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2011年日本Mw9.0地震引起的稳态变形与地震危险性研究

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2011年日本Mw9.0地震引起的稳态变形与地震危险性研究

作者：陈伟中国地震局地震预测研究所

学位级别：硕士

2011年日本东北部海域发生了Mw9.0地震,该地震不仅在日本本岛等近场区域引起了显著的同震和震后变形,还在中国东部、韩国和朝鲜等远场地区引起了不同程度的变形。本研究基于黏弹性球体位错理论,联合陆地和海底同震GPS数据以及日本本岛33... 详细信息

2011年日本东北部海域发生了Mw9.0地震,该地震不仅在日本本岛等近场区域引起了显著的同震和震后变形,还在中国东部、韩国和朝鲜等远场地区引起了不同程度的变形。本研究基于黏弹性球体位错理论,联合陆地和海底同震GPS数据以及日本本岛330个陆地GPS站点5～10年的震后数据,反演了日本Mw9.0地震的断层滑动模型。接着,计算了日本Mw9.0地震在日本列岛和中国东部地区产生的稳态水平位移以及该地震在中国东北和华北地区主要断裂带上引起的库仑应力变化,分析了该地震对中国东北和华北地区地震危险性产生的影响。首先,选取了日本本岛330个陆地GPS站点的观测数据,这些观测数据的时间跨度为日本地震震前2年和震后10年,利用这些观测数据获取了日本Mw9.0地震震后5～10年的年平均位移,认为该时段的位移几乎完全由地幔黏弹性松弛效应引起;接着,利用黏弹性球体位错理论对震后5～10年的位移进行反复拟合,确定了日本Mw9.0地震震源及周边地区的地幔黏滞性系数最优解(9.0×10Pa·s);然后,联合同震和震后位移数据,引入黏弹性位错格林函数,反演了2011年日本Mw9.0地震的断层滑动分布。结果表明,该地震同震破裂的最大值达到了62.72 m,同震滑动的总地震矩为4.48×10Nm,相应的矩震级为Mw9.034。由于黏弹性松弛效应引起的震后位移中包含了同震破裂的信息,基于黏弹性球体地震位错理论,联合同震和震后位移数据反演断层同震破裂,有效提高了日本Mw9.0地震断层滑动分布的可靠性。本研究提出的反演方法为同震观测结果缺乏的大地震震后科考提供了理论支撑:在大地震发生之后,即使在同震期间没有足够的观测数据,也可以在震后通过对震源区的加密观测积累震后数据,使用本研究提出的反演方法优化同震断层滑动模型。稳态地震变形是指由地震引起的、超长时间尺度内震后黏弹性松弛效应的累加,通过对稳态地震变形的研究,可以研究大地震导致的地球总体震后形变场,有利于分析周边地区对该地震的极限响应。本研究首先利用球形地球地震位错理论,计算了日本Mw9.0地震在日本列岛和中国东部地区产生的稳态水平位移。结果表明,日本Mw9.0地震在日本本岛引起的稳态水平位移最大可达到8 m,大体上是同震水平位移的两倍;在中国东北地区产生的稳态水平位移最大值超过0.8 m,在华北地区产生的稳态水平位移最大值在0.5 m左右,是同震水平位移的几十倍,可见该强震对周边地区形变场的影响极为显著。接着,本研究根据前人研究成果,结合地质资料,建立了中国东北和华北地区15条主要断裂带的几何与滑动构造模型,然后利用日本Mw9.0地震断层滑动模型计算了该地震在上述断裂带上引起的同震与稳态库仑应力变化。结果表明,该强震在中国东北和华北地区主要断裂带上引起的同震库仑应力变化均不超过1 k Pa;稳态库仑应力变化显著超过同震结果,但除了依兰-伊通断裂带北段和嫩江断裂带南段的一部分以外,其他断裂带上的稳态库仑应力变化均未超过10 k Pa这个地震触发阈值。因此日本Mw9.0地震对中国东北和华北地区地震危险性影响有限,不会显著改变区内主要断裂带的应力状态和地震活动性。

关键词：球形地球位错理论滑动分布反演稳态变形库仑应力变化地震危险性

电场作用下乳化液中乳胶粒子的稳态变形力学模型

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石油学报（石油加工） 2010年第4期26卷 600-604页

作者：龚海峰涂亚庆宋世远彭烨中国人民解放军后勤工程学院重庆400016 重庆钢铁集团重庆400080

以乳化液中乳胶粒子稳态变形力学的一般模型为基础,利用面元积分法计算外电场对被极化乳胶粒子产生的作用力。根据变形乳胶粒子的受力平衡,推导出电场中乳胶粒子变形力学模型的解析表达式。基于该模型解析表达式分别计算了均匀电场作用... 详细信息

以乳化液中乳胶粒子稳态变形力学的一般模型为基础,利用面元积分法计算外电场对被极化乳胶粒子产生的作用力。根据变形乳胶粒子的受力平衡,推导出电场中乳胶粒子变形力学模型的解析表达式。基于该模型解析表达式分别计算了均匀电场作用下4种油的乳化液中乳胶粒子的变形拉伸比,得到的变形乳胶粒子在电场中拉伸比的数值解与Eow的实验结果基本吻合,表明建立的稳态变形力学模型表达式可准确地预测电场破乳过程中油液乳胶粒子的变形。

关键词：力学模型乳胶粒子稳态变形乳化油液均匀电场

稳态变形下Archard模型模具磨损数值分析（英文）

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机床与液压 2014年第18期42卷 46-49,79页

作者：胡建军侯天凤重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

针对模具的磨损问题,介绍了模具的磨料磨损机理,详细讨论了Archard磨损模型。建立了基于磨损计算的反挤压三维有限元模型并进行计算,得到不同初始硬度凸模的最大磨损深度规律。结果表明:模具最大磨损深度随模具材料的初始硬度升高具有... 详细信息

针对模具的磨损问题,介绍了模具的磨料磨损机理,详细讨论了Archard磨损模型。建立了基于磨损计算的反挤压三维有限元模型并进行计算,得到不同初始硬度凸模的最大磨损深度规律。结果表明:模具最大磨损深度随模具材料的初始硬度升高具有下降的趋势,在变形区和速度稳定的条件下,模具的最大磨损深度和初始硬度函数(1/H2)成正比关系。

关键词： Archard 仿真磨损模具寿命稳态变形

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粉煤灰稳态变形特性的试验研究

粉煤灰稳态变形特性的试验研究

作者：冀彦卓大连理工大学

学位级别：硕士

稳态变形是指任何颗粒物体在常体积、常法向有效应力、常剪切应力、常速度时的一种连续变形状态。只有当所有颗粒都发生破坏、且都达到定向排列的完全稳定状态时稳态变形才达到。稳态变形获得的稳态强度和稳态线是用来评价饱和无粘性土... 详细信息

稳态变形是指任何颗粒物体在常体积、常法向有效应力、常剪切应力、常速度时的一种连续变形状态。只有当所有颗粒都发生破坏、且都达到定向排列的完全稳定状态时稳态变形才达到。稳态变形获得的稳态强度和稳态线是用来评价饱和无粘性土体稳定性的一种重要指标。现阶段对饱和无粘性土的稳态变形特性还不能说是了解的很全面,很多问题尚没有定论。本文在对粉煤灰材料进行常规的颗粒分析、比重、相对密实度试验基础上着重进行了大应变静力三轴剪切试验,分析了在不同试验条件下应力-应变特性,提出了粉煤灰材料和福建标准砂的稳态强度、稳态线。着重研究了周围压力、剪切排水条件、初始相对密实度对粉煤灰稳态变形特性的影响;对比研究了不同粒径组粉煤灰材料的稳态性状,考察了平均粒径对粉煤灰稳态变形特性的影响;在相同初始相对密实度情况下探讨了粉煤灰与福建标准砂稳态性状的区别。本文的三轴试验是利用应变控制式三轴仪完成的,试验中控制粉煤灰的初始装样密实度为20%、30%、45%和60%;控制配制灰的初始装样密实度为20%;控制福建标准砂的初始装样密实度为20%、30%。试验中控制的的初始固结围压包括40、70、100、150、200、300、400、500kPa等8种,但各组试样的固结围压不尽相同,依试验需求而定。采用干装法成样,利用通二氧化碳后再通水的方法饱和。试样的剪切速率控制为:CU试验,0.4mm/min;CD试验为0.166mm/min。试验一直进行到试样的轴向应变达到35%～50%为止。研究发现排水条件不影响稳态线的形状和位置,而初始相对密实度则影响e-lgσ′平面内稳态线的位置,初始相对密实度越高则稳态线的位置越低。均匀程度相近的粉煤灰,其平均粒径对稳态线也有明显影响,平均粒径越小稳态线位置越低。本文还发现,对于CU试验来讲,如果试样轴向应变发展到某一水平后,孔隙水压力就不再发生变化,那么同时有效围压将保持常量,于是无论是否能在试验中观察到稳态变形,都可以绘制出e-lgσ′平面内唯一的稳态线。对于粉煤灰试样CD试验则通常都出现了较明显的稳态变形状态。

关键词：粉煤灰福建标准砂稳态强度稳态变形稳态线准稳态剪切排水条件相对密实度平均粒径

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氟化钙单晶稳态变形的微结构特征

人工晶体学报 1982年第1期 24-34页

作者： Willian M.Sherry ,刘如水

1.引言高功率激光器的发展促进了碱金属卤化物类和碱土金属卤化物类材料的制备工作,这些材料可以用作窗口或透镜,并且在机械和热负载下具有足够的机械强度以满足实用的稳定性。仅仅通过机械变形就使一些金属的屈服强度得到提高,例如铁〔... 详细信息

1.引言高功率激光器的发展促进了碱金属卤化物类和碱土金属卤化物类材料的制备工作,这些材料可以用作窗口或透镜,并且在机械和热负载下具有足够的机械强度以满足实用的稳定性。仅仅通过机械变形就使一些金属的屈服强度得到提高,例如铁〔1〕,铜〔1-4〕,银〔5〕,铜—铝〔7〕等,并产生由位错元或亚晶粒组成的微

关键词：氟化钙单晶有序度屈服应力晶粒尺寸热锻晶粒度晶粒规格锻造晶粒间界晶界面缺陷稳态变形土壤结构微结构

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沥青砂稳态本构模型实验研究

固体力学学报 2008年第S1期29卷 9-12页

作者：叶永徐瑞三峡大学土木水电学院宜昌443003 华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074

进行了沥青砂在不同实验温度(20、40、50、55、60oC)和不同应力(0.1、0.15、0.2、0.25、0.3MPa条件下压缩和蠕变实验。分析沥青砂稳态蠕变行为,得出其稳态蠕变应力与应变率关系具有与纯沥青相似规律。通过引入劲度因子,进行劲度因子与... 详细信息

进行了沥青砂在不同实验温度(20、40、50、55、60oC)和不同应力(0.1、0.15、0.2、0.25、0.3MPa条件下压缩和蠕变实验。分析沥青砂稳态蠕变行为,得出其稳态蠕变应力与应变率关系具有与纯沥青相似规律。通过引入劲度因子,进行劲度因子与实验温度相关性分析,得到了沥青砂稳态蠕变本构模型方程。该模型预测值与实验结果吻合较好。

关键词：沥青砂单轴实验稳态变形本构模型劲度因子

成样方法对南通饱和粉砂变形及强度特性影响的实验研究

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成样方法对南通饱和粉砂变形及强度特性影响的实验研究

作者：张文峰大连理工大学

学位级别：硕士

室内静力三轴实验是获得土体变形及强度特性的有效手段之一，目前己被国内外广为采用。而室内实验一定离不开试样制备这一步骤，对于静力三轴实验而言，可以采用原状试样和扰动土重塑试样两种方式进行实验。当采用扰动土重塑的方式制备... 详细信息

室内静力三轴实验是获得土体变形及强度特性的有效手段之一，目前己被国内外广为采用。而室内实验一定离不开试样制备这一步骤，对于静力三轴实验而言，可以采用原状试样和扰动土重塑试样两种方式进行实验。当采用扰动土重塑的方式制备试样时，制备手段的不同会导致试样内部土粒排列结构的不同，从而引起试样力学性质的差异。本文在对南通饱和粉砂进行常规的颗粒分析、比重及相对密度实验的基础上，着重进行了采用不同试样制备方法的静力三轴实验的研究，分析了采用不同的试样制备方法对南通饱和粉砂应力-应变关系、应力路径、破坏强度、稳态线和稳态内摩擦角以及邓肯-张模型参数等方面的影响。同时进行了不同试样制备方法的直剪实验，并与三轴实验结果对比。本文的三轴实验采用固结不排水剪切实验和固结排水剪切实验两种形式，利用应变控制式三轴仪完成。固结不排水剪切实验控制初始固结围压分别为100、200、300kPa，固结排水剪切实验控制初始固结围压为100kPa。试样分为原状试样和扰动土重塑试样;重塑试样的成样方法采用干装法和湿装法两种，其中干装法又具体分为干装夯实法和干装振密法;控制重塑试样的初始相对密度分别为20％、45％和70％。直剪实验采用慢剪实验，控制固结压力分别为100、200、300、400kPa;试验采用扰动土重塑试样，分干装和湿装两种成样方法，控制初始相对密度分别为45％和70％。通过研究发现，成样方法对南通饱和粉砂的静力三轴实验结果及直剪实验结果影响显著。在三轴固结不排水剪切实验中，干装法成样的试样的应力-应变关系及应力路径曲线均呈现硬化-部分剪胀模式，而采用湿装法成样时，所得的应力-应变关系及应力路径曲线不仅与干装法成样的实验结果不同，且与围压和初始相对密度有关，多数呈现完全软化-剪缩模式;干装法成样条件下所获得的总应力和有效应力抗剪强度指标φ值和φ′值均明显大于湿装法成样获得的结果，相差10～40％;干装法的试样在实验过程中并没有观察到稳态现象，但其峰值有效内摩擦角与湿装法成样时的稳态有效内摩擦角几乎一致，本文由此提出类稳态的概念。在三轴固结排水剪切实验中，干装法试样的应力-应变关系均呈现先应变硬化而后应变软化的趋势，而湿装法试样的应力-应变曲线不仅与干装法成样所得的实验结果不同，且与初始相对密度有关。在直剪实验中，干装法成样获得的抗剪强度指标φ值均大于湿装法成样获得的结果，相差13～15％。

关键词：粉砂三轴实验成样方法应力-应变关系应力路径抗剪强度指标稳态变形

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沥青砂单轴压缩性能的试验研究

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