冰川荷载作用下地壳回弹问题的混合间断有限元

摘要

随着全球变暖加剧，冰川的持续退缩造成冰川覆面地壳回弹及冰缘区崩塌滑坡灾害频发。在降水作用下，这些灾害可能进一步转化为破坏性更强的地质灾害链。重调和方程常被用于建模冰川载荷作用下的地壳回弹问题，但主流的数值解法难以兼顾高精度和低复杂度。本文采用混合间断有限元方法对该问题进行数值求解，通过引入中间变量降低方程对有限元空间光滑性的要求，且间断有限元的选取比传统有限元更具灵活性，能在保持计算精度的前提下极大降低计算复杂度。本文以中国最大的海洋性冰川——恰青冰川为例研究了冰川完全消融时地壳的回弹形变规律。参数敏感性分析表明，地壳厚度对回弹形变的影响较大，而地壳岩石的杨氏模量对回弹形变的影响则相对较小。本文的结果为冰川消融引发滑坡灾害的预测与防治提供了重要依据。

关键词

冰川荷载 / 地壳回弹 / 重调和方程 / 混合间断有限元