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论地震发生机制   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
陆坤权  曹则贤  厚美瑛  姜泽辉  沈容  王强  孙刚  刘寄星 《物理学报》2014,63(21):219101-219101
地震发生的物理机理和过程是还没有认识清楚的问题. 此前人们将浅源地震归因于弹性回跳,根据这一观点和岩石实验结果计算得到的地震能量与实际观测结果有很大矛盾,被称之为“热流佯谬”. 中源和深源地震发生在地幔区域,其成因也没有合理的解释. 考虑到地壳和地幔是离散集合态物质体系及其慢动力学运动行为的基本特点,本文根据物理学原理,特别是近年凝聚态物理发展出来的相关新观念,并依据已有观测事实,从新的视角探究地震发生的物理机制. 1) 关于地壳岩石层中的应力分布:在不考虑构造力时,依据万物皆流的流变学原理,原始地壳岩石在自重压强长时间作用下,纵向和横向应力相同,没有差应力. 大地构造力推动岩块滞滑移动挤压断层泥,施加于其他岩块,逐渐传递和积累. 这种附加的横向构造力与原始岩石中应力叠加,形成地壳岩石层中的实时应力. 由于断层泥属于颗粒物质体系,具有与岩石不同的力学特征,其弹性模量比岩石小得多,且随压强而增大,导致构造作用力随深度非线性增大. 给出了地壳中构造应力分布及其变化规律. 2) 关于地壳岩石层强度:地壳岩石的自重会使岩石发生弹性–塑性转变. 通过对弹性–塑性转变深度的计算,并根据实际情况分析,给出了地壳岩石弹性、部分塑性和完全塑性三个区域的典型深度范围. 在部分塑性区,塑性体比例达到约10%以上时,发生塑性连通,这时岩石剪切强度由塑性特征决定. 塑性滑移的等效摩擦系数比脆性破裂小一个数量级以上,致使塑性滑移时岩石剪切强度比脆性破裂小得多. 同时,随深度增大,有多种因素使得岩石剪切屈服强度减小. 另一方面,地震是大范围岩石破坏,破坏必然沿薄弱路径发生. 因此,浅源地震岩石的实际破坏强度必定比通常观测到的岩石剪切强度值低. 给出了地壳岩石平均强度和实际破坏强度典型值随深度的分布规律. 3) 关于地震发生的条件和机制:地震发生必定产生体积膨胀,只有突破阻挡才可膨胀. 地震发生的条件是:大地构造力超过岩石破坏强度、断层边界摩擦力以及所受阻挡力之和. 因此,浅源地震是岩石突破阻挡发生的塑性滑移. 在此基础上提出了浅源地震发生的四种可能模式. 深源地震是冲破阻挡发生的大范围岩块流. 浅源地震和深源地震都是堵塞–解堵塞转变,是解堵塞后岩石层块滑移或流动造成的能量释放. 4) 关于地震能量和临震前兆信息:地震能量即为堵塞–解堵塞转变过程释放的动能. 以实例估算表明,地震岩石滑移动能与使岩块剪切破坏和克服周围摩擦阻力所需做的功相一致,不会出现热流佯谬. 同时指出,通过观测地震发生前构造力的积累过程、局域地区地质变迁以及岩石状态变化等所产生的效应,均可能获得有价值的地震前兆信息. 关键词: 地震发生机制 热流佯谬 地壳岩石应力和强度 堵塞–解堵塞转变  相似文献   
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正4回到基础研究(1978—1998)4.1中国科学院研究生院(1978—1980)1978年9月,我到中国科学院物理研究所人事处报到,和导师陈春先先生见了一面。他知道我是1964年的研究生,此次重新考研,不过是想改换门庭而已。他也知道我在考试前已和与他同研究室的庆承瑞老师说好,我到所后和她一起工作。庆承瑞是何祚庥的夫人,原是北京大学技术物理系的老师,在  相似文献   
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颗粒物质(下)   总被引:30,自引:0,他引:30  
陆坤权  刘寄星 《物理》2004,33(10):713-721
根据热力学基本原理,一个封闭体系总会趋于自由能最小的状态.例如,不同原子或分子组成的混合气体封闭系统,不管初始状态如何,或受到外界怎样的干扰,最终都会通过扩散等热运动,使系统的熵达到最大,形成均匀分布的平衡态.而对于颗粒物质,正如前面所述,相当于处在kT=0的状态,除非受到外力作用,系统的结构形态永远保持不变.  相似文献   
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爱因斯坦和同行审稿制度的一次冲突   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘寄星 《物理》2005,34(7):487-490
1936年,爱因斯坦与《物理评论》(Physical Review)的同行审稿制度发生了一次严重冲突,文中以当时冲突双方交换的信件为线索描述了冲突的过程和结果,并就此一事件对中国科学期刊以及科学发展的启发发表了若干感想.  相似文献   
7.
欧阳钟灿  刘寄星 《物理》1991,20(12):714-719
本文概述了基于液晶理论的生物膜近代模型,即Helfrich的流体膜,以及最近由作者提出的手征分子膜理论.  相似文献   
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刘寄星 《物理》2003,32(6):403-409
文章介绍了我国生物学家汤佩松先生和理论物理学家王竹溪先生42年前在植物生理学方面作出的一项具有重要历史意义的贡献.他们于1941年先于西方科学家二十多年提出解释植物细胞水分关系的热力学理论,首先引入了水势概念.然而这项贡献一直被埋没四十多年才得到承认.文章分析了汤佩松和王竹溪先生工作的内容、历史地位及其产生的背景,讨论了其在国内外的遭遇的原因及今日应当从中记取的教训.  相似文献   
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极性分子型电流变液   总被引:2,自引:0,他引:2  
陆坤权  沈容  王学昭  孙刚  曹则贤  刘寄星 《物理》2007,36(10):742-749
电流变液在电场作用下软硬连续可调的奇特性质具有广泛和重要的应用价值。传统电流变液是基于颗粒极化产生的相互作用,根据介电理论预测,其剪切屈服强度的上限约为10kPa。电流变液被发明50年来,阻碍其应用的主要原因是剪切强度低。近年来发明的"极性分子型电流变液"是一类新型电流变液,其屈服强度比传统电流变液大一个数量级以上,且与电场强度呈线性关系,这一点和传统电流变液中的平方关系也明显不同。文章作者提出了极性分子在颗粒间强局域电场中的取向并与极化电荷作用的模型,成功地解释了观察到的实验现象。根据这一原理,有可能制备出屈服强度高达MPa的电流变液。  相似文献   
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<正>中国科学院院士,著名理论物理学家、核物理学家、教育家,我国氢弹研制的探路先锋和我国核武器物理问题研究的主要负责人之一,北京师范大学教授黄祖洽先生因病医治无效,于2014年9月7日在北京逝世,享年90岁。黄祖洽1924年10月2日出生于湖南省长沙市,1944年考入西南联大学习物理,1950年清华大学研究生毕业后到中国科学院近代物理研  相似文献   
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