大陸深俯沖動力學數(shù)值模擬.pdf

1、上世紀末發(fā)現(xiàn)的大陸深俯沖現(xiàn)象是近年來全球地質(zhì)學界研究的熱點問題，對大陸深俯沖動力學的研究將完善已有的板塊構造理論，對地球動力學的發(fā)展具有重大的科學意義。 本論文系統(tǒng)敘述了大陸深俯沖問題的起源、我國大陸深俯沖現(xiàn)象的地質(zhì)背景，綜述了大陸深俯沖研究的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)。 作者使用力學基本原理將大陸深俯沖簡化為多個大塊體間相互接觸、滑移、摩擦或脫離等一系列動力運動過程，使用粘彈性動力學原理建立俯沖塊體相互接觸作用的動力學方程和

2、邊界條件，系統(tǒng)推導了二維非連續(xù)平面應變條件下粘彈性材料組成的諸塊體復雜接觸問題的增量迭代解法和帶拉格朗日乘子的塊體相互作用有限元動力學方程，為有限元模擬計算打下理論基礎。 論文采用ANSYS軟件特有的環(huán)境和條件具體建立大陸深俯沖動力學有限元計算模型，有特色地展現(xiàn)有限元計算模型發(fā)展的演變過程，通過反復選擇和調(diào)整塊體的個數(shù)、物性參數(shù)、邊界條件及有限單元的類型以盡量接近俯沖區(qū)域具體環(huán)境和俯沖變形運動特點，通過在地質(zhì)學界提供的參考量級范

3、圍內(nèi)反復選擇與調(diào)整載荷及大量試算使計算結(jié)果盡可能接近地質(zhì)學觀察資料，形成4種較復雜且合理的新計算模型。 筆者對這4種新模型計算了大量的可供分析的結(jié)果，以圖像、曲線和表格表示。這些圖像、曲線和表格通過比較，生動體現(xiàn)了三種主要載荷包括洋殼負浮力引起的拉力、洋中脊推力和地幔對流拖曳力分別或聯(lián)合作用對洋殼、陸殼俯沖深度的影響，它們也通過比較，生動體現(xiàn)出俯沖角和俯沖塊厚度對大陸深俯沖過程的影響。作者還從固體力學和動力學原理出發(fā)，對相關結(jié)果