大陸深俯沖動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬.pdf

1、上世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的大陸深俯沖現(xiàn)象是近年來(lái)全球地質(zhì)學(xué)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)大陸深俯沖動(dòng)力學(xué)的研究將完善已有的板塊構(gòu)造理論，對(duì)地球動(dòng)力學(xué)的發(fā)展具有重大的科學(xué)意義。 本論文系統(tǒng)敘述了大陸深俯沖問(wèn)題的起源、我國(guó)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(dòng)態(tài)。 作者使用力學(xué)基本原理將大陸深俯沖簡(jiǎn)化為多個(gè)大塊體間相互接觸、滑移、摩擦或脫離等一系列動(dòng)力運(yùn)動(dòng)過(guò)程，使用粘彈性動(dòng)力學(xué)原理建立俯沖塊體相互接觸作用的動(dòng)力學(xué)方程和

2、邊界條件，系統(tǒng)推導(dǎo)了二維非連續(xù)平面應(yīng)變條件下粘彈性材料組成的諸塊體復(fù)雜接觸問(wèn)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?jiǎng)恿W(xué)方程，為有限元模擬計(jì)算打下理論基礎(chǔ)。 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(dòng)力學(xué)有限元計(jì)算模型，有特色地展現(xiàn)有限元計(jì)算模型發(fā)展的演變過(guò)程，通過(guò)反復(fù)選擇和調(diào)整塊體的個(gè)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(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，通過(guò)在地質(zhì)學(xué)界提供的參考量級(jí)范

3、圍內(nèi)反復(fù)選擇與調(diào)整載荷及大量試算使計(jì)算結(jié)果盡可能接近地質(zhì)學(xué)觀察資料，形成4種較復(fù)雜且合理的新計(jì)算模型。 筆者對(duì)這4種新模型計(jì)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(guò)比較，生動(dòng)體現(xiàn)了三種主要載荷包括洋殼負(fù)浮力引起的拉力、洋中脊推力和地幔對(duì)流拖曳力分別或聯(lián)合作用對(duì)洋殼、陸殼俯沖深度的影響，它們也通過(guò)比較，生動(dòng)體現(xiàn)出俯沖角和俯沖塊厚度對(duì)大陸深俯沖過(guò)程的影響。作者還從固體力學(xué)和動(dòng)力學(xué)原理出發(fā)，對(duì)相關(guān)結(jié)果