多维分形奇异功率谱分析与应用

地球物理信号中普遍含有噪声，消除噪声是地球物理信号处理中的关键技术之一.奇异功率谱分析（SSA）是在状态空间（又称相空间）中研究（系统）动力学、非线性科学与混沌现象的方法.本文在状态空间中通过SSA分解，研究、应用地球物理序列的尺度不变性进行多维分形滤波：通过在状态空间的SSA分解，构造了经验正交函数系（EOF）；在EOF子空间中定义了两种尺度与测度后，发现了两种测度与尺度皆在多个尺度范围内存在尺度不变性；利用这种尺度~测度的尺度不变性，设计、实现了多维分形奇异功率谱(MSSA)滤波模型；处理解释了大洋钻探（ODP）1143A孔岩芯自然反射性（NGR）资料；Fourier功率谱分析结果证明，MSSA能有效地压制噪声，提取有用信号.研究得出，嵌入维数对MSSA基本无影响（小于1/1000），多维分形滤波器（MSSA）能有效压制噪声或提取有用信号.     

我国1′×1′高程异常模型的建立及应用

高精度地确定我国陆海任意点的似大地水准面高(或称高程异常),其基础是先建立相应区域的高精度、高分辨率的高程异常数字模型,然后在此基础上通过内插软件确定.本文阐述了建立我国陆海1′×1′高程异常数字模型的数据、方法和步骤等.分别采用全国854个(一、二级网和A、B级网点)和75个(地震监测站点)高精度GPS/水准点作为外部检核点,对该数字模型进行了精度估计,结果表明:由该数字模型确定全国任意点高程异常的精度,东部地区分别为±0.18 m和±0.13 m,西部地区分别为±0.30 m和±0.22 m,全国总体精度分别为±0.23 m和±0.17 m.比规划的±0.5 m精度指标提高了1倍多.少部分区域达到了厘米级精度.由1′×1′高程异常数字模型及相应软件确定任意点结果的速度一般在2s内.     

PPP_AR模糊度固定模式下的PPP性能分析

利用6个IGS跟踪站一周的静态数据,采用采样间隔为30 s的卫星钟差产品,对精密单点定位（PPP）整周模糊度的固定模式——PPP_AR模式和常规的浮点解模式下的定位精度和收敛时间进行了比较试验。结果表明,PPP_AR模糊度固定模式下,数据之间具有自洽性,定位精度在E-W和N-S两个方向的RMS都优于1 cm,在U-D方向优于3.5 cm,明显高于浮点解模式下的定位精度。且PPP_AR模式下整周模糊度的固定率都在93％以上。PPP_AR模式下的收敛时间集中在20～25 min,浮点解模式25～35 min。      

四川旺苍化龙垂向剖面土壤地球化学特征

采集四川旺苍化龙乡10个垂向剖面分层样100件,对其中的SiO2、Fe2O3、Cr、Cd、Ge、Se等27个组分进行测定。通过不同类型土壤层元素平均值、富集系数、变异系数的分析,对元素的分布、迁移规律、来源等进行探讨。结果显示：与表层土壤背景值相比,Mo、As含量偏高而强富集,F、Ge富集,SiO2、Fe2O3、Cr、Cd、B、Ga、P呈高背景分布,P2O5、S、Ni、Se呈地球化学亏损分布,其余元素呈低背景分布;Cd（Cv=2.33）及As（Cv=2.85）呈强分异,其他元素在垂向剖面上呈均匀—较均匀分布;P2O5、S、B、Cu、Zn、As、Pb、Hg、Se的平均含量随深度增加不断减小,SiO2、Fe2O3、Cr、Ga等基本没有变化,F、Mn随深度增加先升高后降低,Ge随深度增加先降低后升高。研究区具有适合茶叶种植的富Ge土壤。     

2019年山东夏季降水异常特征及成因分析

2019年夏季山东平均降水量为414.6 mm,较常年偏多3.0%。降水过程较少,时空分布不均,降水偏多主要是由台风“利奇马”影响所致,如果去除台风降水,夏季平均降水量较常年偏少41.8%。夏季西太平洋副热带高压持续偏强、偏西、偏南,配合欧亚中高纬的“两槽一脊”环流型,是去除台风影响后造成山东夏季降水明显偏少的直接原因;2018年9月至2019年6月的厄尔尼诺事件和热带印度洋海面温度的持续偏高对西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏南起到重要作用;北大西洋海面温度三极子持续的正位相与贝加尔湖高压脊偏强有着密切联系。     

进洞高程对黄土隧道洞口衬砌和仰坡动力响应的影响

针对黄土边坡与隧道洞口段衬砌的相互作用问题,运用数值模拟的方法分析了以不同进洞高程进洞时黄土隧道洞口段衬砌的动力响应特征和洞口仰坡的动力稳定性。结果表明:进洞高程越大,洞口段隧道衬砌的位移响应与内力响应越大;随着进洞高程的增大,坡面位移放大系数在减小,不同进洞高程进洞时坡面位移放大系数均呈先增大后减小再增大的变化趋势。在0.2~0.6H时变化最为剧烈,0.4H左右时位移放大系数达到了最大值;不同进洞高程进洞时坡面中心和水平方向距离隧道结构1.5D处的坡面位移放大系数变化趋势基本一致,其大小关系为:纯边坡位移放大系数 < 有隧道结构中面位移放大系数 < 距隧道1.5D位移放大系数;随着进洞高程的增大,剪应变增量和坡面位移均在减小,坡面的稳定性在增强。该研究可为黄土地区隧道进洞高程的选择提供一定的参考。     

地震作用下不同类型夯土长城的动力响应及稳定性分析

为了研究不同类型长城在地震作用下的动力响应特征及抗震稳定性,选取了黄羊河农场段长城、金川西段长城和长城博物馆段长城作为研究对象,通过室内土工试验得到了这3段长城的基本参数,并运用Midas-GTS软件分别建立数值模型,并输入山丹—民乐6.1级地震波判断不同长城段的动力响应及稳定性。结果表明:黄羊河农场段长城加速度和位移最大值都位于墙体右上侧,墙体最大拉应力在墙体底部,整体稳定;金川西段长城加速度和位移随高度的增加而增大,拉应力最大处在掏蚀部位,在地震作用下不稳定;长城博物馆段长城在通道上部加速度和位移最大,最大拉应力位于通道周围,在地震作用下不稳定。     

强震作用下黄土隧道洞口段地震动放大效应研究

针对黄土地区山岭隧道面临的强震灾害现实特点,以强震作用下洞口周边土体与隧道结构的地震动放大效应为主要研究目标,通过建立三维数值模型,重点研究不同坡度、坡高与入洞高程模型的坡面高程方向、水平方向以及衬砌结构的加速度与位移响应规律,提出坡面加固区范围和隧道抗震设防长度建议值。研究结果表明:仰坡高度、坡角及进洞高程的变化,均会对隧道洞口段地震响应规律和破坏模式产生重要影响,缓坡易发生坡底处的剪切破坏,而陡坡易发生坡顶的拉裂破坏;随着边坡高度的增大,边坡的滑动破坏范围逐渐增大;隧道的存在对坡面地震动高程放大效应有明显"抑制"作用,在洞口水平向存在动力响应放大区,范围为2.1～2.8倍洞径;通过分析隧道衬砌沿进深方向的动力响应规律,建议黄土隧道洞口段抗震设防长度最小值为3倍洞径。     

陕北侏罗纪煤田榆神矿区中鸡勘查区煤层厚度混合分布特征及其意义

煤层厚度统计分布及空间变化规律研究对煤矿勘探和生产建设具有重要作用.以陕北侏罗纪煤田榆神矿区中鸡勘查区详查工作中获取的83个钻孔数据为例,对三大主要可采煤层2-2煤、3-1煤、4-3煤的煤厚数据进行了探索性数据分析,认为3个层煤的煤厚数据均具有混合分布特征,进而采用MML-EM算法对煤层厚度数据进行了高斯有限混合总体筛分.由总体筛分结果可见2-2煤、3-1煤的煤厚数据近似服从由2个子分布组成的混合正态分布,4-3煤厚数据近似服从由3个子分布组成的混合正态分布.讨论了煤层底板高程与煤厚的相关关系,认为煤厚变化主要受底板高程变化影响.筛分所获取的低值与高值2个子正态分布可能分别对应于2种不同的沉积环境,即低值总体指示泥沙及砾石等沉积物的沉积速度大于植物遗体的沉积环境,高值总体则反之.