岩石圈动力学三重破坏模型与初步应用

摘要：

基于非平衡热动力学原理，给出了一个综合力学破坏与局部熔融破坏的全新“三重破坏”模型:对于力学破坏，考虑了基于非平衡热动力学的弹黏塑性破坏;对于局部熔融，采用了平衡的热动力学模型(借助基于Gibbs能最小化原理的MELTS软件包)。该模型在统一的热动力学框架下，实现了对岩石圈浅部脆性破坏、中深部韧性破坏和深部局部熔融破坏的综合描述，因而被称为三重破坏模型。方法中对力学破坏的描述基于Karrech等的前期工作，重点解决将局部熔融作为一个新增的破场、参数纳入求解体系。从Helmholtz自由能的表达式出发，推导了针对应变、力学破坏和局部熔融破坏的热力学耗散力和耗散速度的表达式，并将MELTS计算结果中不同温度压力熔融白分比作为局部熔融包络线，从而解决了局部熔融破坏的流动法则的描述问题。利用Abaqus软件所带的“用户材料了程序”功能，实现了该方法的数值求解。该模型可以应用于描述包含了脆性和韧性断裂、局部熔融、岩浆生成，与及这些活动的相互作用过程。

关键词： 岩石圈 三重破坏模型 自由能 热动力学理论

作者: 刘洁 Klaus Regeanuer-Lieb Ali Karrech Gideon Rosenbaum Vladimir Lyakhovsky

作者单位: University of Western Australia;中山大学 地球科学与地质工程学院 广州 510275 University of Western Australia;CSIRO Earth Science and Resource Engineering;University of New South University of Western Australia University of Queensland Geological Survey of Israel

会议类型: 国内会议

会议名称: 2014年中国地球科学联合学术年会

会议地点: 北京

会议语种:中文

页码: 1996-1996

在线出版日期: 2014-10-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）