三轴拉伸试验下K0固结饱和黏土的动剪切模量和阻尼比

开展一系列的等幅循环应力的K₀固结饱和黏土的循环三轴拉伸试验,结果表明动剪切模量G不仅与循环剪应变γ_cy有关,还与累积应变γ_p有关。为了进一步研究其影响,开展逐级加载的循环三轴拉伸试验。结果表明,随着累积应变的增加,初始动剪切模量G_max逐渐下降。在某一围压下以G_max作为归一化参数,建立G/G_max-γ_cy关系,验证在其他围压下具有较好的适用性。累积应变、围压对阻尼比影响不大,可以认为阻尼比随振动剪应变有唯一对应关系。根据一组循环三轴拉伸试验下建立的动剪切模量和阻尼比关系,可以应用到其他应力组合的循环三轴拉伸试验。     

泥炭质土剪切特性及微结构变异特性

对滇池湖相沉积不同埋深的5层原状泥炭质土进行固结不排水三轴剪切(CU)及电镜扫描 (SEM)试验,分析不同埋深和围压下泥炭质土剪切特性及微结构变化.结果发现:在 50~ 1800kPa围压下,绘制泥炭质土极限应力的公切线不能仅用一条直线,而需分段画公切线.泥炭质土的有效应力路径曲线随围压增大从无序向有序转变,且固结压力大于300kPa后,有效应力路径曲线形态呈“7”字形,固结排水量在50~300kPa围压段内呈线性增长.根据微观结构变化与宏观剪切过程结合,分析其固结剪切过程的机理.在围压作用下土颗粒产生位移,颗粒的接触方式由边-面为主转变为面-面为主,土中大孔隙被挤压成小孔隙,孔径1μm 的小孔隙占优,土体变形本质是土颗粒位置改变.随着围压的增大,孔隙定向性提高,土颗粒分布更为均匀.泥炭质土由松到相对密实再到密实,其抗剪强度及其相关参数也相应提高.     

饱和珊瑚砂液化特性动三轴试验研究

为调查饱和珊瑚砂液化相关特性与发展规律,针对饱和Chibishi珊瑚砂,开展一系列不排水循环三轴试验,研究相对密度D_r和循环应力比CSR对饱和Chibishi珊瑚砂的超孔隙水压力Δu、轴向应变ε_a及动强度特性的影响,并分析不同地区珊瑚砂抗液化强度的差异性。结果表明,饱和Chibishi珊瑚砂的Δu发展模式根据不同的CSR水平可以分为前期均匀增长型、前期突增型和后期突增型;此外,采用一种新的孔压模型对前期均匀增长型、前期突增型的孔压比r_u进行表征,Chibishi珊瑚砂在相同的D_r条件下,双幅应变ε_DA达到5%的循环次数N随着CSR水平的增加而逐渐减小;各珊瑚砂在同一里氏震级对应的等效循环振动次数下,抗液化强度CRR的增长模式存在显著差异。研究结果可丰富对珊瑚砂液化特征的认知,同时对近岸和沿海工程的抗震设计提供参考依据。     

泥炭质土地基流变非线性沉降计算

泥炭质土是一种特殊的区域性软土,其上建构筑物易产生较大工后沉降,对建构筑安全影响很大。将其沉降分为三个部分:侧向变形引起的沉降、侧限条件下产生的沉降及次固结沉降,根据邓肯\|张本构模型建立压缩模量与割线模量间关系,结合广义胡克定律推导式,计算得到侧向变形产生的沉降。分别利用e-p、e-lgp及e-lnp曲线计算土压缩模量,用分层总合法计算侧限条件下的沉降。对泥炭质土进行高压固结蠕变试验,通过邓肯-张模型概念得到割线模量,并对原始五元件流变模型进行非线性改进,再引入修正系数φ_s对原始五元件流变模型及非线性模型进行修正;用修正后的两模型对蠕变试验曲线进行拟合,发现修正原始模型拟合效果极差,修正非线性模型拟合的相关系数都大于0.9,并得到适合描述泥炭质土蠕变的本构方程;最后采用修正后的两模型,结合分层总和法计算次固结沉降。研究结果表明泥炭质土最终沉降计算结果与实际调查结果吻合,验证了计算结果的合理性,也为泥炭质土的沉降计算提供了计算理论及能反映其蠕变特性的本构模型。     

基于相似分析的不同围压-温度的混凝土抗压强度研究

为了研究混凝土在不同的围压和温度耦合作用下的抗压强度,根据相似分析原理,对混凝土抗压强度σ_max的控制参数进行无量纲化,得到相关的相似准数;以C40混凝土为例,进行有限元计算得到相似准数之间的关系。结果表明：抗压强度σ_max和残余强度随着围压的增大而增加,且最大偏应力与围压呈线性关系;在围压小于20 MPa时,应力-应变曲线可以分成两段,而在围压大于20 MPa时,应力-应变曲线可以划分成三段,出现明显的屈服;在不同的围压作用下温度对抗压强度的影响明显不同,且最大偏应力与温度近似为线性关系;三个无量纲参数σ_max/E、F/E和αθ在三维坐标近似形成了一个平面,说明σ_max/E随αθ和F/E基本呈线性变化。     

土遗址土动力特性

通过动三轴试验和数值计算,分析甘肃河西地区原状、重塑土遗址土的动模量、阻尼比、抗剪强度和土遗址在破坏地震作用下的动力响应。结果表明：弹性范围内,原状和重塑土遗址土动应力σ_d和动应变ε_d呈非线性关系且符合双曲线模型,动弹性模量E随ε_d的增大而减小,二者初始动弹性模量E₀和剪模比G/G₀差别很小,剪模比曲线基本重合;剪应变γ取值范围相同时,重塑土阻尼比λ随着γ的增大趋势高于原状土;相同实验条件下,原状土遗址土内聚力略高于重塑土。夯实加固法一定程度上恢复了土遗址强度,但当破坏地震来临时,其整体的抗震性能还有待加强     

神农架大九湖湿地摇蚊群落组成及其环境指示意义

泥炭地是一种水-陆过渡型的湿地生态系统。水体沼泽化过程中,植被等生物群落也随之改变,进而影响泥炭地碳埋藏和发育过程。作为泥炭地生态系统重要的次级生产者,摇蚊群落结构变迁可以为追溯泥炭地环境演变和发育历史提供关键线索。泥炭地在发育过程中将经历各种不同阶段,然而,现有的泥炭地摇蚊群落调查仅限于泥炭生境或泥炭地中开阔水域,较短的生境梯度不足以提供更为全面的摇蚊群落变化信息。神农架大九湖湿地包含泥炭地、湖泊、临时性水体等多种生境,本研究选择该湿地公园作为研究区域,通过采集不同生境的表层沉积物及水体样品,提取底泥亚化石摇蚊头壳,分析大九湖湿地中不同生境下的摇蚊群落结构差异,并对其与环境因子间的关系进行探讨。结果表明:1)大九湖湿地不同生境中摇蚊优势种迥异,泥炭藓藓丘生境中Limnophyes、Psilometriocnemus、Pseudosmittia等半陆生种类为主要优势种,湖泊生境中则以典型静水种Polypedilum nubeculosum-type为主要优势种,而过渡性水域(泥炭地洼地、沟渠及水洼生境)中,静水种与半陆生种共存;2)烧失量、水位埋深和pH是塑造不同生境类型下摇蚊群落结构的显著环境因子,水文条件主要通过改变碳积累过程等其他环境条件间接影响生物群落组成;3)沿水生-半陆生生境梯度,有机质含量和类型均发生显著变化,而摇蚊群落也由静水种、静水/半陆生共存转变为以半陆生种为主,摇蚊群落对生境变化表现出良好的响应过程。本研究揭示了不同生境条件下摇蚊群落的结构差异及影响摇蚊群落结构的潜在因子,为未来基于摇蚊的长时间尺度上泥炭地发育过程分析提供参考依据。     

2017年8月8日四川九寨沟MS7.0地震前甘肃南部地区视应力变化

利用甘肃省区域台网提供的地震波形资料,计算甘肃南部地区2010年1月～2017年8月M_L≥2.0地震的视应力,分析九寨沟地震前甘南地区视应力的时空演化特征,所得结果如下：①M_L2.6～3.1、M_L2.0～2.5震级段地震视应力的空间分布具有较好的一致性,九寨沟M_S7.0地震前,距震中较近的川甘交界地区的舟曲、文县等地呈现出较为集中的视应力高值异常;②M_L2.0～2.5、M_L2.6～3.1地震的视应力在大区域范围内随时间的变化趋势有一定差异,M_L2.6～3.1地震视应力变化更为明显,在较大区域范围内表现为震前显著升高,而M_L2.0～2.5地震视应力则在震前一两年内开始下降;③随着区域划分范围向震中靠近,M_L2.0～2.5、M_L2.6～3.1地震视应力的变化逐渐趋于一致,至震中附近时,2个震级段视应力均表现为“震前几年长时间升高—临震前几个月下降”的同步变化。     

共振柱试验的非线性拟合研究

土体动力参数是表征土动力特性的重要指标,对抗震计算具有重要影响。利用GCTS共振柱仪对淤泥、黏土、粉质黏土和粉砂进行共振柱试验,对Hardin—Drnevich提出的双曲线模型的模量比表达式进行线性拟合与改进的非线性拟合对比研究。结果表明：改进的非线性拟合得到的曲线较线性拟合曲线更加接近原始数据点;在低应变处,非线性拟合残差小于线性拟合残差,随着应变增加非线性拟合的残差接近线性拟合残差,在大应变处线性拟合残差小于非线性拟合的残差;改进的非线性拟合的最大动剪切模量G_dmax和参考剪应变γ_r的标准误差及置信区间宽度均比线性拟合的结果小;拟合优度评价指标表明改进非线性拟合效果优于线性拟合效果。将线性拟合结果作为非线性拟合方法的初始值的改进方法较线性拟合方法具有更高的准确性和稳定性,并具有更高的应用价值。     

云南地区强震前的应变扰动异常

计算和分析了云南地区5次M_L ≥ 6.5强震前的应变扰动ε_i值.结果表明,地震前5~8年,归一化为4级的地震的ε_i出现明显的高值异常;未来震中区域ε_i值变小,周围地区增大,形成空区;ε_i值有由零星分布逐渐向震中区收缩、集中并增强的趋势.     

岷县漳县Ms6.6地震前武都、天水钻孔应变异常变化分析

2013年7月22日岷县漳县M_s6.6地震前2~3月内,武都、天水应变资料出现了不同程度的异常变化,其中两台的NW道异常都非常显著,与2003年、2004年2次岷县地震前武都应变出现的异常很相似,都有β₁、β₂、γ₁三阶段前兆异常特征。     

新疆及邻区体波震级初步分析研究

依据《地震震级的规定（GB 17740—2017）》,分析了2009—2017年新疆地震台网所记录的新疆及邻区476次中深源地震事件,测定了13601个m_b（短周期体波震级）和12035个m_B（BB）（宽频带体波震级）的数据样本,回归分析m_b和m_B（BB）得到回归方程及量规函数,结果显示m_b和m_B（BB）相关系数为0.966,表明两者显著相关。因此,建议对于中强型中深源地震可以直接从原始速度型宽频带数字地震记录上测定长周期体波震级m_B（BB）,提高地震速报测定的速度和精度。通过震级偏差统计和台站场地响应计算,分析新疆地震台网中的XKR、HTA、ATS和KSZ等地震台站震级偏差较大的原因为砂岩、灰岩、砂土层等类型的台基放大了场地响应,说明台基类型对体波震级偏差的影响较大。与NEIC测定的体波震级对比时,发现新疆地震台网测定体波震级平均偏大0.42级,且偏差随着震源深度的增加有增大的趋势。     

传统与现代震级标度

首先阐述并比较传统震级(M_L、m_b、m_B、M_S及M_JMA)所用数据、计算方法及适用范围,系统梳理两种现代震级标度M_e和M_W的理论基础及计算方法。然后根据使用数据及适用场景不同,介绍M_WW、M_WC、M_Wb、M_wp及M_dt等矩震级测定方法;同时,随着越来越丰富的GPS观测数据,基于高频GPS观测也越来越多地被用于地震震级快速测定工作。最后对这些震级测定方法的时效性进行对比分析,讨论不同震级标度的适用场景及其稳定性。     

基于GNSS观测的泸定MS6.8地震震前变形演化特征研究

利用2017—2020年中国局部GNSS速度场和地壳运动观测网络的基准站时间序列数据,从基线时间序列变化特征、多尺度地壳应变参数两方面,详细分析了2022年泸定M_S6.8地震前的构造变形及其演化特征,得到以下认识:①2021年玛多M_S7.4地震后,巴颜喀拉块体内部甘孜—小金、炉霍—小金基线时间序列的加速压缩,表明其边界断裂受同震破裂影响发生解耦并加速向南、东向推挤,导致鲜水河断裂南段—龙门山断裂西南段所围限的三岔口一带的应变能积累速率加快,地震危险性增加;②泸定M_S6.8地震处于大型走滑断裂带剪切应变高值边缘的弱化区、垂直于断层方向应变的张性区,表明闭锁背景下正应变的减小有利于断层破裂和地震成核。     

2017年8月8日九寨沟MS7.0地震序列分析

2017年8月8日四川九寨沟发生M_S7.0地震,该地震发生在巴颜喀喇块体的东北边界,震中区域构造条件复杂,是巴颜喀喇块体北侧左旋走滑环境向东侧逆冲挤压环境过渡的位置,附近地区历史强震较多。九寨沟地震是一次主-余型地震,余震活动水平较弱,主震发生后短时间内M_L≥4.0余震的“等待时间”存在异常,震后较长时间余震活动恢复到正常状态,序列h值、余震视应力等符合主-余型序列特征。序列b值为0.84,G-R关系推测序列最大余震的震级约为M_L5.4（M_S5.0）,8月9日发生的M_S4.8地震是目前该序列的最强余震。通过与1970年以来附近地区7级左右地震序列的对比认为,九寨沟地震与1976年松潘-平武2次7.2级地震序列在余震空间位置、发震构造和震源机制等方面存在较大差异,因此,不具备发育为震群型序列的条件。九寨沟地震主震视应力为0.36～0.38MPa,属于应力下调模型,序列余震的平均视应力水平接近龙门山断裂带附近中小地震的平均背景水平。     

四川长宁地区地震震源参数的时空分布特征

使用谱比法计算得到四川长宁地区2018年12月至2019年7月期间442个地震的震源参数,并进一步分析了震源参数之间的相互关系及应力降的时空分布特征。研究区的地震活动主要集中在长宁背斜核部和南部建武向斜页岩气开采区。研究结果显示,该地区M_L1.3~4.7地震的应力降位于0.02~7.26MPa范围内,超过90%的地震应力降小于2MPa,应力降总体呈现随震级增大而增大的趋势,但与震源深度的关系并不明显。长宁M_S6.0地震发生之前,震源区地震的应力降总体处于较低水平,主震发生之后,短期内余震的应力降较高,随后快速衰减。这些高应力降地震空间上主要集中在长宁余震区的西北段,也是余震强度较大、发生了几次M_S>5.0强余震的位置。建武向斜页岩气开采区地震的应力降总体略低于长宁背斜地区,但差异并不显著。     

长江中下游大型湖泊水体固有光学特性:Ⅰ.吸收

吸收系数是水体固有光学特性的重要组成部分,也是构建水色参数高精度遥感模型的基础,具有重要的研究意义.本文针对长江中下游三大淡水湖——鄱阳湖(2010 10、2011 08)、太湖(2008 10、2011 08)和巢湖(2009 10)进行5次野外实验,以International Ocean Colour Coordinating Group(IOCCG)2000年报告"Remote Sensing of Ocean Colour in Coastal,and Other Optically-Complex,Waters"为基础,对水体不同光学主导类型进行分类;并根据a_d(非色素颗粒物吸收)、a_ph(浮游植物色素吸收)、a_g(有色可溶性有机物吸收)等不同主导类型光谱曲线特征差异,引入a_d-g(主导类型a_d、a_g、a_d-a_g的合并类型)和a_ph-related(主导类型a_d-a_ph、a_d-a_ph-a_g的合并类型)类型,对主导类型进行归纳合并.结果显示:秋季,鄱阳湖、太湖、巢湖的主导类型较为单一,分别为a_d、a_d-a_g、a_d-a_ph-a_g;夏季,鄱阳湖和太湖同为两种类型共同主导,分别为a_d、a_d-a_g,a_d-a_ph-a_g、a_d-a_ph.总体来说,鄱阳湖夏、秋季和太湖秋季主导类型都属于a_d-g类型,而太湖夏季和巢湖秋季则属于a_ph-related类型.另外,分别针对Gons和Gitelson叶绿素a模型假设条件进行验证,发现不同湖泊水体及不同主导类型下其适用性程度不一致.     

等吸力三轴剪切试验中非饱和黄土强度变形及水量变化特性

通过饱和原状黄土常规三轴试验和非饱和原状黄土等吸力三轴试验研究吸力和净围压对非饱和黄土强度变形的影响,并用HUANG等、胡冉等和方祥位等提出的土水特征曲线模型分析剪切过程中排水规律。研究结果表明：等吸力下原状土样固结剪切体积变形随净围压增大而增大;等净围压下原状土样固结剪切体积变形量随吸力的增大基本呈减小趋势。p-q平面内饱和土CSL线逐渐超过低吸力下非饱和土CSL线,原因在于随着p值增大,相对于非饱和土,饱和土孔隙比越来越小,较小孔隙比对抗剪强度的贡献逐渐大于非饱和土吸力对抗剪强度的贡献。应用固结稳定的数据拟合出HUANG等和胡冉等提出的模型参数,并预测剪切过程中的排水量,发现剪切速率对排水量有影响,这两种模型适用于剪切速率慢,排水充分的情况,而方祥位等提出的模型对不同剪切速率会拟合出不同的参数。     

匹配滤波方法研究2016年意大利中部MW6.0地震的余震迁移

2016年8月24日意大利中部发生M_W6.0地震,2个月之后,震中附近相继发生M_W5.5、M_W5.9、M_W6.5地震。研究这几次较大地震间的相互触发作用及机制十分必要,然而在大地震之后传统地震目录通常缺失很多余震事件,缺失的余震事件包含着早期余震时空分布和迁移规律的信息,为完善余震目录本文利用匹配滤波方法对M_W6.0地震后80天内的连续数据进行余震检测,得到了数十倍于模板数量的新检测事件,检测事件与模板事件组成的新余震目录完备震级为1.0,提高了地震目录的完备性。依据新余震目录进行余震时空分布研究,结果显示M_W6.0、M_W5.9、M_W6.5地震的早期余震迁移规律不同。M_W6.0地震的早期余震沿着断裂走向同时朝两侧迁移;而M_W5.9、M_W6.5地震的早期余震向南、北迁移表示出不对称的特征。通过拟合余震迁移前端发现,M_W6.0、M_W5.5地震的早期余震朝着随后较大地震的方向迁移,且较符合lgt的特征,表明余震迁移可能与慢滑动有关。     

黄河阶地特征与地震动参数的相关性研究

在分析已有资料的基础上划分了兰州盆地与建设工程分布密切相关的T₀、T₁、T₂、T₃和T₄级黄河阶地,建立201个土层地震反应模型。通过一维等效线性化计算和反应谱分析,得出兰州盆地沉积阶地50年超越概率10%地表地震动参数,分析阶地高度和v_S≤500 m/s覆盖层厚度特征与地震动参数峰值加速度Am和加速度反应谱特征周期T_g的相关性。表明兰州盆地T₀~T₂阶地覆盖层厚度与50年超越概率10%A_m呈正相关,T₃及以上阶地覆盖层厚度对A_m增大有明显的减小作用。T_g值随T₀~T₃阶地覆盖层厚度的增加而变大,当覆盖层厚度进一步变大,T_g值不再同步增大,阶地覆盖层厚度对T_g的影响是有限的,阶地海拔高度与地表50年超越概率10%地震动参数没有关系。