移动荷载作用下非均匀地基的动力响应分析

基于线弹性动力学理论,结合坐标变换,建立了移动荷载作用下非均匀弹性半平面地基的动力控制方程,利用半解析法研究了移动荷载作用下二维非均匀地基的动力响应问题。采用傅里叶（Fourier）级数展开,假设了响应函数的级数形式,通过理论推导获得了剪切模量随深度任意变化的非均匀地基在移动荷载作用下各物理量的解析表达式。考虑土体的剪切模量沿厚度方向按幂函数梯度变化,通过数值算例分析并讨论了地基非均匀参数、荷载移动速度以及地基表面的剪切模量等对地基力学响应的影响规律,并与均质地基的计算结果进行了比较。数值结果表明：地基中各点的竖向位移随着土体表面剪切模量和表征土体非均匀性的梯度因子的增大而减小,随着荷载移动速度的增大而增大。在移动荷载作用下,非均匀地基与均匀地基的动力响应有着显著的区别。     

济阳坳陷特低渗透油藏地质多因素综合定量分类评价

在定量表征特低渗透油藏开发效果及地质特征的基础上,探讨特低渗透油藏开发效果主控地质因素。应用灰色关联分析法对济阳坳陷特低渗透油藏开展地质多因素综合定量分类评价,形成了一套以开发效果表征特低渗透油藏综合特征、从单井到区块基于灰色关联分析的特低渗透油藏地质多因素综合定量分类评价方法。研究结果表明,济阳坳陷特低渗透油藏主要为滩坝砂、浊积岩、砂砾岩沉积,具有埋藏深度大、粒度细、分选较好、孔喉微细、单层厚度薄、分布零散、比储量丰度低、流动性差的地质特点。定义累积产油差表征开发效果以反映特低渗透油藏综合特征,其主控地质因素为油层厚度层数比、砂岩厚度层数比、平均粒径、采油段中深、渗透率、孔隙度、比储量丰度。通过地质多因素综合定量分类评价,将济阳坳陷特低渗透油藏分为3类：Ⅰ类综合评价分数大于0.6,累积产油差大于4 500,开发效果最好;Ⅱ类综合评价分数0.4~0.6,累积产油差-2 500到4 500,开发效果中等;Ⅲ类综合评价分数小于0.4,累积产油差小于-2 500,开发效果差。利用不同区块已有开发数据检验,分类评价结果与实际生产情况一致性良好。Ⅰ类、Ⅱ类特低渗透油藏应该作为现阶段特低渗透油藏直井、水平井优先开发的对象。     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏模式研究

南海北部陆坡神狐海域是我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区,独特的水合物成藏特征,难以利用当前观测到的沉积速率和流体流动条件对其成藏机理进行解释和量化说明,对其形成演化模式和控制因素尚不明确.本文构建了海洋天然气水合物形成演化过程的动力学模型,模型的主控参量为海底沉积速率和水流速率,以此计算了神狐海域天然气水合物聚集演化过程,并与饱和度的盐度测试值进行对比.最后,在研究神狐海域地质构造活动和水合物成藏动力学基础上建立了神狐天然气水合物形成演化模式.认为神狐海域当前的天然气水合物是在上新世末—更新世早期断裂体系水合物基础上继承演化而来的,神狐海域天然气水合物形成演化具有典型的二元模式.第一阶段水合物形成发生在距今1.5 Ma之前构造活动形成的断裂体系中,高达50 m/ka的孔隙水流动携带了大量的甲烷进入水合物稳定带,导致了水合物的快速生成,在4万年内形成了饱和度达20%的甲烷水合物;第二阶段发生在1.5 Ma以来,泥质粉砂沉积使沉积体渗透率骤减,0.7 m/ka的低速率水流使甲烷供给不足,在海底浅层新沉积体中无法生成水合物,仅在水合物稳定带底部有缓慢的水合物继承增长,并因此形成了神狐海域当前观测到的水合物产出特征,而且水合物资源量仍在减少.     

风云二号F星太阳X射线探测器在轨探测初步成果

风云二号系列卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,太阳X射线探测器是该系列卫星的重要有效载荷,监测太阳耀斑爆发过程,并对太阳质子事件等灾害性的空间天气事件进行预警.卫星自旋一周,该探测器完成一次全日面观测,记录太阳X射线的能谱与流量.2012年初,太阳活动进入第24周峰年,风云二号卫星太阳X射线探测器的在轨运行取得了良好的观测结果.相比于过去的太阳X射线探测器,风云二号F星的太阳X射线探测器应用了硅漂移探测(Silicon Drift Detector,SDD)技术,对GEO轨道海量的高能带电粒子采取了有效的屏蔽措施,可以对更"软"的X射线进行观测,能谱分辨率本领达到国际先进水平,对太阳耀斑的量化定级精度更高,在轨初步观测结果表明,精确的能谱探测能力可提高太阳质子事件预警能力,能道响应的时间特性比过去的探测数据更准确地反映了太阳耀斑的加热过程和带电粒子加速特性.本文介绍了风云二号F星太阳X射线探测器的设计及其发射前的标定试验结果,并且对发射后在轨运行获得的初步探测成果进行分析和讨论.     

近磁尾TC-1观测到伴随有高速流的ULF波及不稳定性分析

2004年8月3日近地TC-1卫星在磁尾X_GSM~－12R_E的等离子体片内,观测到了伴随着高速流的低于离子回旋频率的波,即超低频波(ULF,Ultra Low Frequency).该波垂直分量的振幅在高速流及其振荡减速期间大致相当;而平行分量振幅在高速流时明显大于其振荡减速时. 利用一个扰动双流模型对完全磁化离子横场漂移驱动的电磁不稳定性计算后,预测结果表明:(1)对于垂直分量来说,横场漂移速度与Alfvén速度的比值影响不稳定性增长率和激发波频率,随其比值增加,增长率变大,激发波频率从负值增加到正值.(2)对于平行分量来说,温度各向异性时等离子体热速度与Alfvén速度比值只影响不稳定性增长率和激发波频率,未改变不稳定性模类别;而温度各向同性时离子横场漂移速度与Alfvén速度比值既影响不稳定性模的种类及其分支,又影响激发波频率.进一步将卫星观测到的等离子体密度、温度、整体流速和磁场代入模型方程,进行数值计算与上述预测结果对比后发现:卫星观测中垂直分量的功率谱密度(PSD,Power Spectrum Density)增强时间和频段与理论模型中由β_//、β_⊥和v_⊥/V_A引起不稳定性激发的波一致;卫星观测中平行分量的功率谱密度增强时间与理论模型基本相符,但是前者的频率明显地低于后者.因此,除了需考虑平行磁场的离子整体流速对不稳定性激发波频率的可能影响,还需要统计上进一步核实伴随有高速流的ULF波与不稳定性的相关性.     

A Stochastic Inversion Method for Potential Field Data: Ant Colony Optimization

Simulating natural ants’ foraging behavior, the ant colony optimization (ACO) algorithm performs excellently in combinational optimization problems, for example the traveling salesman problem and the quadratic assignment problem. However, the ACO is seldom used to inverted for gravitational and magnetic data. On the basis of the continuous and multi-dimensional objective function for potential field data optimization inversion, we present the node partition strategy ACO (NP-ACO) algorithm for inversion of model variables of fixed shape and recovery of physical property distributions of complicated shape models. We divide the continuous variables into discrete nodes and ants directionally tour the nodes by use of transition probabilities. We update the pheromone trails by use of Gaussian mapping between the objective function value and the quantity of pheromone. It can analyze the search results in real time and promote the rate of convergence and precision of inversion. Traditional mapping, including the ant-cycle system, weaken the differences between ant individuals and lead to premature convergence. We tested our method by use of synthetic data and real data from scenarios involving gravity and magnetic anomalies. The inverted model variables and recovered physical property distributions were in good agreement with the true values. The ACO algorithm for binary representation imaging and full imaging can recover sharper physical property distributions than traditional linear inversion methods. The ACO has good optimization capability and some excellent characteristics, for example robustness, parallel implementation, and portability, compared with other stochastic metaheuristics.     

2012年印尼8.6级地震应变地震波的Hilbert-Huang时频分析

本文通过端点效应压制的Hilbert-Huang变换, 对大同及沁源台布置的四分量钻孔应变仪记录的印尼8.6级地震激发的应变地震波形进行时频分析, 结果显示印尼8.6级地震的主震和8.2级余震的应变地震波序列各个震相具有不同的时频特征: ① 地震波到达之前的所谓“环境噪声”部分, 瞬时频率低, 瞬时振幅小; ② P波初至时, 高频成分突然增加, 振幅也随即增强; ③ S波到达时, 频率有所降低而振幅剧烈上升; ④ 面波到达时, 振幅进一步剧烈上升达到整个序列的极大值; ⑤ 尾波部分振幅逐渐降低, 但与噪声部分相比频率依然偏高, 振幅依然偏大。 本文也将应变地震波与地震仪记录的地震波进行对比, 虽然应变地震波与地震波波形和Fourier谱具有极高的相关系数, 但从Hilbert-Huang变换得到的边际谱上看, 应变地震波与地震波有显著的区别, 应变地震波比地震波记录的低频成分相对更多。 通过Hilbert谱, 有助于更好地了解非平稳信号的局部特征, 对于突变信号的地震波, Hilbert-Huang变换是一个较好的时频分析工具。     

滁州地区构造活动特征分析

通过对安徽滁州地区主要断层活动特征调查、坳陷与断坳发育演化的分析,得出两类构造活动具有一致性,且第四纪以来整体表现为弱活动特点。考虑研究区西侧的郯庐断裂带和东北侧的苏北盆地两个中强构造活动区影响,认为滁州地区处于协调区域构造应力释放的活动状态,地震活动水平较低。     

面向对象的高分辨率影像单值分类耕地提取方法研究

遥感技术已广泛地应用于土地覆盖/土地利用分类中。在专题应用中,用户只对某一类地物感兴趣,例如耕地提取,即单类别分类问题。随着影像分辨率的提高,基于像元的分类算法难以满足高分辨率影像高精度信息提取的需求。本文采用结合面向对象分类思想和基于正样本、未标记样本遥感单值（PUL）分类方法从多源高分辨率影像中提取耕地信息,并与基于像素的分类实验进行对比分析。结果表明,在缺少部分地类的不完全训练集下,基于面向对象的单值分类较传统神经网络分类有更较稳定的表现,并且远优于基于像素的分类结果。     

华北平原冬小麦根系在土壤中的分布研究

小麦根系在土壤中的分布是准确量化植被与气候相互作用不可缺少的参数,也是小麦生产的科学管理和节水农业发展的重要科学依据。利用中国气象局固城生态环境与农业气象试验站大型根系观测系统,观测冬小麦“济麦-22”的根系参数,对根长、根长密度、根重密度和根系粗度在土壤中的垂直分布进行分析。结果表明：垂直方向上,冬小麦的根量（根长和根干重）随土壤深度增加呈减少分布。重旱、轻中旱、适宜和偏湿4种处理的根长垂直分布与自然对照的相关系数分别为0.91、0.29、0.90和0.86,其中重旱与自然对照的相关性最好,轻中旱较差。土壤水分可以影响冬小麦根系的生长。土壤水分充足时,有利于根系生长,使表层根系量增多,根干物质量增加;土壤水分亏缺时,则相反。轻度干旱有利于中下层根系的延伸生长。冬小麦的根长密度与根重密度的相关系数呈显著的正相关,根系粗度随土壤深度的增加减少。