郑亮
- 作品数：10 被引量：50H指数：4
- 供职机构：中国科学院更多>>
- 发文基金：地震动力学国家重点实验室开放基金国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
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- 新丰江水库触发地震的孔隙弹性耦合有限元模拟
- ＜正＞2008年汶川地震以后,紫坪铺水库（蓄水/放水）是否与大地震的发生有关成为许多研究者一个比较争论的问题。一些学者从震源深度、震级等方面来看不符合水库诱发地震的基本特征。有些学者认为紫坪铺水库具备了诱发地震的条件,诱...
- 程惠红张怀朱伯靖孙玉军郑亮杨少华石耀霖
- 文献传递
- 三维黏弹性数值模拟华北盆地地震空间分布与构造应力积累关系被引量：17
- 2012年
- 华北盆地为我国板内地震多发区域,历史以来相继发生多次破坏性大地震.前人地震勘探与震源定位结果揭示了华北地震的空间分布特征:横向上,华北地震基本发生在地壳的薄弱地带(Moho面上隆),或者地壳厚度的急剧变化带;纵向上,华北地震在地壳一定深度范围内呈现成层分布特征;主震一般在上地壳底部9～15km深度范围,余震多发生在大约深5～25km的上地壳与中地壳范围内,在中地壳下层与下地壳中仅有少量或者鲜见有余震发生.为研究解释华北盆地地震空间分布的以上特征,本文建立了华北盆地岩石圈三维黏弹性有限元模型.震源机制和GPS反映华北盆地处于NNE最大主压应力方向挤压,因此对模型边界施以恒定的位移速率边界条件;数值模拟华北岩石圈各层位在数百年以上长期匀速构造挤压作用下的应力积累特征,分析了华北地震空间分布与构造应力积累速率的关系,探讨了地壳结构与地壳分层流变性质对地壳应力积累的影响.计算结果表明,Moho面的隆起与地壳各层位岩石介质的黏滞系数是华北盆地地震孕育的重要因素.华北盆地在构造挤压的持续作用下,Moho面隆起处产生明显应力集中现象.该区域应力在长时期的积累过程中,在脆性的上地壳与中地壳上层,应力表现近于线性增长趋势,上地壳底部较其它深度有最大的应力增长率,其主震可以在应力积累至岩石破裂强度时发生;在脆、韧性转换的中地壳下层,应力增长速率次之,华北地震的大部分余震可能在该层位为主震所触发;而在柔性的下地壳应力增长近于指数形式,稳定状态之后其应力增长速率近于零,而鲜有地震发生.地壳各层位的应力增长率差异与地震成层分布的现象揭示了华北地壳的分层流变性质:脆性(上地壳)-较弱脆性(中地壳上层)-较弱韧性(中地壳下层)-较强韧性(下地壳)-韧性(岩石圈上地幔)的分层�
- 柳畅石耀霖郑亮朱伯靖
- 关键词：华北盆地应力集中黏弹性
- 利用三维孔隙弹性模型探讨紫坪铺水库对汶川地震的影响被引量：18
- 2012年
- 本文基于三维孔隙弹性理论,建立了紫坪铺水库及周边地区的有限元模型.根据紫坪铺水库开始蓄水到汶川地震发震时刻的水位变化情况,计算了整个区域的孔隙压力和库仑应力.详细讨论了断层及周围地层的弹性模量和扩散系数对计算结果的影响.计算结果表明:从弹性角度看,断层的弹性模量对汶川地震震源处的库仑应力影响很小;震源处的库仑应力随着断层和周围地层的扩散系数增大而增大.当给定弹性模量和扩散系数代表性值的时候,计算结果表明在汶川地震发震时刻,震源处的库仑应力变化量为+1kPa左右,这表明紫坪铺水库使得汶川地震发震断层更加危险.是否这个量级的库仑应力就能够触发汶川地震还需要进一步探讨.通过分析库区周边小震的分布,发现小震分布区域均是库仑应力增加的地区,因此紫坪铺水库周边的小震应该与紫坪铺水库蓄水有直接关系.
- 孙玉军张怀董树文郑亮张贝程惠红石耀霖
- 关键词：紫坪铺水库汶川地震库仑应力
- 预条件最小残差法GPU求解器用于含有泡状体的Stokes流体问题
- ＜正＞Becker等提出的泡状体地幔对流模型假设地幔中存在许多原始地幔的泡状体（mantle blob）,求解含有泡状体的Stokes流模型可以用于地球早期地幔、地核形成过程等地球动力学问题的数值模拟。本文描述了一种用于...
- 郑亮Michael R.ElgersmaDavid A.Yuen张怀石耀霖
- 文献传递
- 基于GPU的大规模三维地震波传播有限元程序实现
- <正>地震波传播问题的数值模拟技术被广泛应用于强地面运动和人工地震勘探等领域的研究。通常,使用有限差分法和有限元法(包括谱元法)进行数值离散求解是主要的实现手段。由于计算机精度的限制,以及弹性波动方程的双曲特性等原因,现...
- 郑亮张怀尹凤玲石耀霖
- 文献传递
- 评“紫坪铺水库造成孔隙弹性耦合变化及其对2008年汶川地震触发作用”二维模拟的局限性被引量：4
- 2015年
- 2014年10月《地球物理学报》出版的陶玮等（2014）“紫坪铺水库造成孔隙弹性耦合变化及其对2008年汶川地震触发作用”一文基于完全耦合孔隙弹性理论,采用二维有限单元法模拟了紫坪铺水库蓄水造成的库区应力场和孔隙压力场的变化.该文模拟计算原则和思路是正确的,但仍然采用二维模型是一个不足.真实三维模型中水库是有限的一定面积内的载荷;而二维计算模型,却把水库载荷作为无限长的带状载荷,夸大了水库的作用.如果考虑三维模型,该研究得到的震源处库仑应力增长2~25kPa的结论可能只能解读为0.7~8.0kPa.对于紫坪铺水库是否对汶川地震有触发作用,目前各个研究组估计的库仑应力变化恰好处在是否可以触发的边缘.取得进一步认识的关键有赖于对地下结构、状态和物性认识的突破性进展.
- 程惠红郑亮张贝孙玉军石耀霖
- 关键词：紫坪铺水库汶川地震
- GPU的内存与线程机制及其在地球动力学计算中的算例
- 本文探讨了几种基于CPU-GPU的内存和线程机制，并以中国科学院计算地球动力学实验GPU工作站平台实验)结果为例，给出了最佳策略，认为GPU中实现多维数组拷贝需要考虑内存对齐机制，实现起来较复杂，利用一维数组映射可以较好...
- 郑亮Taras Gerya张怀David A.Yuen石耀霖
- 关键词：地球动力学图形处理器线程机制
- 新丰江水库地震孔隙弹性耦合有限元模拟被引量：16
- 2012年
- 1962年新丰江水库Ms6.1级地震是公认的水库诱发地震,对该水库蓄水造成的库仑应力变化进行量化估算,有助于对多大量级的库仑应力可以触发水库地震的这一基础性科学问题的了解.从这一角度出发,建立了新丰江水库三维孔隙弹性耦合模型,应用有限单元法计算水库蓄水引起库区应力场、孔隙压力场、断层上库仑应力的动态变化响应和蓄水累积的应变能.数值模拟结果表明:新丰江水库蓄水引起库区和其周围断层上库仑应力增大0.7～3.0kPa,量值大小依赖于扩散系数;其中水体荷载部分引起的库仑应力变化小于0.5kPa,孔隙压力扩散占主导因素;新丰江水库蓄水引起地面最大垂直形变量为?17.5mm,与实测数据非常接近;水库蓄水累积应变能为7.3×1011J,小于Ms6.1地震波释放能量1%,表明地震释放的主要是构造应变能,水库蓄水仅起触发作用.
- 程惠红张怀朱伯靖孙玉军郑亮杨少华石耀霖
- 关键词：新丰江水库水库地震库仑应力有限元模拟
- 卡里巴水库蓄水引起库区应力场变化影响分析被引量：7
- 2013年
- 水库地震是近几年国际上地震学和地球动力学领域研究的热点问题。作为世界上库容最大的卡里巴(Kariba)水库在其蓄水后库区地震活动性不断增加,并于1963年9月23日发生M6.1地震,是世界上公认发生过6级以上水库地震的四大水库之一。对该水库蓄水引起库区应力场变化进行量化估算,有助于对特大—大型水库蓄水后库区应力场变化及应力触发地震这一基础性科学问题的深入了解。本文分别应用解析解和数值解方法对卡里巴水库蓄水引起库区弹性应力场、不排水和排水孔隙压力变化进行了计算分析。结果表明,卡里巴水库蓄水引起M6.1地震震源处孔压变化为0.015～0.22 MPa,库仑应力变化约0.03～0.17 MPa,触发了此次地震的发生。
- 程惠红张怀朱伯靖郑亮石耀霖
- 关键词：水库地震应力场孔隙压力
- 水库触发地震研究中二维与三维有限元模拟结果比较被引量：3
- 2013年
- 紫坪铺水库蓄水载荷引起的库仑应力变化以及是否可以触发汶川MS8.0地震是地学界关注的一个热点问题。已有较多研究均建立在二维有限元模拟基础上,然而二维与三维结果存在较大差异,本文定量给出了该差异的大小。首先比较了有限元方法与解析方法求解半无限空间点载荷下弹性问题结果,确认了三维有限元计算在百万网格下具有足够的计算精度;然后数值计算并比较了二维、三维模型中紫坪埔水库蓄水的弹性力学及渗流效应。结果表明,总体上弹性加载会造成逆断层更趋安全,而水压渗透使其趋于危险,两者叠加仍然没有导致增加汶川地震危险性;但现有的二维有限元模拟夸大了真实结果,在汶川震源位置三维计算的应力大小仅为二维计算的1/3到1/4,因此在严格的讨论中必须使用三维建模。
- 郑亮张怀孙玉军程惠红张贝石耀霖
- 关键词：库仑应力有限元数值模拟汶川地震
