关于区域性的地震面波层析反演方法的讨论

讨论了在地球表面局部区域进行面波层析反演时所用的各种反演方法，指出各种方法用于区域性层析反演时的优缺点，并就由面波资料对区域性的地壳和上地幔结构进行反演的方法──分块反演方法、本征函数展开法、球面雷当变换方法、Ｔａｒａｎｔｏｌａ概率方法和波形反演的方法进行了讨论。指出了各种方法的优缺点及适用范围，并对一些方法进行了数值模拟，给出了计算实例。关键词     

模拟地震震害的方法

引言预测地震危险性方法的发展必然需要多学科的方法,需要能综合现行的模拟地震场地响应的地球物理方法、研究震源和场地特征的地质方法、分析多种大厦及基础设施结构的工程技术方法和历史地震灾害分类和处理的统计方法。此外,根据具     

直接基于位移的抗震设计方法的研究

系统介绍了直接基于位移的抗震设计方法,通过比较直接基于位移的设计方法与我国现行规范采用的基于力的设计方法的差别,指出直接基于位移的抗震设计方法能在预计的结构形态和计算的结构反应之间建立关系,是一种有广泛发展前景的抗震设计方法。     

性态点的数值解法

目前求解性态点处位移的方法均为图形方法，而且多数需迭代才能完成。本文提出一种求解性态点处位移的数值方法。并将本文方法与能力谱法求出的位移值进行比较。比较结果说明本文所提方法不但正确而且求法简单。     

非线性反演方法的新进展

线性方法在许多具体反演问题中遇到困难的情况下，人们提出了非线性方法，同时，计算技术的发展为非线性方法的应用提供了基础。最近几年，人们对非线性方法又进行了改进和发展，例如：Vasco(1993)提出了集合推论的思想；Sambridge(1995)基于Voronoi单元的思想，提出了自然相邻对不规则数据参数化和插值的方法，相邻算法正是基于以上思想和理论，以及其他非线性方法的实践而提出的一种新的非线性反演方法。     

地震预测的信度方法

概率论与数理统计一直是地震预测中处理不确定性的主要方法，但这一方法也有其局限性。为此我们引进了一种新的不确定性处理方法——证据理论的信度方法。此前，该方法在地震预测中的应用还未见报道。本文首先介绍了信任函数及其在地震预测中的应用方法，包括问题表达和信息综合两个方面，并提出了加权的D—S规则。然后简单讨论了联合信任函数的定义和计算公式，并通过与概率方法的比较，说明了这一方法在地震预测中的应用价值。研究结果表明，利用信度方法处理地震预测中的不确定性问题有其独特的优点。     

黏滞声波地震波场模拟的SG-ONADM混合方法

交错网格方法（SG）和最优近似解析离散化方法（ONADM）是两类典型的地震波场数值模拟方法.两类方法各有其优势,相对于ONADM方法,SG方法在单个时间层内的计算更为简单;相对于SG方法,ONADM方法可以在较大空间步长条件下有效压制数值频散.结合两种方法的优势,本文提出了一种新的地震波场模拟方法（SG-ONADM）.该方法对控制方程中的一阶偏导数采用SG方法给出的一阶偏导数近似公式,高阶偏导数采用ONADM方法给出的高阶偏导数逼近公式.理论分析及数值算例表明,SG-ONADM方法保留了两种方法的优势,不仅能在较大空间步长条件下有效压制数值频散,同时具有较低的内存需求量;在对同一计算区域进行波场模拟时,SG-ONADM方法的计算效率要高于SG方法和ONADM方法.最后,我们使用SG-ONADM方法进行黏滞声波波场模拟,研究了黏滞声波在复杂介质中的传播.     

基于改进的经验格林函数方法的地震动模拟

改进的经验格林函数方法弃掉以往完全用经验方法确定用于合成大震的小震数目的方法,考虑了大地震断层各个子断层位错的不均匀性,使得经验格林函数方法的物理意义更加清楚。用改进的经验格林函数方法,以汶川MS6.4余震记录作为经验格林函数模拟了九寨白河台、松潘安宏台、皋兰台和成都中和4个台站的加速度时程,与以往的经验格林函数方法比较,模拟结果的反应谱与记录符合得更好,证明了改进的经验格林函数方法可以反映震源位错的复杂分布,可以在工程地震中用来估计场地地震动过程。     

基于Rosenbrock的耦合积分方法及其在实时子结构试验中的应用

作为一种集计算机模拟和物理试验于一体的新型混合试验方法,实时子结构试验在过去20年得到迅速发展.该试验方法的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联.对于复杂结构来说,更需要高效的数值积分方法以确保每步计算在一个采样步长内完成.鉴于此,本文在Rosenbrock实时积分方法的基础上,提出了一种具有完全并行计算格式的耦合积分方法,并基于单自由度分离质量模型分析了该方法的收敛性;再通过对三自由度分离质量模型的数值模拟,验证了该方法的收敛性;最后,在多自由度试验平台上完成了两自由度结构的实时子结构试验.理论分析、数值模拟及实时子结构试验表明,该方法具有良好的稳定性和2阶精度,与直接积分方法相比更适用于复杂结构的实时子结构试验.     

基于机器学习的大地电磁时域数据处理的研究现状

大地电磁测深法基于天然电磁场,其存在信号弱频带宽的特点,因此很难获得无噪声的数据,而传统的大地电磁数据处理方法面临着噪声环境日益复杂、对于海量数据的处理效率不高和难以剔除持续性噪声等诸多挑战.机器学习方法是一种基于统计分析的数据驱动方法,能够发现数据内部的结构和规律,从而对未来时刻和未知状态进行预测和判断.本文从大地电磁噪声分析入手,基于目前在大地电磁数据处理中研究和应用较为广泛的神经网络、字典学习等机器学习方法,分析了其方法原理、应用领域及优缺点,并与传统方法做了对比.发现机器学习方法在海量数据处理、大地电磁噪声模式识别和特征提取、数据预测等方面具有巨大的优势.同时,提高泛化能力和将机器学习方法与大地电磁理论相结合等仍是目前需要进一步探索的问题.随着计算机技术的发展和三维探测的实用化,机器学习方法在大地电磁数据处理中的应用将更加广泛.     

模块化外框内箱结构抗震性能分析

基于《集装箱模块化组合房屋技术规程》中的要求,为提高模块化集装箱建筑的抗震性能,增加房屋的使用高度,提出了一种外框内箱结构,其由外框柱、外框梁和模块化集装箱拼装组成。为验证外框内箱结构的抗震性能,对六层传统集装箱结构和外框内箱结构进行了数值仿真分析,对比分析两种结构的层间位移角和构件应力分布等。结果表明:外框内箱结构竖向刚度分布均匀,受力更加合理,传力更加明确,能有效地减小内部集装箱构件内力,其能更好的实现结构"强柱弱梁和强节点"需求,提高结构的安全性和可靠性。     

希腊VAN地震预报方法的进展与争论(I)——进展

该文综合希腊ＶＡＮ小组成员及各国专家发表的有关论文,全面介绍了ＶＡＮ小组自８０年代初以来所进行的地电地震预报方法的探索和效果,包括观测技术、预报程序、地震三要素的估计、预报及对应情况,国际上的评价及争论等。全文包括两部分,即进展和国际评价与争论,本文是其中的第一部分。     

层状场地中透镜体对地震动影响的基本规律

本文采用有限元方法研究层状场地中透镜体对地震动影响的基本规律,分析层状场地与均匀场地的差别、含透镜体场地与不含透镜体场地对地震动影响的差别,以及透镜体埋深、宽度、厚度、刚度和输入波频谱等因素对地震动反应谱的影响.研究表明,层状场地与其等效的均匀场地有着显著的差别;透镜体的存在对地震动有显著的放大作用,该放大作用可达93.5%;由于入射波在透镜体周围的散射,会产生竖向加速度,且竖向加速度的短周期成分相对较多;透镜体埋深、宽度、厚度、刚度以及输入波频谱等因素对地震动反应谱具有重要的影响.     

克希霍夫法VSP多波联合成像

VSP 转换波跟VSP 纵波或常规地面转换波相比,具有较高的分辨率和信噪比,但传统的VSP成像方法只利用了反射P波信息,而把转换波（反射S波、透射S波）以及透射P波当作影响成像质量的噪音.本文给出了一种VSP共炮点道集多分量地震资料克希霍夫法偏移成像的方法.本方法充分利用了多波（反射P波、反射S波、透射P波、透射S波）信息,根据转换点处四种波同时起跳,能量叠加最大的原理,从接收点分别用向绕射点延拓它们的能量,并将其叠加起来,求得的和最大的一点即反射点.通过模型试算和实际资料处理表明,此法成像精度高,信噪比高,且有利于改善剖面的频率特性.     

数据挖掘技术在石油天然气勘探领域的应用探索

基于数据挖掘的概念,详细地阐述了岩石物理数据、测井数据、地震数据和地质数据的特征,并根据其数据特征,确定了岩石物理和测井数据、地震数据和地质数据的三种挖掘思路.用不同的挖掘思路对相应的数据分别展开挖掘,并从挖掘功能的角度分别描述挖掘的成果,即岩石物理数据之间的联系和对储层的预测;测井数据在复杂地质条件下对模糊储层的评价,及有效储层的识别;三维地震数据的空间挖掘成果;地质数据的图表和文本挖掘成果.数据挖掘技术将数据分析方法和对应的数学模型引入勘探领域,从海量的勘探数据中获取潜在信息,用于指导油气的勘探,实现了由数据指导勘探的目的,提出了数据勘探的概念.     

Modelling the hydrodynamics of offshore sandbanks

This paper describes the details of a quasi-three-dimensional model (3DBANK), which has been developed to investigate medium and long-term morphological evolution and development of offshore sandbanks. The model is based on a three-dimensional tidal module using the Galerkin-eigenfunction method, but also includes four sub-modules to compute: the instantaneous bedform characteristics from which the temporal and spatial variations of the shear stresses at the sea bed can be derived; the suspended sediment concentration through the water column; the bed-load and suspended sediment fluxes at a point-in-plan; and the resulting morphological changes, respectively. The model also includes the effects of the wind and waves at the sea surface, as well as the wave–current interaction (WCI), and operates with full hydrodynamic and morphodynamic interaction. The components of the model were tested against laboratory and field data, and the complete model was then applied to Middlekerke Bank off the Flemish coast where extensive field measurements were taken during the European Community (EC) funded Circulation and Sediment Transport Around Banks (CSTAB) Project using various advanced instrumentation including STABLE and HF OSCR. Comparisons of the model results with the field measurements and observations show that the model is capable of reproducing the current and wave-induced bedforms, bed roughness, tidal currents and tidal residuals around the sandbank satisfactorily, and can be used to study the long-term sandbank evolution under various offshore conditions. This paper, however, focuses on the hydrodynamic aspects of the model, while the details of the morphological components will be given in a companion paper.     

正断层黏滑错动作用下隧道抗错断技术模型试验研究

为提高穿越黏滑断层隧道的结构安全性和稳定性,开展了正断层黏滑错动作用下隧道抗错断措施作用效果室内模型试验。通过分析结构纵向应变、接触压力及安全系数,对未采取措施、结构加强、结构加强并施设减错层、结构加强并施设减错缝、结构加强并施设减错层和减错缝5种工况进行了对比分析。研究结果表明:采用减错措施（减错层/缝或减错层+减错缝）后,沿隧道纵向结构纵向应变、接触压力增加倍数由剧烈变化变为较均匀变化;仅采用结构加强措施抵抗正断层黏滑错动对隧道结构的影响,效果有限;通过采用减错措施消减正断层黏滑错动对隧道结构的影响,效果明显,结构安全系数最小值增加8倍以上;通过采用结构加强并施设减错层和减错缝措施抵抗和消减正断层黏滑错动对隧道结构的影响,效果显著,结构安全系数最小值增加25.45倍。研究成果可为高烈度艰险山区黏滑正断层隧道的抗错断设防设计提供参考。     

探测与2014年新疆于田MS7.3地震相关的大气CO和O3异常变化

基于AQUA AIRS传感器提取了2014年2月12日新疆于田M_S7.3地震前后CO和O₃数据, 讨论了数据变化与地震活动的关系。 差值法和异常指数法结果表明, 于田地震后CO和O₃在3月份达到最大异常, 且气体柱浓度异常沿NE向发震构造呈线性分布; 不同高度的CO和O₃的VMR值变化与差值法和异常指数法得到的结果相吻合; 地震前后短时间内CO和O₃气体柱浓度出现下降, 且地震当月最低。 初步推断可能是阿尔金断裂尾部在SW向运动过程中使得震区断裂带在弹性挤压状态下出现闭锁, 气体不流通导致; CO和O₃异常更多的可能是由于田地震引起地下气体大量释放, 其次可能是与地下气体逸散在大气圈中发生的一系列化学反应有关。 研究表明, 卫星高光谱遥感数据获得的CO和O₃的地球化学信息与地震有密切联系, 在地震监测及预测领域具有重要的应用价值。     

THEORETICAL APPROACH TO THE SOLUTION OF THE INFILTRATION PROBLEM

ABSTRACT

The one-dimensional transient downward entry of water in unsaturated soils is investigated theoretically. The mathematical equation describing the infiltration process is derived by combining Darcy's dynamic equation of motion with the continuity and thermodynamic state equations adjusted for the unsaturated flow conditions. The resulting equation together with the corresponding initial and boundary conditions constitues a mathematical initial boundary value problem requiring the solution of a nonlinear partial differential equation of the parabolic type. The volumetric water content is taken as the dependent variable and the time and the position along the vertical direction are taken as the independent variables. The governing equation is of such nature that a solution exists for t > 0 and is uniquely determined if two relationships are defined, together with the specified state of the system, at the initial time t = 0 and at the two boundaries. The two required relations are those of pressure versus permeability and pressure versus volumetric water content.

Since the partial differential equation has strong non-linear terms, a discrete solution is obtained by approximating the derivatives with finite-differences at discrete mesh points in the solution domain and integrated for the corresponding initial and boundary conditions. The use of an implicit difference scheme is employed in order to generate a system of simultaneous non-linear equations that has to be solved for each time increment. For n mesh points the two boundary conditions provide two equations and the repetition of the recurrence formula provides n—2 equations, the total being n equations for each time increment. The solution of the system is obtained by matrix inversion and particularly with a back-substitution technique. The FORTRAN statements used for obtaining the solution with an electronic digital computer (IBM 704) are presented together with the input data.

Analysis of the errors involved in the numerical solution is made and the stability and convergence of the solution of the approximate difference equation to that of the differential equation is investigated. The method applied is that of making a Fourier series expansion of a whole line of errors and then following the progress of the general term of the series expansion and also the behavior of each constituent harmonic. The errors (forming a continuous function of points in an abstract Banach space) are represented by vectors with the Fourier coefficients constituting a second Banach space. The amplification factor of the difference equation is shown to be always less than unity which guarantees the stability of the employed implicit recurrence scheme.

Experiments conducted on a vertical column packed uniformly with very fine sand, show a satisfactory agreement between the theoretically and experimentally obtained values. Many experimental results are shown in an attempt to explain the infiltration phenomenon with emphasis on the shape and movement of the wet front, and the effects of the degree of compaction, initial water content and deaired water on the infiltration rate.     

离心模型砂雨法制备技术研究与展望

砂雨法是开展砂质土层和构筑物离心试验应用广泛的模型制备技术,以密实程度与均匀性为关键控制对象,直接关系试验结果的准确性和可靠性。针对砂雨装置、控制要素和均匀度测试等几个方面,概况总结了国内外离心模型砂雨法制备技术的研究进展与暴露的关键问题,归纳了现有砂雨装置的基本组成、操控特点和分类方法,阐述了稳态密实度范围及影响关键因素。综述模型空间均匀度的不同量测与评价方法,评述了各自优缺点与归一化评价标准。综合现状与不足,讨论了离心模型砂雨法制备技术的发展方向与趋势。