张海明

地球与空间科学学院 • 副教授

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理科二号楼2823W

电子邮件:
zhanghm@pku.edu.cn

个人简介

北京大学副教授

中国科学院大学外聘授课教师


北京大学理学学士(1998)

北京大学理学博士(2004)

基本情况

张海明,北京大学副教授。于2004年获北京大学理学博士。曾经在中国科学院研究生院(现中国科学院大学)工作过。负责专业基础课程“地球介质力学基础”(原弹性力学B,本科生)、“理论地震学”和“有限元方法及程序设计”(研究生)等课程的教学工作。长期从事震源动力学和理论地震学的研究。在运用边界积分方程方法研究震源动力学破裂过程的研究中,通过引入精确的半空间Green函数而将地表和断层破裂的耦合效应纳入计算结果中。近年来,所领导的课题组在运用非结构化网格的边界积分方程计算复杂断层的动力学破裂过程,以及Lamb问题的广义闭合形式解析解等方面取得进展。在国际和国内的专业期刊发表论文30余篇。先后主持4项国家自然科学基金项目,并参与多项科研项目。


教育经历

1994.09-1998.07 学士(地球物理学) 北京大学地球物理学系    

1998.09-2004.06 博士(地球物理学) 北京大学地球物理学系


工作经历

2004.07-2006.07 北京大学地球与空间科学学院 博士后
2006.09-2009.02 中国科学院研究生院地球科学学院 讲师/副教授

2009.03至今  北京大学地球与空间科学学院理论与应用地球物理研究所 副教授



科研方向
  1. 震源动力学

       

        震源过程是在构造应力作用驱动下发生的,震源动力学将构造应力场与震源的破裂过程联系起来,从而对揭

    震源过程发生的力学机制有重要的意义。张海明课题组长期致力于震源动力学的方法研究,特别关注浅源复

    杂断层系统上发生的地震破裂过程,这往往会造成严重的灾害。复杂断层系统要求研究方法具有灵活的网格划

    分功能,浅源问题则要求精确计算地表与断层的耦合作用。课题组目前已经实现了边界积分方程的非结构化网

    格实现,并在时间域求解自由界面的贡献方面取得重要进展。在近期发表的论文中,针对弯折断层和分叉断层

    等基础的复杂断层模型中的动力学破裂过程进行了研究。


  2. 理论地震学

       

        理论地震学关注地震学的基础问题,综合运用理论和计算的方式探究与地震波有关的课题。张海明课题组在

    理论地震图的计算方法上,针对几种较难处理的情况提出了若干技术改进。对理论地震学中的Lamb问题,针对

    源点位于半空间内部,而观测点位于地表或半空间内部的情况,以及移动源的情形,分别通过理论分析得到广义

    闭合形式的解析表达。并对半空间中Rayleigh波的产生和计算,分别从频率域和时间域给出了激发公式,深化了

    对Rayleigh波产生机理的认识。



代表性成果

(1) Qian Feng; Zhang Haiming*; Effects of Initial Stress Field and Critical Slip-Weakening Distance on Rupture Selectivity of 3D Buried Branched Faults, Bulletin of the Seismological Society of America, 2020, 110(2): 816-824. 

(2) Zhou Jie; Zhang Haiming*; Exact Rayleigh-Wave Solution from a Point Source in Homogeneous Elastic Half-Space, Bulletin of the Seismological Society of America, 2020, 110(2): 783-792. 

(3) 钱峰; 吴葆宁; 冯禧; 张海明*; 基于非结构化网格的边界积分方程方法的断层自发破裂模拟, 地球物理学报, 2019, 62(9): 3421-3431.

(4)董森; 张海明*; 角度对于Y型分叉断层自发破裂传播过程的影响, 地球物理学报, 2019, 62(11): 4156-4169. 

(5) 吴永祺; 张海明*; 利用反透射系数确定理论地震图计算过程中的积分限阈值, 地震学报, 2018, 40(6): 719-727.

(6) Feng Xi; Zhang Haiming*; Exact closed-form solutions for Lamb's problem, Geophysical Journal International, 2018, 214: 444-459. 

(7) Liu Tianshi; Zhang Haiming*; Asymptotic analysis for dispersion relations and travel times in noise cross-correlations: spherically symmetric case, Proceedings of the Royal Society A, 2018, 474(2218). 

(8) Liu Tianshi; Zhang Haiming*; Synthetic seismograms for finite sources in spherically symmetric Earth using normalmode summation, Earthquake Science, 2017, 30(3): 125-133.

(9) Fu Zhen; Zhang Haiming; Cai Yong'en; Dong Shuwen*; Growth of lithosphere-scale fault system in NE Tibet: Numerical modeling constrained by high-resolution seismic reflection data, Quaternary International, 2017, 462: 22-33. 

(10) Feng Xi; Zhang Haiming*; Equivalent formulae of stress Green's functions for a constant slip rate on a triangular fault, Earthquake Science, 2017, 30(3): 115-123.

(11) Liu Tianshi; Feng Xi; Zhang Haiming*; On Rayleigh wave in half-space: an asymptotic approach to study the Rayleigh function and its relation to the Rayleigh wave, Geophysical Journal International, 2016, 206(2): 1179-1193.

(12) Xu Jiankuan; Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Rupture phase diagrams for a planar fault in 3-D full-space and half-space, Geophysical Journal International, 2015, 202: 2194-2206.

(13) Fu Zhen; Hu Caibo; Zhang Haiming; Xu Huihui; Cai Yong'en*; Direct estimation of rupture depths of earthquake faults from coseismic surface deformation, Science China-Earth Sciences, 2014, 57(8): 1986-1994.

(14) 张慧茜; 张海明; 盖增喜; 黄清华*; 断层自发破裂传播的数值模拟:速率状态摩擦定律本构参数的影响, 地球物理学报, 2014, 57(10): 3285-3295. 

(15) 付真; 张海明; 蔡永恩*; 1999年台湾集集地震震后地表变形的力学机制, 地球物理学报, 2013, 56(8): 2681-2689. 

(16) Fu Zhen; Hu Caibo; Zhang Haiming; Cai Yong'en*; Zhou Yijie; The Possibility of Inferring Rupture Depths of Fault Earthquakes from Zero-strain Points of Coseismic Surface Deformation, Seismological Research Letters, 2011, 82(1): 89-96. 

(17) Zhang Haiming*; Rui Xiaoping; Zhang Wenbo; Boundary integral equations for dynamic rupture propagation on vertical complex fault system in half-space: Theory, Earthquake Science, 2010, 23(2): 177-190. 

(18) Zhang Haiming*; Chen Xiaofei; Equivalence of the Green's function for a full-space to the direct-wave contributions for a half-space and a layered half-space, Bulletin of the Seismological Society of America, 2009, 99(1): 454-461. 

(19) Zhang Haiming*; Chen Xiaofei; Dynamic rupture process of the 1999 Chi-Chi, Taiwan, earthquake, Earthquake Sciences, 2009, 22(1): 3-12. 

(20) 尚学峰; 刘启明; 张海明; 陈晓非*; 一种计算非均匀破裂震源近场辐射波场的新方法, 地震学报, 2007, 29(6): 561-568.

(21) Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Dynamic rupture on a planar fault in three-dimensional half space — I. Theory, Geophysical Journal International, 2006, 164(3): 633-652. 

(22) Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Dynamic rupture on a planar fault in three-dimensional half space — II. Validations and numerical experiments, Geophysical Journal International, 2006, 167(2): 917-932.

(23) Chen Xiaofei*; Zhang Haiming; Modelling rupture dynamics of a planar fault in 3-D half space by boundary integral equation method: an overview, Pure and Applied Geophysics, 2006, 163(2-3): 267-299. 

(24) 何永锋; 陈晓非*; 张海明; 地下核爆炸Lg波的激发机制, 地球物理学报, 2005, 48(2): 367-372.

(25) He Yongfeing; Chen Xiaofei*; Zhang Haiming; The effect of spall on Lg waves, Acta Seismologica Sinica, 2005, 18(3): 331-337. 

(26) Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Chang Shy-hong; An efficient Numerical Method for computing synthetic seismograms for a layered half-space with source and receivers at closed or same depths, Pure and Applied Geophysics, 2003, 160(3-4): 467-486. 

(27) Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Studies on seismic waves, Acta Seismologica Sinica, 2003, 16(5): 453-464. 

(28) Zhang Jian; Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Study on the Characteristics of Head waves in vertically heterogeneous media, Acta Seismologica Sinica, 2002, 15(6): 585-594. 

(29) Zhang Jian; Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Characteristics of head wave in multilayered half space, Acta Seismologica Sinica, 2002, 15(6): 585-594.

(30) 张海明; 陈晓非*; 张似洪; 峰谷平均法及其在计算浅源合成地震图中的应用, 地球物理学报, 2001, 44(6): 805-813. 

(31) Chen Xiaofei*; Zhang Haiming; An efficient method for computing Green's functions for a layered half-space at large epicentral distances, Bulletin of the Seismological Society of America, 2001, 91(4): 858-869. 

(32) Zhang Haiming; Chen Xiaofei*; Self-adaptive Filon's integration method and its applications to computing synthetic seismograms, Chinese Physics Letters, 2001, 18(3): 313-315. 


课题组成员

在读博士生


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2018级博士生   冯  禧

研究方向:Lamb问题的广义闭合形式解



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2019级博士生   钱  峰

研究方向:复杂断层系统的震源动力学过程


在读硕士生


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2018级硕士生   吴永祺

研究方向:复杂震源过程的理论地震图计算


在读本科生(本科生科研)

2017级  方景行   研究方向:分叉断层系统上的动力学破裂过程

2017级  刘煜杭   研究方向:半空间Green函数的积分核计算

2018级  张雨桐   研究方向:双层介质的Rayleigh波和Love波产生机理

2018级  李政泽   研究方向:孔隙流体介质中的边界积分方程方法


已毕业学生

2016届本科毕业生  吴葆宁

2018届硕士毕业生  刘天时

2018届本科毕业生  董森、周杰、杨礼萌、彭玉环、姜鹏飞

2019届硕士毕业生  胡安冬

2020届硕士毕业生  郑玲珑、马聪慧