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。     

2018年9月4日新疆伽师MS5.5地震序列及发震构造讨论

2018年9月4日新疆伽师发生M_S5.5地震,震中处于塔里木地块西北缘,位于1997~1998年伽师强震群震区内。此次伽师地震前发生了M_S4.7前震,截至9月30日最大余震震级为M_S4.6（M_L5.0）,初步判定为前-主-余型地震序列。序列精定位结果显示,余震沿近NE向展布,主震震源深度与1997~1998年伽师强震主震基本一致,发震断层陡立。本文从区域的构造环境、地震震源机制解和余震分布特征等方面分析认为,地震发生在伽师隐伏断裂东南端部,为1997~1998年伽师强震群震区的一次新的构造活动。序列参数、视应力等计算结果显示,伽师M_S5.5地震的预测最大余震震级与最大余震震级M_S4.6接近,表明序列最大余震已经发生。     

2010年青海玉树MS7.1地震序列ETAS模型参数及其变化特征研究

采用时间序列的“传染型余震序列”（ETAS）模型和最大似然法对2010年4月14日青海玉树M_S7.1地震序列的参数进行了估计。为考察其结果的稳定性,设定不同的截止震级和不同的拟合截止时间分别进行序列参数估算。选用截止震级M_C=M_L1.5对玉树M_S7.1地震序列整体的参数进行拟合,计算获得α=0.948 2,p=1.059 6和b=0.817 3。与中国大陆M>7.0地震序列的平均序列参数相比较表明,玉树M_S7.1地震序列表现为触发次级余震的能力较弱,序列衰减速率较快。研究表明,截止震级M_C对α、k和p值有一定的影响。随截止震级逐渐增大,参数k值逐渐减小,α值总体上有增加的趋势,而对p值的影响较小。在地震序列的早期阶段,ETAS模型参数中的p值和α值在震后14天内随时间的变化幅度较为明显,其后各参数变化相对平稳。     

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。     

2004年12月26日印度尼西亚MW9.0大震前后震源机制一致性变化特征研究

本文选取2004年12月26日发生在印度尼西亚西北近海、震中位于巽他海沟的东侧的M_W9.0地震的余震分布空间范围为研究区域,分析了该区域震源机制,并利用震源机制和构造应力场的一致性参数a进行了地震检验。研究结果表明,M_W≥7.5地震之前,都有参数a降低的现象,M_W9.0地震前,a值都有动荡起伏的情况。该研究区长达数千千米,而连续发生的M_W≥5.0地震的震源机制与构造应力场一致,应当不是随机现象,似可视为具某种前兆意义的现象。     

用PTD方法测定2017年精河MS6.6地震序列的深度

2017年8月9日精河发生M_S6.6地震,随后发生一系列余震。本文采用PTD方法和新疆测震台网分析的震相数据,基于新疆“2015地壳速度模型”,计算了该地震序列的震源深度,得到M_S6.6主震震源深度约为14km,M_S≥2.5余震深度为9～18km。所有震相数据来自中国地震台网中心编目数据库。     

三峡水库支流甲烷排放研究进展

甲烷(CH₄)对全球温室效应有着较大的贡献。三峡水库自2003年蓄水以来,其CH₄排放问题已受到广泛关注。但三峡水库反季节的运行方式,使支流库湾CH₄的产生和传输过程受到多方面的影响,进而导致其CH₄排放效应尚不十分明确。本文综述了三峡水库支流CH₄排放的研究进展,典型支流的CH₄排放通量普遍高于干流,位于三峡水库库尾的部分支流CH₄排放通量高于三峡水库库首及库中支流。大多数典型支流的CH₄通量在夏季均达到全年峰值,而在冬季高水位运行期均处于相对较低的水平。同时本文主要从水环境条件、水动力条件、人类活动及气象条件4个方面阐述了三峡水库支流CH₄排放的影响因素。1)水环境条件:支流水华后藻类衰亡分解过程会驱动CH₄释放,且藻类的演替过程会加剧CH₄的产生;温度可以直接影响CH₄的生成速率和消耗速率,也能通过促进藻的生长间接影响CH₄排放;支流相对较低的甲烷氧化菌丰度是其CH₄通量较高的原因之一。2)水动力条件:蓄水期CH₄主要以扩散的方式进行释放,支流较低的流速促进了悬浮物的沉积,上游沉积物中的CH₄含量高于下游;泄水期CH₄主要以冒泡的方式进行释放,下游沉积物中TOC急剧增加,但干流的入侵会削弱支流的温度分层,破坏藻类生长环境,间接影响CH₄通量。3)人类活动:农业耕作使支流水体中的营养物浓度增加,甲烷氧化菌的丰富度降低,细菌群落的营养相关代谢增强;建设用地扩大、支流筑坝增加抑制了有机物的传输,增加了水体中的产CH₄底物,促进了CH₄的产生。4)气象条件:降雨会携带更多营养物质进入支流,同时会增加水体浊度、破坏水体的温度分层,从而对CH₄的产生和传输过程造成影响。最后对未来的研究热点进行了展望,以期为三峡水库CH₄排放的控制和管理提供参考。     

典型农业流域不同类型池塘水体CO2排放特征

内陆水体是大气CO₂收支估算的重要组成部分。农业流域分布着大量池塘景观水体,且具备蓄洪抗旱、消纳污染、水产养殖等多种功能。但是,农业流域不同功能的小型池塘CO₂排放特征尚不清楚。本研究以极具农业流域代表性的烔炀河流域为研究对象,选取流域中用于水产养殖(养殖塘)、生活污水承纳(村塘)、农业灌溉(农塘)、蓄水(水塘)的4个功能不同的景观池塘,基于为期1年的野外实地观测,以明确农业流域小型池塘CO₂排放特征。结果表明,不同功能池塘水体CO₂排放差异显著,受养殖活动、生活污水输入和农田灌溉等人类活动影响,养殖塘((80.37±100.39) mmol/(m²·d))、村塘((48.69±65.89) mmol/(m²·d))和农塘((13.50±15.81) mmol/(m²·d))是大气CO₂的热点排放源,其CO₂排放通量分别是自然蓄水塘((4.52±23.26) mmol/(m²·d))的18、11和3倍。统计分析也表明,该流域池塘CO₂排放变化总体上受溶解氧、营养盐等因素驱动。4个不同景观池塘CO₂排放通量全年均值为(37.31±67.47) mmol/(m²·d),是不容忽视的CO₂排放源,其中养殖塘和村塘具有较高的CO₂排放潜力,在未来研究中需要重点关注。     

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。     

2018年云南通海MS5.0和墨江MS5.9地震前地磁垂直强度极化异常时空特征研究

利用云南11个地磁台站的秒采样观测数据,计算和分析了地磁垂直强度极化值Y_zh在2019年8月13日、14日通海M_S5.0地震前及2019年9月8日墨江M_S5.9地震前的时空变化特征。研究表明,地磁台站Y_zh值的幅度在震前会出现同步增强现象。而与以往的极化震例研究相比,Y_zh值的高值异常在震前出现时间要更早些,可能会在震前2~5个月出现,距发震时间越近,产生的异常幅值可能越大,异常持续时间也越长。同时,研究还发现2次地震主要发生在异常空间等值线的高值区内,尤其在零值阈值线附近,这可能对今后发震地点的预测有一定的指示意义。对比异常产生时段内的D_st指数,认为该高值异常并非由空间电流体系所引起。     

虚拟地震学家(VS)方法在中国地震台网中的测试和评估

建设中国地震预警系统是国家地震烈度速报与预警工程的主要内容,国内外学者通过对预警系统中确定地震参数的方法研究,发现实时确定准确震级这一问题最具挑战性,亟需一种可用的震级实时测定方法用于建设中国的地震预警系统。本文简要介绍了虚拟地震学家(VS)方法,描述了VS方法在中国地震台网用于实时测定地震参数的软件的实现流程,剖析用该方法实时确定2019年6月17日四川长宁6.0级地震的M_VS的过程。通过实时在线测定134个M≥3.0地震的M_VS和回放事件波形测定24个M≥5.0地震的M_VS,对VS方法进行测试,评估其可用性。结果表明,使用VS方法实时确定的M_VS变化平稳,可用性较好。当3个台站的P波信息可用时,第一次测定M_VS时偏差δ的平均值为0.32,δ≤0.5的占79%,平均用时为20s。随着时间的推移,更多可用台站及波形的使用可有效提升测定M_VS准确度。该方法在中国地震台网的应用具有适用性和可行性,是一种可选的实时确定震级的方法,在地震预警中具有较好的应用潜力。     

2017年精河MS6.6地震序列及震源特征初步分析

2017年8月9日新疆博尔塔拉州精河县发生M_S6.6地震,震中44.3°N、82.9°E,震源深度11km,精河地震发生在库松木契克山前断裂附近,基于远震波形记录反演的震源机制为逆冲型,地质调查结果显示主震破裂未出露地表。利用地震精定位研究余震的空间分布,结果显示,余震展布与库松木契克山前断裂的走向基本吻合,且余震主要分布在主震西侧,单侧破裂特征明显,余震的深度集中在5～15km。基于M-t图分析序列的衰减特征发现,截至2017年8月20日,序列中M_L2.0、M_L3.0余震相对丰富,衰减基本正常。G-R关系给出的b值为0.54,外推最大余震震级为M_S5.6,h值为2.17,均显示该序列为主-余型。M_S≥4.0余震的等待时间与发生时间较好地满足双对数线性关系,同样为主-余型地震的特征。断层面上静态滑动量分布相对单一且集中,最大滑动位于沿倾向10km处附近,与地质调查主震断层未出露地表的结果一致,同时也表明主震破裂较充分。基于数字波形资料计算出的余震视应力与震级间很好地符合指数关系,扣除震级变化影响后的序列视应力未出现显著高值,也表明此次破裂的能量释放比较充分。     

邓肯-张模型参数反演的两种不适定问题

利用邓肯-张模型进行参数反演时,不同的参数反演策略会存在不适定问题。结合参数反演的函数图形分析,指出在邓肯-张模型参数反演的过程中,基于φ反演E_t,基于c反演E_t,基于c,φ反演E_t时都会存在两种不适定问题。基于函数导数分析方法,结合莫尔-库仑准则表达式,解释邓肯-张模型参数反演产生两种不适定问题的原因,并提出消除方法。结果表明,邓肯-张模型参数的表达式是产生两种不适定问题的根源。     

湖、库水体CH4冒泡排放研究进展

冒泡排放是湖、库水体CH₄排放的主要方式之一,其排放通量和占CH₄总排放量比例均具有极其显著的时空差异性,是当前水体CH₄排放估算不确定性的主要来源之一。然而,目前关于湖、库水体CH₄冒泡排放通量监测、时空分布规律、过程机制和模型模拟的系统梳理鲜有报道。本研究对比了目前水体CH₄冒泡的监测方法技术的适用性及优缺点,分析总结湖、库水体CH₄冒泡排放及通量的时空分布特征,梳理CH₄气泡在沉积物-水体中的产生-成长-迁移-释放的过程、影响因素及模型,并提出了水体CH₄冒泡过程模型框架。最后,本研究提出未来研究应基于湖、库水体分类、设备开发和改进来构建适应性的湖、库水体CH₄冒泡排放监测标准体系,开发基于过程的CH₄冒泡机理模型,为认识变化环境下湖、库水体CH₄冒泡过程和准确估算CH₄排放量提供支撑。     

2020年7月12日唐山5.1级地震前高光谱多参数异常特征分析

基于高光谱遥感数据,通过RST算法提取2020年7月12日唐山5.1级地震前不同参数异常信息,发现震前CH₄、CO、H₂O、O₃均出现了高值异常,且异常均位于震中附近,异常幅度高于2倍均方差,CH₄、CO、H₂O异常机理不同于O₃。通过统计2018—2020年CH₄、CO、H₂O三种气体出现频次,发现同步异常具有可靠性,认为高光谱多参数异常出现的同步性,可提高异常性质判定的信度。通过对不同参数进行连续跟踪观测,提取多参数同步异常信息,对地震短临预报具有一定参考意义。     

南北地震带两次典型强震周边自然电场变化及机理探讨

根据场源不同可将地电场E分为大地电场E_T和自然电场E_SP。空间S_q电流系和固体潮一般被认为是大地电场E_T的起源;自然电场E_SP源于地下介质的物理化学作用,其局部性变化相对稳定。2013年南北地震带相继发生了芦山M_S7.0地震（30.3°N,103.0°E）和岷县、漳县M_S6.6地震（34.5°N,104.2°E）。两次地震周边约400 km范围内的地电场台站（成都、汉王）数据表明震前自然电场E_SP出现明显的小幅度突跳或大幅度跃变,同时在时间上具有准同步性,其他地电场台站也有类似变化。基于大地电场岩体裂隙水（电荷）渗流（移动）模型,对两次地震周边自然电场E_SP的变异机理进行探讨,尝试解析其物理过程。     

四川盆地农业区河流型水库流域地下水硝酸盐来源解析及健康风险研究

地下水硝酸盐(NO₃^-)污染是一个全球性的环境问题,尤其在农业区普遍存在。地下水中NO₃^-可以通过交互作用进入地表水中,是地表水NO₃^-的潜在来源。研究地下水中NO₃^-的来源及其贡献率对防治周边地表水NO₃^-污染具有重要意义。本研究以四川盆地农业区河流型水库周边地下水为研究对象,综合运用水文地球化学、多种稳定同位素(δD-H₂O和δ¹⁸O-H₂O,δ¹⁵N-NO₃^-和δ¹⁸O-NO₃^-)、贝叶斯同位素混合模型(SIAR)和人类健康风险评价(HHRA)解析地下水中NO₃^-的来源与转化过程、不同NO₃^-来源的贡献率及潜在的人类健康风险。结果表明:丰、枯水期地下水中NO₃^--N浓度分别为1.24~42.91和0~42.96 mg/L,61%和40%的地下水样品超过了饮用水限值(10 mg/L)。δ¹⁵N-NO₃^-和δ¹⁸O-NO₃^-表明,研究区地下水中NO₃^-的主要来源为粪肥/生活污水。硝化作用可能是研究区地下水中重要的氮循环过程,存在加剧地下水NO₃^-污染的风险。SIAR模型得出丰、枯水期地下水中NO₃^-的主要来源为粪肥/生活污水,贡献率分别为50%和38%。HHRA表明长期饮用研究区NO₃^-浓度较高的地下水对人类健康具有潜在风险。     

芦山地震和九寨沟地震台站实测震级差异性分析

本文选取2013年芦山地震和2017年九寨沟地震波形,重新量取垂直向振幅,计算宽频带面波震级M_S（BB）,分析各台站实测震级出现方向性差异的原因。其中,通过572个宽频带台站实测芦山地震震级M_S（BB）7.1,通过603个宽频带台站实测九寨沟地震震级M_S（BB）6.9。芦山地震实测震级大于M_S（BB）7.3的台站呈现WN-ES向分布,与断层倾向一致;实测震级小于M_S（BB）7.0的台站呈现NE-WS向分布,与其所在断层走向一致。九寨沟地震实测震级大于M_S（BB）7.0的台站分布呈现NE向分布,与断层倾向一致;实测震级小于M_S（BB）6.8的台站总体分布较为离散,大体呈现NW-SE向分布,与树正断裂走向一致。实测震级偏大的台站方向性分布与多普勒效应和P波辐射花样联系不明显。对比分析芦山地震和九寨沟地震,去除场地响应和仪器自身影响,台站实测震级差异性仍然存在,因此,台站实测震级差异性是由于受到了多普勒效应、辐射花样、仪器和场地响应之外的因素影响。综合考虑地震震级涉及的影响因素,芦山地震和九寨沟地震的台站实测震级差异性可能与地震波的传播路径有关。     

利用2014年云南地震验证与研究四川地震预警快速震级估算模型

地震预警系统是防震减灾中最为行之有效的方法之一,其中对地震震级的估算是非常重要且困难的。目前,比较成熟的地震震级估计方法包括：基于最大卓越周期（τ_p^max）、特征周期（τ_c）和最大位移幅值（P_d）方法。利用2014年云南地3次大地震主震及余震P波初期部分的信息,验证与研究了四川地区地震预警快速震级估算模型在云南地区的适用性,结果表明3种参数模型均能在短时间内有效地进行震级估算。对于本研究数据库而言,P_d-4 s时窗模型最优,3个参数模型求得的估计震级在大震下均没有出现明显的震级饱和现象。但由于目前难以在短时窗下得到准确的震源/中距,因此推荐在云南地区地震预警系统中使用τ_p^max和τ_c模型来估计震级。     

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。