采样方式对地震监测闪烁室法测氡仪校准结果的影响研究

利用HD-6型多功能自控氡室, 配合国际标准计量仪器AlphaGUARD PQ2000Pro测氡仪, 分别采用循环采样和负压采样两种方式, 对FD-125氡钍分析器的3个闪烁室进行校准实验, 计算3个闪烁室K值和相对固有误差。 结果表明: 循环采样方式得到的闪烁室K值比负压采样方式小, 负压采样方式得到的K值偏大, 已经接近《地震水文地球化学观测技术规范》要求的闪烁室K值的极限。 循环采样得到的闪烁室相对固有误差≤5%, 达到了《地震水文地球化学观测技术规范》的要求, 而负压采样方式得到的闪烁室相对固有误差>5%, 未达到《地震水文地球化学观测技术规范》的要求; 因此, 循环采样方式更适合地震监测闪烁室法测氡仪的氡室校准。     

2017年琉球群岛6级地震前佘山地震台应变观测异常

2017年5月9日琉球群岛6级地震发生前,佘山地震基准台YRY-4型钻孔应变仪的2个观测分量S₂、S₄,在M₂波潮汐因子分析中表现出明显的趋势异常。通过实地调查排除环境、气象干扰,对应变与气压观测曲线的M₂波潮汐因子γ值进行对比及量化分析,认为应变分量观测异常非环境干扰造成,应与琉球群岛6级地震发生有关。     

宁陕地震台体应变仪观测质量及映震能力分析

选取2016—2020年宁陕地震台TJ-Ⅱ型体积式钻孔应变仪观测资料,基于观测质量和映震能力,系统分析应变仪运行状况及地震监测效能。结果表明：该台体应变观测资料质量整体较好,但数据连续率及完整率尚有待提升;体应变仪映震能力较强,可记录国内M_S≥7.0和国外M_S≥7.4地震;同震形变响应分析结果表明,同震响应最大变幅与震中距满足A = ae^{blg D}的负相关关系,与震级满足A = ae^bM的正相关关系。     

四分量钻孔应变仪计算式梳理及震例应用

从四分量钻孔应变仪基本原理式的分析出发,可知首先得到的物理量是岩石面应变和切应变及主应变的方位角,然后得到的最大、最小主应变是间接结果,建议多使用面应变和切应变的表示方法。由此说明当下需要重视灵敏系数A、B的实用化研究。据此思路,以云南省昭通地区2012年彝良M 5.7地震和2014年鲁甸M 6.5地震为例,对2次震中附近几台四分量钻孔应变仪记录的观测数据进行计算,初步分析表明,基于面应变和切应变的视角进行分析,其效果多优于以元件为单位的分析,可直接得到面应变和切应变异常及特征;2个面应变测量数据间的相关系数曲线,有时会在震前数天和震时出现异常变化,此新线索值得关注。     

使用因子分析方法研究九江5.7级地震前的地震活动异常

使用2005年11月26日江西九江5.7级地震前震中附近地区的地震资料, 选择反映地震活动时、 空、 强特征的地震频次N(M_L≥3.0)、 b值、 η值、 A(b)值、 Mf值、 Ac值、 C值和D值参量进行因子分析。 这些参量之间具有一定的相关性, 各参量在不同时段的变化各有所异, 预报效果并不理想。 但是根据因子分析可以得到反映地震活动时、 空、 强特征的综合指标W_fa值, 该指标在九江5.7级地震前出现明显的异常变化。 表明综合指标W_fa值可以较好地反映地震活动的异常特征。 文中还对与因子分析结果的有关问题进行了讨论。     

永安台钻孔体应变干扰与故障现象的探讨与总结

对永安台钻孔体应变观测的干扰特征进行了分析,研究了影响钻孔应变仪观测曲线畸变的一些因素,有助于我们在今后的工作中对TJ-IIC型体应变仪及其他前兆数字化仪器的不同干扰进行识别;同时还总结了观测中碰到的故障情况及解决方法,希望有利于提高台站观测人员对体应变仪的维护经验,提取可靠的观测数据信息,为地震短临预报提供可靠的判定依据和指标。     

宽城地震台体应变仪观测数据干扰因素及其映震能力分析

本文通过分析宽城地震台体应变仪自运行以来所有的观测数据,对宽城地震台体应变仪运行良好的区段（2005年-2008年）的动态特征进行分析研究,在此基础上对影响宽城地震台体应变仪的地下水位、温度、气压等相关因素进行了相关性分析,得出了宽城地震台体应变仪数据主要受到地下水位和气压的影响,温度则对宽城地震台体应变仪影响较小。通过观测数据拟合分析来看,宽城地震台体应变仪映震能力较好,体应变仪在震情监测预报以及地震研究工作起到重要的作用,对地震监测预报工作的长远发展做了较大的贡献。     

汶川地震前的b值变化

Gutenberg-Richter定理给出了地震频度随震级的分布特征.大量研究表明频度-震级关系的斜率（b值）在大地震孕育的过程中会出现减小.为了考察b值在汶川地震孕育过程中的时间演化特征,本文尝试基于破裂断层选取研究区域,考察了2000年1月至2008年4月间,汶川地震（M_S8.0）破裂区的地震活动性,并对该区域b值的变化进行了探讨.结果表明,在2005年中至2006年底,地震月频度及季度频度有一个较明显的下降.b值从2002年始至地震前呈现出一个长期趋势性减小;在地震前约半年,出现快速、显著的下降.b值的这一时间变化特征与其他研究者报道的日本东北M_W9.0级地震前的b值变化特征具有很高相似性,可能反映了大地震准备过程中的应力变化.以上结果有益于认识和理解大地震孕育演化过程,同时也表明b值在中长期地震灾害评估中具有潜在价值.     

典型干扰对连云港地震台体应变的影响

通过对连云港体应变仪运行至今的观测资料整理、分析,总结出日常观测中可能出现几种干扰现象,以求更好排除非地震前兆干扰,有效的增强对地震前兆异常的识别,对获得地震前兆异常特征识别有着重大参考意义。     

不同支撑形式高强钢组合偏心支撑抗震性能研究

耗能梁段作为偏心支撑结构的耗能元件,在大震作用下通过弹塑性变形吸收地震能量,保护主体结构处于弹性受力状态。现行规范基于强度的设计理论,为了保证耗能梁段进入塑性或破坏,梁柱构件需要进行放大内力设计,导致截面过大,而且基于强度的设计方法很难保证结构的整体破坏状态。目前,抗震设计越来越重视基于性能的设计思想,该方法能够评估结构的弹塑性反应。对于高强钢组合偏心支撑,其中耗能梁段和支撑采用Q345钢,框架梁柱采用Q460或者Q690高强度钢材,高强钢不仅带来良好的经济效益,而且能够推广高强钢在抗震设防区的应用。利用基于性能设计方法设计了4种不同形式的高强钢组合偏心支撑钢框架,包括K形、Y形、V形和D形,考虑4层、8层、12层和16层的影响。通过Pushover分析和非线性时程分析评估该结构的抗震性能,研究结果表明:4种形式的高强钢组合偏心支撑钢框架具有类似的抗震性能,在罕遇地震作用下,几乎所有耗能梁段均参与耗能,而且层间侧移与耗能梁段转角沿高度分布较为均匀。其中:D形偏心支撑具有最大的抗侧刚度,但延性较差,而Y形偏心支撑的抗侧刚度最弱,但延性最佳。     

地磁活动K指数自动计算FMI方法的改进

将Kp指数与国际地磁学与高空物理学协会(International Association of Geomagnetism and Aeronomy,下文简称IAGA)推荐的FMI方法(V1.0)计算的K值对比分析后发现,二者的差值在中国区域内出现"不同台站之间K1~K8两头离散、K值整体高出K_p约0.5个单位、个别日期S_R计算错误、相邻日期S_R频繁出现跨天台阶"现象.针对这些现象,分析了可能产生的原因,并对原FMI算法进行了四处改进.用改进后的FMI算法计算了全球8个台站、中国5个台站在2003-2005年和2009年共4年的K指数数据,并将计算结果分别与Kp指数以及这些台站用其他方法计算的K值进行一致性比较,发现改进后的计算结果与二者更为接近,说明本文对FMI方法的改进是有效的.     

Optimal thickness of soil between source and detector for different gamma-ray energies

The gamma-ray transmission method has been used to study the optimal thickness of soil sample between source and detector for 279, 662 and 1173 keV gamma rays. A linear relationship between optimal thickness (d) and gamma-ray energy (E) is obtained: d = aE + K with the slope a = 0.032 and arbitrary constant K = 0.     

Effect of hydrostatic pressure on the lattice parameters of Fe2SiO4 olivine up to 70 kbar

The pressure dependence of the three lattice parameters and unit cell volume of fayalite (Fe₂SiO₄ olivine) was determined by X-ray diffraction under hydrostatic pressures up to 70 kbar. In order to eliminate stress inhomogeneity within a composite material consisting of a specimen mixed with an internal-pressure standard, a liquid (1 : 1 mixture of ethanol and methanol) was used as a pressure-transmitting medium. The isothermal bulk modulus calculated on the basis of the second-order Birch-Murnaghan equation of state gives the values K₀ = 1.19 ± 0.10 Mbar and K₀′ = 7 ± 4, and if we assume K₀′ = 5: K₀ = 1.24 ± 0.02 Mbar. Three axes of fayalite were found to be compressible in the following order, b >c >a. Comparisons with the results obtained under non-hydrostatic compression are made.     

四川四分量钻孔应变观测数据精度评价

利用邱泽华等给出的观测数据和回归分析方法,计算钻孔应变仪四分量元件的相对标定系数,并根据偏差计算自检内精度等指标,对观测数据进行质量评价。选取2017年四川四分量钻孔应变观测台网记录资料,结合四分量钻孔应变仪观测特点,计算并分析应变观测仪相对标定自检内精度,客观评价观测数据精度,结果发现,2017年仁和台四分量钻孔应变数据各月及全年相对标定系数K_i最大,偏差s最小,自检内精度数值最小,表明该台钻孔应变观测数据精度最高。分析认为,相对标定自检内精度可如实反映台站记录资料的可信度,可以更好、更客观地评价台站四分量钻孔应变观测资料质量。     

泰安台钻孔应变观测干扰的识别

对山东泰安台钻孔应变干扰因素进行了分析总结,结果表明钻孔应变主要受地下水位、气压、系统故障以及电源干扰等影响。持续降雨是影响水位变化的主要因素,分量应变受水位影响较明显。降雪、降雨、大风、气温波动等均会造成气压的剧烈变化。体应变观测曲线与辅助气压曲线呈正相关,与温度变化呈负相关。     

Effect of exchangeable Mg on saturated hydraulic conductivity, disaggregation and clay dispersion of disturbed soils

Different opinions exist regarding the specific effect of Mg on soil physical and chemical properties. We hypothesized that Mg²⁺, compared with Ca²⁺, reduces saturated hydraulic conductivity (K_s) via promoting clay swelling, disaggregation, and clay dispersion. Two soils (mixed, mesic Typic Hapludalfs) in packed soil columns were leached with either Ca- or Mg-containing solutions at the successive concentrations of 250, 10, 2, 0.5, and 0 mM. Critical flocculation concentration (CFC) in either Ca or Mg systems was determined with flocculation series tests. Aggregate stability and mean weight diameter (MWD) were assessed by wet-sieving. The CFCs were higher in Mg than in Ca for both soils, indicating that Mg is more dispersive than Ca. The MWDs measured using 1–2 mm aggregates of both soils were significantly larger for Ca-soils than for Mg-soils (P=0.05). The K_sr (normalized with initial K_s) started to decline at higher concentrations for Mg than for Ca, and the reduction was much greater in Mg than in Ca above 0.5 mM. The K_sr and percent transmittance (inversely related to turbidity) of leachate at a given eluted pore volume following ‘steady state’ were higher in Ca than in Mg for both soils (P=0.1), indicating lower permeability and more clay dispersion with the Mg treatment. Swelling and disaggregation, which reduced large pores, appeared to be the dominant process causing the rapid initial decline of K_sr. Clay dispersion and subsequent pore plugging became progressively important when electrolyte concentration was reduced to below CFCs.     

地磁场H、D受HVDC输电干扰特征分析

以受宁东线高压直流（HVDC）输电干扰相对严重的11个地磁台站为主要研究对象,以蒙城台为干扰幅度量取的参考台站,研究了地磁场水平分量H、磁偏角D受HVDC输电的干扰特征.发现H和D受HVDC输电干扰具有同步性和偏向性;同一HVDC输电线路两侧H和D干扰幅度具有线性关系,但线性关系明显弱于垂直分量Z干扰幅度的比例关系;接地极附近台站各自的Z、H、D干扰幅度具有线性关系.之后对H和D干扰产生的机理进行了深入的定性分析.根据得到的干扰特征的结论,提出了以红山台Z、H、D为输入的本研究相关台站的Z、H、D为输出的自动计算方法.经过误差分析,本方法平均误差水平低于国家地磁学科中心当前使用算法误差水平,最高降幅达42.9%.     

佘山地震基准台四分量钻孔应变仪相对标定

YRY-4型四分量钻孔应变仪观测数据基本符合自洽方程,当数据不符合自洽方程时,一个可能原因是,井下探头中元件的灵敏度发生了变化。佘山地震基准台四分量钻孔应变仪于2006年安装运行,井下探头中各元件现已出现不同程度的老化,在数据分析前必须进行实地相对标定。本文利用应变观测资料的原始值(变化值)和差分值,按照月尺度及年尺度,分别计算四元件灵敏度系数K及矫正前后C_(95)信度指标。对比发现,在月尺度下,若观测资料质量良好,采用变化矫正效果更好,而对于“坏点”较多月份,采用差分矫正可有效去除坏点,提高C_(95)信度指标;在年尺度下,变化矫正后C_(95)信度指标更高。     

Silicate perovskite analogue ScAlO3: temperature dependence of elastic moduli

The elastic moduli of ScAlO₃ perovskite, a very close structural analogue for MgSiO₃ perovskite, have been measured between 300 and 600 K using high precision ultrasonic interferometry in an internally heated gas-charged pressure vessel. This new capability for high temperature measurement of elastic wave speeds has been demonstrated on polycrystalline alumina. The temperature derivatives of elastic moduli of Al₂O₃ measured in this study agree within 15% with expectations based on published single-crystal data. For ScAlO₃ perovskite, the value of (∂K_S/∂T)_P is −0.033 GPa K⁻¹ and (∂G/∂T)_P is −0.015 GPa K⁻¹. The relative magnitudes of these derivatives agree with the observation in Duffy and Anderson [Duffy, T.S., Anderson, D.L., 1989. Seismic velocities in mantle minerals and the mineralogy of the upper mantle. J. Geophys. Res. 94, 1895–1912.] that |(∂K_S/∂T)_P| is typically about twice |(∂G/∂T)_P|. The value of (∂K_S/∂T)_P for ScAlO₃ is intermediate between those inferred less directly from V(P,T) studies of Fe-free and Fe- and Al-bearing MgSiO₃ perovskites [Wang, Y., Weidner, D.J., Liebermann, R.C., Zhao, Y., 1994. P–V–T equation of state of (Mg,Fe)SiO₃ perovskite: constraints on composition of the lower mantle. Phys. Earth Planet. Inter. 83, 13–40; Mao, H.K., Hemley, R.J., Shu, J., Chen, L., Jephcoat, A.P., Wu, Y., Bassett, W.A., 1991. Effect of pressure, temperature and composition on the lattice parameters and density of (Mg,Fe) SiO₃ perovskite to 30 GPa. J. Geophys. Res. 91, 8069–8079; Zhang, Weidner, D., 1999. Thermal equation of state of aluminum-enriched silicate perovskite. Science 284, 782–784]. The value of |(∂G/∂T)|_P for ScAlO₃ is similar to those of most other mantle silicate phases but lower than the recent determination for MgSiO₃ perovskite [Sinelnikov, Y., Chen, G., Neuville, D.R., Vaughan, M.T., Liebermann, R.C., 1998. Ultrasonic shear wave velocities of MgSiO₃ perovskite at 8 GPa and 800K and lower mantle composition. Science 281, 677–679].

Combining the results from the previous studies and current measurements on ScAlO₃ perovskite, we extracted the parameters (q and γ₀) needed to fully specify its Mie–Grüneisen–Debye equation-of-state. In this study, we have demonstrated that acoustic measurements of K_S(T), unlike V(P,T) data, tightly constrain the value of q. It is concluded that ScAlO₃ has ‘normal’ γ₀ (1.3) and high q (3.6). The high value of q indicates that ScAlO₃ has very strong intrinsic temperature dependence of the bulk modulus; similar behaviour has been observed in measurements on Fe- and Al-bearing silicate perovskites (Mao et al., 1991; Zhang and Weidner, 1999).