Spatial behaviour of Rayleigh waves in layered half‐spaces under active surface sources

In the free state, Rayleigh waves are assumed to travel in the form of planar wavefronts. Under such an assumption, the propagation behaviour of the modes of Rayleigh waves in layered half‐spaces is only frequency dependent. The frequency behaviour, which is often termed as dispersion, is determined by the shear wave velocity profile of layered soils within the depth related to wavelength (or frequency). According to this characteristic, the shear wave velocity profile can be back‐analysed from the dispersion. The technique is widely used in the surface wave testing. However, the wavefronts of Rayleigh waves activated by the surface sources are non‐planar. The geometric discrepancy could result in Rayleigh waves manifesting distance‐dependent behaviour, which is referred to as spatial behaviour in this paper. Conventional analysis ignoring this spatial behaviour could introduce unexpected errors. In order to take the effects of sources on the propagation behaviour into account, a new mathematical model is established for Rayleigh waves in layered elastic media under vertical disc‐like surface sources using the thin‐layer method. The spatial behaviour of the activated modes and the apparent phase velocity, which is the propagation velocity of Rayleigh waves superposed by the multiple modes, are then analysed. Aspects of the spatial behaviour investigated in this paper include the equilibrium path, the particle orbit, and the geometric attenuation of the activated Rayleigh waves. The results presented in this paper can provide some guidelines for developing new inverse mathematical models and algorithms.     

K型加强节点承载力及滞回性能分析

K型相贯节点区域容易出现主管管壁的局部屈曲与撕裂,可以采用主管与内套管之间夹层灌混凝土的方法进行加强。采用有限元软件ANSYS,对加强前后节点的静力极限承载力和滞回性能进行分析。结果表明:在主管与内套管之间夹层灌混凝土可有效改善节点的破坏模式,减小节点附近的应力集中问题,同时增强节点的刚度与承载力;无加强节点滞回曲线较为丰满,承载力下降相对平缓,但和加强节点比较,承载力相差明显;减小内套管的尺寸在一定程度上可以提高节点的极限承载力。     

Direct Conservative Domain in the Continuous Galerkin Method for Groundwater Models

The continuous Galerkin finite element method is commonly considered locally nonconservative because a single element with fluxes computed directly from its potential distribution is unable to conserve its mass and fluxes across edges that are discontinuous. Some literature sources have demonstrated that the continuous Galerkin method can be locally conservative with postprocessed fluxes. This paper proposes the concept of a direct conservative domain (DCD), which could conserve mass when fluxes are computed directly from the potential distribution. Also presented here is a method for modifying the advection fluxes to obtain different conservative domains from the DCDs. Furthermore, DCDs are used to analyze the local conservation of several postprocessing algorithms, for which DCDs provide the theoretical basis. The local conservation of DCDs and the proposed method are illustrated and verified by using a hypothetical 2‐D model.     

利用近场高频GPS、 强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川MS8.0地震的震源时空破裂过程

联合近场GPS测站1-Hz运动学位移、 强震仪加速度波形和全球台站P震相波形作为约束, 以时空滑动分布约束条件和ABIC模型参数选择方法, 结合先验的滑动方向变化范围, 反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程, 给出了能够综合反映震源破裂过程的统一模型。 结果表明, 汶川地震总体上存在4个主要的破裂区, 最主要的一个破裂区位于震源东北40~120 km, 断层面上的最大位错量约为10 m, 主体滑动分布在2~20 km深度范围, 破裂达到地表; 第二个主体破裂区位于断层破裂带南段, 最大滑动量达到6 m; 另外2个主体滑动区位于断层破裂带北段, 但滑动破裂量小于断层南段破裂区的滑动量, 滑动破裂值最大值为4 m, 超过1 m的区域在走向上超过70 km。 反演得到的断层滑动模型的地震矩为9.5×10²¹ Nm, 相应的矩震级为M_W7.95。 汶川地震破裂表现为单侧破裂, 起始破裂在汶川下方16 km深度, 向东北方向一致性地传播, 过程持续~120 s。 在地震发生后0~10 s内, 破裂集中在震源起始破裂区, 滑动破裂值为~1.0 m, 之后破裂向东北方向扩展, 震后20~40 s是主要的破裂时段。 在40~60 s, 破裂跨越断层南段和北段。 在80~90 s破裂最大值开始下降, 在100~110 s时, 下降为~0.5 m, 在110~120 s时, 下降为~0.1 m。 加入近场GPS测站1-Hz 波形数据与近场强震仪波形和远场长周期体波联合反演, 提高了震源破裂模型的空间分辨率, 特别是浅部滑动破裂区的分辨率, 反演的最大滑动破裂值比不用1-Hz 波形数据反演的结果增大, 表明近场1-Hz GPS波形数据对于揭示汶川地震的时空破裂过程具有重要的作用。     

全张量磁梯度数据的斜导数特征值边界识别方法研究

本文提出了一种全张量磁梯度数据的斜导数边界识别方法,该方法利用全张量磁梯度数据定义了北向斜导数、东向斜导数和垂向斜导数.模型试验表明,北向和东向斜导数无法有效识别磁性异常体边界,异常形态复杂虚假异常较多,而垂向斜导数在高纬度斜磁化或者垂直磁化条件下可以清晰而准确得识别地质体的边界,具有一定的深度识别能力.与现有磁张量梯度的边界识别方法相比,识别效果好,可以有效均衡不同深度地质体的响应.将上述方法应用于大兴安岭地区实测航磁三分量数据转换得到的全张量数据,获得了研究区浅部磁性体的分布,并与三分量数据进行联合解释,取得良好的地质效果.     

全干涉成像的微地震定位方法研究

基于偏移成像的微地震定位方法由于可避免走时拾取误差以及可实现自动化定位等优点被广泛应用.绕射叠加方法将能量沿走时曲线聚焦到空间网格点上,进行成像时需要搜索发震时刻.干涉成像方法利用互相关提取的走时差信息可避免搜索发震时刻,但定位结果受数据信噪比的影响较大.为了进一步提高干涉成像法的定位精度,本文提出一种同时使用互相关和自相关道集的全干涉成像方法,增加的自相关道集提取的S-P走时差可降低震源-检波器方向的定位误差,提高定位精度.单井监测的理论测试和实际数据的研究结果表明,全干涉成像的定位精度高于仅使用互相关道集的干涉成像方法,同时计算效率高于绕射叠加方法.     

水文干旱多变量联合设计及水库影响评估

基于东江流域博罗站月径流数据,采用游程理论提取水文干旱事件.选用Meta-Gaussian Copula函数,统计模拟水文干旱指标的多变量联合分布.采用Kendall联合重现期和最大可能权函数,设计给定联合超越重现期的水文干旱指标组合值,并定量评估水库径流调节作用对水文干旱多变量联合特征的影响.结果表明:东江流域水文干旱历时、强度和峰值的统计优选分布均为韦布尔分布.干旱指标之间具有较高的正相关性,Meta-Gaussian Copula能够很好地模拟水文干旱指标两变量和三变量联合分布.基于任意两个变量联合设计和三变量联合设计,干旱指标设计组合值位于同频位置附近,且同一个干旱指标设计值在不同变量组合之间差别较小.水库径流调节作用对于缓解东江流域水文干旱效果明显,同一组干旱指标的多变量联合超越重现期在水库影响下明显变大.联合超越重现期越小,水库对联合设计值的影响程度越大.根据目前水库运行模式,若要满足河道内最小管理流量目标,联合超越重现期10 a一遇的干旱历时、强度和峰值依然达到了约3.89~4.04月、7.20~7.97亿m3和2.99~3.12亿m3.     

富营养化高原浅水湖泊持续多年生态修复工程效果分析——以滇池大泊口为例

大泊口位于滇池草海南部,水域面积0.52 km²,平均水深约2 m,作为滇池草海重富营养化水域生态修复示范区,大泊口分别于2015和2019年开展了两期生态修复工程,经过近年来的系统治理,大泊口水生态治理效果初步显现。为分析探究成功修复湖区水质改善、生态系统企稳向好的原因,本研究选择2015年2月—2021年12月共7年的连续监测数据,根据工程开展情况以及水生态状况将大泊口水域划分为4个部分(A1～A4水域),首先分析4个区域内主要的水质指标(悬浮物(SS)、化学需氧量(COD_Cr)、总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素a(Chl.a))的变化趋势和相关性,其次探究不同类型生态工程的修复效果,最后与草海和外海水域进行对比,分析大泊口的治理效果。结果表明,治理后大泊口A1～A4水域的COD_Cr、TP和Chl.a稳定下降,COD_Cr分别降低18.65、27.96、25.26、40.92 mg/L,TP分别降低0.11、0.10、0.11、0.14mg/L,Chl.a分别降低0.037、0.068、0.06...     

中国地质灾害气象预警实践:2003-2012

中国地质灾害气象预警始于2003年,每年汛期(5~9月)向公众社会发布预警信息,警示群众注意防范降雨引发的崩塌滑坡泥石流等地质灾害。本文概略介绍了2003-2012年中国地质灾害气象预警的工作机制、技术方法和预警效果等方面的成就。工作机制方面,采用国家级、省级和市县级的分级运行管理方式,并不断健全和完善了预警合作机制和信息共享机制。技术方法方面,创建了隐式统计预警(临界降雨量判据法)和显式统计预警(地质环境与降雨多参数耦合判据)两代预警模型,并研发了相应的业务运行系统,有效指导了区域地质灾害气象预警、地质灾害群测群防和典型地区专业监测预警研究。预警成效方面,通过电视、网络、手机短信、微信微博等多种媒体发布地质灾害预警信息,使社会公众特别是基层社区居民的防灾意识显著增强,减灾知识逐渐增长,合理利用地质环境,主动防治地质灾害已在中国取得广泛的共识。     

单纯形定位方法在新疆数字地震台网的测定精度分析

地震定位是地震学中最基本的问题之一,现阶段大部分采用基于走时的方法。单纯形定位方法作为一种直接搜索类的方法,在新疆测震台网日常地震目录产出中发挥了重要作用。本文采用数值模拟的方法,利用新疆测震台网现有布局,结合“3400”走时表,分析单纯形定位方法在新疆测震台网的测定精度。研究表明,对于新疆测震台网网内浅源地震,单纯形定位方法能够得出较为精确的震中位置,而得出的网外地震震中位置存在一定偏差;初至折射波对震源深度有一定的控制能力,速度模型的准确性对震源深度和发震时刻的测定影响较大。