圈开始剪切变形,地幔柱水平运动速度为0.47m·a-1,当剪切变形达到一定程度,岩石圈底部开始出现拆沉作用.当下地壳流变强度比较小时,上地壳的流变结构控制着地幔柱顶部地表地形隆起程度,流变强度越大,隆升高度越小;而下地壳的流变结构控制着地幔柱两侧地表地形的下沉幅度,下地壳流变强度越小,下沉幅度越大.最后,讨论了数值模拟对峨眉山大火成岩省地幔柱发展演化的应用.

关键词：地幔柱岩石圈非牛顿流体数值模拟有限元

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地壳岩石波速和电导率实验研究

岩石力学与工程学报 2000年第Z1期19卷 899-904页

作者：白武明马麦宁柳江琳中国科学院地质与地球物理研究所北京100101

在高温高压条件下研究了地壳岩石的纵波速度和电导率变化特征。实验结果表明 ,在给定压力条件下 ,升温至岩石内部出现部分熔融时 ,波速有较大幅度的下降 ,而电导率有几个量级的增大。对于花岗岩 16 %的部分熔融可使纵波速度降低 5 % ,... 详细信息

在高温高压条件下研究了地壳岩石的纵波速度和电导率变化特征。实验结果表明 ,在给定压力条件下 ,升温至岩石内部出现部分熔融时 ,波速有较大幅度的下降 ,而电导率有几个量级的增大。对于花岗岩 16 %的部分熔融可使纵波速度降低 5 % ,而辉橄岩 11%的熔融可使电导率增大约两个数量级。这一结果为解释青藏高原地区地壳中出现的低速高导层提供了实验依据。

关键词：纵波速度电导率部分熔融

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地幔对流的数值模拟及其与表面观测的关系

地球物理学报 1993年第1期36卷 27-36页

作者：叶正仁白武明滕春凯中国科学院地球物理研究所北京100101

本文从基本的热对流方程出发,并结合地幔对流特点,特别考虑到自重及非线性影响,探讨地幔对流及其与表面观测的关系,发展了相应的数值方法.结果表明,计算得到的长波大地水准面、地表地形、板块速度场水平散度与观测值符合程度较好.上、... 详细信息

本文从基本的热对流方程出发,并结合地幔对流特点,特别考虑到自重及非线性影响,探讨地幔对流及其与表面观测的关系,发展了相应的数值方法.结果表明,计算得到的长波大地水准面、地表地形、板块速度场水平散度与观测值符合程度较好.上、下地幔的非绝热温度异常与由地震层析得到的地震波速异常显示一定的相关性.地幔内部的流动呈现复杂形态,反映了高瑞利数对流的特征.

关键词：地幔对流数值模拟表面观测

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用有限元方法研究含摩擦多断层周围的应力场

地球物理学报 1992年第4期35卷 469-478页

作者：滕春凯白武明王新华中国科学院地球物理研究所北京100101

本文使用有限元方法,研究了含摩擦多断层问题.在研究中,计算了几个物理模型(如共线、共轭等)和含摩擦多断层的应力场,并用计算机绘制出一批含摩擦多断层应力等值线图.结果表明,含摩擦多断层的应力场与单一断层相差甚远,在断层的交汇处,... 详细信息

本文使用有限元方法,研究了含摩擦多断层问题.在研究中,计算了几个物理模型(如共线、共轭等)和含摩擦多断层的应力场,并用计算机绘制出一批含摩擦多断层应力等值线图.结果表明,含摩擦多断层的应力场与单一断层相差甚远,在断层的交汇处,应力集中的范围和程度远大于断层的外端;断层的应力场在空间上分布很不均匀;高应力区和低应力区的分布随载荷作用方式和断层的形态各异.断层内的摩擦力对应力场的分布有很大的影响,并可能对断层的扩展行为起着非常重要的影响.

关键词：有限元摩擦多断层应力场地震

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地球动力学 1

地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融问题的数值模拟

丛书名：中国现代科学全书.固体地球物理学

2003年

作者：白武明等

本书共6章，论述和分析了岩石和矿物的力学性质、地球的结构和组成、岩石圈的应力状态、地球内部的热、重力、地幔流动，以及板块构造学基本概念等内容。

ISBN: (纸本)7502821112

关键词：地球动力学

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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地球物理学报 2018年第4期61卷 1341-1351页

作者：白帆陈祖安白武明中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

地幔柱是最可能形成大火成岩省的原因之一,同时地幔柱与岩石圈的相互作用也极大的影响着岩石圈的构造演化.本文主要集中研究地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融相关的问题.利用开源程序Ellipsis3D,基于质量守恒方程、动量守恒方程、能量... 详细信息

地幔柱是最可能形成大火成岩省的原因之一,同时地幔柱与岩石圈的相互作用也极大的影响着岩石圈的构造演化.本文主要集中研究地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融相关的问题.利用开源程序Ellipsis3D,基于质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程和岩石流变本构关系,以及不同的熔融损耗关系,通过有限元数值方法模拟得到地幔柱与岩石圈相互作用过程中熔融程度的动态变化.数值模拟结果显示,地幔柱与岩石圈相互作用的熔融相关过程分为三个阶段:地幔柱的初融阶段,地幔柱自身熔融占主导,减压熔融为主因;地幔柱与岩石圈的纵向作用阶段,岩石圈地幔开始熔融,地幔柱以减压熔融为主,岩石圈地幔以升温熔融为主;地幔柱的横向展平阶段,随着地幔柱的扩展岩石圈地幔熔融范围增加,以升温熔融为主,地幔柱自身熔融程度减小.最后基于数值模拟结果及现场资料对峨嵋山大火成岩省地幔柱的发展演化以及峨眉山大火成岩省的形成进行了讨论.

关键词：地幔柱岩石圈熔融有限元数值模拟

1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA＋FEM方法数值模拟

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地球物理学报 2008年第5期51卷 1422-1430页

作者：陈祖安林邦慧白武明中国科学院地质与地球物理研究所地球深部研究重点实验室中国地震局地球物理研究所北京100081

本文用三维非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本... 详细信息

本文用三维非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.(1)发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7m;(2)深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;(3)最大差应力变化等值线图与由星载D-INSAR技术获取的地表形变场图像相似;(4)地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震(H=11km)发震断层段的库仑破裂应力增加约2MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震(H=30km)发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明:作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究.

关键词：玛尼大震青藏川滇构造块体非连续变形分析方法数值模拟