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月球冷却过程中积累的热应力是影响月球内部力学环境的重要因素之一。使用三维黏弹性有限元模型计算月球热应力的积累过程,并通过对比实验分析黏性参数对热应力大小的影响。计算结果表明月幔深部和浅部的热应力状态存在截然的分界。浅部热应力以切向挤压为主,挤压应力最大值出现在月壳底部;深部径向和切向正应力的大小主要受浅部径向正应力的控制,径向和切向热应力均为拉张,但由于黏性松弛差应力的积累和松弛动态平衡,而处于接近“静水压”状态。假设月球岩石圈的黏度大于1028 Pa·s,则现今月壳和浅部月幔水平挤压热应力可以达到数百MPa,而月幔深部的拉张热应力可达到数十～100 MPa。因此,震源深度较浅的浅源月震可以用热应力来解释。而深源月震成因仍是一个困难的问题,推测深部月幔的拉张热应力为孔隙结构的发育提供了条件,而月幔底部的熔融层提供了高压孔隙流体,从而降低了深部月幔介质的破裂强度。 相似文献
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随着全球气候不断变化,祁连山地区广泛存在的现代冰川,可能会进一步消融乃至完全消失,从而引起祁连山地区的地表变形、地应力及断层地震危险性的时空变化。利用自主开发的平面应变黏弹性有限元程序,计算在冰川不断消融引起的地表载荷和两侧地块的构造挤压作用下,1956-2106年共150 a期间,祁连山地区自地表变形、地应力的时空演化。重点关注祁连山地区典型地质剖面的主要断层的正应力、剪应力及库仑应力随时空的变化,定量评估各个断层地震危险性的变化。结果表明,在祁连山冰川不断消融的情况下,祁连山地区地表抬升速率呈现先快速增加后趋于稳定的冰后回弹现象;研究区域的水平应力、垂直应力及剪应力在冰川载荷卸载和边界构造加载的双重作用发生显著变化;大柴旦-宗务隆山断裂、哈拉湖南山断裂和哈拉湖盆地北缘断裂库仑应力变化持续增大,未来地震危险性增强;阴凹槽断裂和祁连山北缘断裂库仑应力增加很小,反映了在冰川融化影响不大、仅仅在构造应力增加为主的情况下,地震危险性随时间增加是缓慢的。 相似文献
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月震发生在约700~1 200 km的深度,且具有27天多的活动周期.本文对月球所受地球引力而产生的固体潮汐作用的位移场和应力场进行百万网格的并行有限元方法计算模拟.计算结果显示最大剪应力随深度变化,如果月球可能有半径为700 km左右的液态核,或者虽然月核较小,但月幔底部处于部分熔融状态,则月震发生深度恰好就是剪应力最大的深度.月核是否存在一直没有直接的地震学观测证据,本文的计算从另一个角度在一定程度上支持了液态月核可能存在的观点. 相似文献
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除本身造成的直接灾害外,火山喷发的基性熔岩流动过程中经常会形成熔岩管.由于地下空洞的存在,熔岩管附近区域的地表稳定性会降低,容易发生坍塌,造成次生灾害。月球和火星上发现的熔岩管是未来外星探测基地的最佳选择,对于熔岩管稳定性研究也具有潜在价值。本文运用有限元方法,基于熔岩管形成机制,建立熔岩管形成后温度演化过程和相应的位移和热应力状况.通过分析熔岩管附近主应力的演化过程,考察不同物理参数(熔岩管的大小、深度、形状)对于熔岩管稳定性的影响。 相似文献
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2021年5月22日青海玛多MS7.4地震是近年来唯一一次发生在巴颜喀拉块体内部的强震,其同震变形及应力调整受到很多学者的高度关注。采用分裂节点技术研发了一套研究大地震同震变形的三维并行弹性有限元程序,并使用弹性地震位错模型的解析解验证该程序的正确性和有效性。在此基础上,研究2021年5月22日青海玛多MS7.4地震同震变形及研究区域主要断层上的同震库仑应力变化,结果表明：计算得到的地表同震变形与不同大地测量数据和有限断层模型反演得到的结果一致,显示该地震主要为左旋走滑断层,有部分正断层分量;9～11 km深度范围内除主震断层带两侧大于1.0级的余震基本位于10 km深度水平面内平行于主震的库仑应力变化大于零的区域;玛多地震引起不同断裂带上的库仑应力变化的分布是不均匀的,其中鄂拉山断裂南段、昆中断裂东段、东昆仑断裂带的大部分(除中部靠西的小部分外)、玛多—甘德断裂北西段、南东段及主震震中附近、达日断裂带北西段库仑应力增加明显,地震危险性提高,需要密切关注。 相似文献
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《安徽职业技术学院学报》2022,(2):21-26
为了在地表沉降变形最小的情况下最大化地采出煤炭资源，提高煤炭经济效益，文章采用ANSYS有限元程序对水平煤层的开采进行了数值模拟研究，分析了条带开采中采厚的变化对地表沉陷的影响。试验表明：随着采厚的增加，地表沉陷面积逐渐增大；当采厚较大时，下沉系数较小，地表的最大下沉量却较大，为了保护地面建筑，应减小开采率；当采厚较小时，最大下沉量小，但下沉系数较大，最大拉压应力较大，应增大留宽，以免煤柱破坏。 相似文献
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在国际热核聚变试验堆计划中,流道插件是包层模块中的一个重要部件,它的主要作用是隔热和电绝缘,它的力学行为受到高温、磁场、流体压力的共同作用,使得其响应分析成为一个多场耦合的问题。本文采用有限体积法和有限元法,对包层中流体传热性能和流道插件的结构安全性能进行计算,其中详细分析一种典型工况下流道插件的应力状态;同时,对具有不同热导率的流道插件进行计算,得出其对包层结构的影响。计算结果说明流道插件厚度方向以及面内方向的压应力均比较安全,而较危险的则为极向面内拉应力和棱边的剪切破坏。采用具有较低热导率的流道插件时,可以使出口金属流体的平均温度提高,从而提高热效率,同时降低第一壁的最高温度,从而保证其结构安全,但流道插件内部的温度梯度会增加,结构热应力也更高。 相似文献
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马里亚纳海沟是西太平洋板块边缘沟-弧-盆体系构造演化的关键地区,其南端的Challenger Deep不仅是地球表面最深点,也是马里亚纳海沟、马里亚纳岛弧、马里亚纳海槽、西马里亚纳洋脊和帕里西维拉海盆的构造汇聚点。开展岩石流变结构与动力学过程研究对于认识Challenger Deep的形成演化具有重要的科学意义。利用综合地球物理资料,通过对重、磁数据的计算分析,研究马里亚纳沟-弧-槽-盆系统的等效黏滞系数和岩石圈强度等流变学特征。利用地震资料,勾绘海沟之下贝尼奥夫带随深度变化的特征以及陡变形态。计算结果表明：对应马里亚纳海沟-岛弧-海槽系统,自由空气重力异常向东凸出,形成弧型异常区;区内异常表现为串珠状线性特征,异常值中间高,两侧低。不同深度岩石圈累积强度比值表明,海沟南北两侧地壳上硬下软,海沟中部地壳上软下硬。在给定应变速率条件下计算的等效黏滞系数东高西低,说明西侧构造体地壳比东侧构造体地壳更容易变形。Challenger Deep岩石圈强度较大,等效黏滞系数较高,具有上硬下软的流变学特征,为板块俯冲在该区的弯曲、撕裂与快速翻转提供了重要条件。地震与重力剖面分析表明,Challenger Deep处的岩石圈累积应力强度和有效粘滞系数条件,可以使马里亚纳海沟俯冲带在重力作用下弯曲、开裂,或部分向南翻转、变陡。 相似文献