参考框架的一致性及其对形变分析的影响

分析了形变监测中坐标框架的不一致性对形变分析的影响；讨论了借助于全球站在统一的WGS84或ITRF坐标框架下的已知坐标将不同历元的观测结果归算到全球框架下作位称场分析时可能存在的实际参考框架的不一致性问题。并按目前的精度水平定量估计了这种不一致的大小以及对位移场的影响。最后对区域形变分析时坐标框架的处理问题提出了若干看法。     

基于GPS和GRACE数据的三维地表形变的比较及地球物理解释

GPS技术能以高空间和高时间分辨率监测地表形变.但由于测量原理的不同,GPS监测的地表形变与GRACE存在差异.本文比较了ITRF2008-GPS残差序列与基于CSR的RL05版本的GRACE球谐系数的地表形变序列的差异.结果表明,GPS和GRACE的周年变化在高程方向上具有较好的一致性,但水平方向的差异明显.重点分析了影响GPS/GRACE地表形变差异(尤其是水平方向)的三个因素:不同GPS站时间序列间的不确定性,热弹性形变和区域形变.GPS站地表形变本身的不确定度在一定程度上导致了GPS/GRACE间的差异(特别是水平方向).结合热弹性形变理论指出,由温度变化引起的热弹性形变也是导致GPS/GRACE的南北方向差异的主要原因之一.因此利用GPS数据研究地表质量负载时,必须消除热弹性形变的影响.区域负载对GPS/GRACE水平方向差异的影响也是不可忽略的,特别是对欧洲区域.     

液化条件对地表动力响应影响的有效应力动力分析

本文根据上海市区的典型地层分布及其力学参数,选取和构造了若干计算剖面,利用Biot动力固结方程和亚塑性边界面模型的排水有效应力动力分析方法,计算了地下水位、粉砂层厚度及其埋深等对地表峰值加速度和位移的影响,得到了一些有意义的结果。     

长江三角洲地区地形变特征的GPS监测和分析

本文介绍上海地区GPS综合应用网SCGAN在长江三角洲地区地形变的监测和研究中所取得的成果. 对监测到的长江三角洲地区振幅达5～6 mm的垂向季节性运动的地球物理机制进行较深入的分析和研究. 研究表明,通过对大气压、积雪和土壤湿度质量负载、非潮汐海洋质量负载、以及基岩的热胀冷缩等地球物理机制因素引起地壳垂向季节性变化的定量分析,可以较好地解释GPS的监测结果,对两者间存在的一些系统偏差做了定性分析. 而对上海市区4个GPS基准站监测到的振幅近10 mm的垂向季节性变化,在扣除地球物理因素后,剩余5 mm垂向季节性变化与上海近几年每年定期采、灌地下水引起的地下水水位的周期变化有关.     

水平尺度因子对功率谱深度估计的影响及修正方法研究

利用功率谱方法求取场源深度已经广泛应用于重磁数据处理解释.为了提高深度反演的精度,本文基于经典的Spector统计模型功率谱方法,研究了矩形棱柱体磁场的对数功率谱中各独立因子的变化特征,认为水平尺度因子的固有衰减性质对功率谱估计场源深度会产生较大影响.通过分析总结大量棱柱体模型磁场的功率谱深度估计结果,认为场源顶深与水平尺度的比值关系是决定是否进行水平尺度因子修正的重要因素.为获得更合理的深度估计结果,本文结合向上延拓方法和边界特征增强技术,提出了具有实用价值的水平尺度因子修正策略,提高了深度推断精度.模型验证和实际应用结果表明,文中所提方法能够取得更好的应用效果.     

参考声速剖面误差对主动式声呐定位影响仿真分析

参考声速剖面误差是制约水下定位精度最棘手的误差源.目前国际上主要存在声速剖面校正和传播时间校正这两类主动式声呐定位方法.本文提出了主动式声呐观测的信号传播时间追赶仿真算法,构建了带周期函数的经验正交函数声速场建模方法,实现了主动式声呐观测及水下定位海洋误差仿真,开展了声速剖面校正法和传播时间校正法两类定位模型对比分析.结果表明,虽然两种方法都具备良好的声速误差补偿效果,但两者仍存在毫米级差异;此外,海面测线构型优化有助于削弱参考声速误差影响.

     

基于BDS-3的定位性能与区域参考框架维持分析

随着北斗卫星导航系统组网成功,分析北斗系统的定位性能及在区域参考框架维持中的应用具有重要意义.本文以陕西和西部某区域北斗基准站为基础,从卫星数据质量、覆盖能力、网解模式和PPP解模式分析了北斗三号卫星定位性能及在区域高精度参考框架维持的可行性与可靠性.结果表明:BDS-3卫星的位置精度衰减因子(PDOP)优于BDS-2...     

盆地深度对盆地地表地震动及次生面波的影响

采用显式有限元与透射边界相结合的方法,以及一种同时考虑频率、视波速及极化特征的Rayleigh面波提取方法,研究了盆地深度d对盆地地面运动、盆地放大效应及次生面波的影响.结果 表明:相比水平成层模型,紧邻盆地边缘区域的地震动被抑制,抑制区的范围随d的增加逐渐扩大.对水平分量,盆地地表位移峰值放大1.1 ～1.25倍,最...     

青藏高原东缘岩石圈结构对现今地表垂向运动影响的数值分析

参考青藏高原东缘松潘-甘孜地块至四川盆地陡变地形起伏和地壳密度结构的横向差异,本文建立了二维牛顿黏性流体有限元模型,计算分析构造加载、陡变地形和重力效应控制下青藏高原东缘岩石圈变形特征,探讨横向不均匀的地壳密度结构、陡变地形和岩石圈流变性质对区域现今垂向运动的影响.计算结果显示：在构造加载作用下,松潘-甘孜地块至四川盆地地表抬升微弱.区域横向不均匀的地壳密度结构驱使松潘-甘孜地块地壳整体抬升,速率高达2 mm·a^-1,四川盆地整体下沉,速率约1 mm·a^-1,与龙门山两侧现今观测到的地表垂向变形模式相近.龙门山地区陡变地形驱使柔性地壳流动,调整区域地壳局部变形;岩石圈流变结构影响重力驱动作用下的模型变形量值和岩石圈变形耦合程度,松潘-甘孜地块较低的中地壳黏滞系数引起上、下地壳的变形解耦;模型较高的岩石圈地幔黏滞系数使重力驱动作用下区域垂向变形量降低.因此,青藏高原东缘地壳密度结构差异、地形起伏和岩石圈流变性质是现今区域垂向变形的重要动力学控制因素.

     

P波入射下断层参数对地表地震动的影响

基于应用透射人工边界条件的显式有限元法计算断层破碎带宽度及力学参数变化、地震动入射角变化时二维断层场地模型P波入射下地表地震动场的分布。结果表明:(1)低速度破碎带的存在导致整个场地都有P波转换为SV波的分量,且在断层破碎带的区域出现断层陷波;(2)低速度破碎带的存在使输入场地恒定的能量向破碎带集聚放大,随着破碎带宽度增大或其介质波速降低集聚放大效应增大;(3)场地放大效应是频率相关的,宽度较宽或介质波速较低的断层破碎带对输入地震动中较低的频率成份放大显著;(4)竖向断层破碎带能阻隔斜入射地震P波,随着入射角增加隔震效应更显著。     

2000国家GPS大地控制网的数据处理和精度评估

2000国家GPS大地控制网集合了各类GPS网近10年的观测数据, 提供GPS点在全球参考框架下2000.0历元的绝对位置.文中简要介绍GPS数据处理的方法,给出数据处理的精度统计;以部分点的实测速度为基础,建立中国大陆地壳运动速度场;基于GPS测量的动态系统状态,选择序贯卡尔曼滤波的广义测量平差方法,对GPS点做顾及地壳运动的整网平差,并给出整网平差结果的精度统计和外部检核.一系列的手段和措施保证了平差结果的合理性和可靠性.     

非构造形变对GPS连续站位置时间序列的影响和修正

GPS观测得到的地壳形变场通常包含有构造形变与非构造形变二类信息, 去除其中的非构造形变信息对于有效运用GPS数据研究构造形变场至关重要. 本文运用国际卫星对地观测资料及各类地球物理模型, 定量计算海潮、大气、积雪和土壤水、海洋非潮汐4项负荷效应造成的地壳非构造形变, 并以此研究和修正这些非构造形变对中国地壳运动观测网络GPS基准站位置时间序列的影响. 研究发现此4项负荷效应, 特别是大气、积雪和土壤水, 对于测站垂向位置的影响显著. 通过模型改正可以使测站垂向位置的RMS降低～1 mm, 占其总量的～11％. 对于垂向时间序列的周年项部分, 这一改正可降低其振幅的37％. 研究还表明经过地球物理模型改正和周年、半周年谐波拟合改正的时间序列比起仅经过周年、半周年谐波拟合改正的时间序列更为平滑, 表明地球物理模型改正对于消除非构造形变场的作用不是周年、半周年谐波拟合改正所能替代的.     

Intelligent determination of peak ground motion parameters based on intensity assessed by artificial neural network

Artificial Neural Network (ANN) model of computation based on mathematical model of neural processes is applied to establish an intelligent computing network from seismic intensity to peak ground parameter instead of the conventional statistical relationship in this paper. For a give seismic intensity rating, the network formed with actual strong ground motion records directly produces the corresponding peak ground parameters and the effects of earthquake magnitude and epicentral distance are included. The computed results of the network trained with a number of strong motion records in the West America show that such networks have obtained good conversion relationship from seismic intensity to peak ground parameters. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,15, 208–216, 1993.     

地下水位固体潮加卸载响应比分析及预测意义

应用加卸载响应比的理论原理,对广东地下水位网的观测数据进行加卸载响应比计算,以广东及周边地区数次MS4．0级以上地震作为震例,提取可能的中期至短期的响应比异常变化,研究其异常特征以及与地震的对应关系。结果表明,在中强地震前响应比存在增大变化,大多数井的水位固体潮响应比在发震前1～4个月出现升高异常变化。     

基于网络的强震动台网监控平台的设计与实现

文中从基于网络的强震动台网监控平台的设计目标、规划设计、软件实现等方面展开了阐述,并着重介绍了监控平台的设计与实现过程.基于网络的强震动台网监控平台的设计达到了“IP到台站,接口集成,智能监控与管理”的目标.应用实例表明,这套平台具有较强的自动处理功能和较好的监控、管理能力,且稳定可靠.     

Effects of landuse change on surface runoff and sediment yield at different watershed scales on the Loess Plateau

Erosion and sediment yield from large and small watersheds exhibit different laws. Variations in surface runoff and sediment yield because of landuse change in four watersheds of different scales from 1 km2 to 73 km2 were analyzed. Due to reforestation and farmland terracing, surface runoff and sediment yield reduced by 20-100% and 10-100% respectively. Reductions in surface runoff were differed significantly under different precipitation regimes. For the large watershed (73 km2) landuse change had similar effects on surface runoff regardless of changing of precipitation. For the small watershed (1 km2) landuse change had fewer effects on surface runoff under high precipitation. The relative changes of sediment yield in the four watersheds under reforestation and farmland terracing decreased as precipitation increased from 350 mm to 650 mm, then increased as precipitation increased from 650 mm to 870 mm. Where initial forest coverage rate was below 45%, sediment yield decreased dramatically as forest coverage rate increased. Watershed management with aiming at reducing both surface runoff and sediment yield should be conducted both on sloping surfaces and in channels in large watersheds.     

Numerical study of characteristics of underground blast induced surface ground motion and their effect on above-ground structures. Part II. Effects on structural responses

Studies of structural responses and damage to high-frequency blast motion are very limited. Current practice uses some empirical allowable ground vibration limits in assessing structural performance. These empirical limits overlook the physical parameters that govern structural response and damage, such as the ground motion characteristics and inherent structural properties. This paper studies the response of RC frame structures to numerically simulated underground blast-induced ground motions. The structural response and damage characteristics of frame structures to ground motions of different frequencies are investigated first. The effects of blast ground motion spatial variations and soil–structure interaction on structural responses are also studied. A suitable discrete model that gives accurate response prediction is determined. A damage index defined based on the accumulated plastic hinge rotation is used to predict structural damage level. Numerical results indicated that both the low structural vibration modes (global modes) and the first elemental vibration mode (local) might govern the dynamic structural responses depending on the ground motion frequency and structural response parameters under consideration. Both ground motion spatial variations and soil–structure interaction effects are prominent. Neglecting them might yield inaccurate structural response prediction. The overall structural response and damage are highly ground motion frequency dependent. Numerical results of structural damage are also compared with some test results obtained in a previous study and with code specifications. Discussions on the adequacy of the code allowable ground vibration limits on RC frame structures are also made.     

加载、加热路径上橄榄石的相变及其对相变动力学参数计算的影响

本文研究了橄榄石原位相变实验中加载、加热路径上的相变及其对确定相变动力学参数的影响.利用文献［1］所给出的退火后先加温后加压,且相对低温条件下实验结果确定出的Ni2SiO4橄榄石相变动力学参数,计算了加载、加热路径上所发生的相变对确定成核率、长大率及相变体积分数的影响.结果表明,退火后先加压后加温,且相对高温条件下的实验数据受到加热路径上成核的影响.根据这样的实验数据得到的成核率会明显高于实际温压条件下的成核率.尤其是当多数实验都是高温实验时,根据这些成核率数据所确定的成核率参数会严重偏离其真值,从而严重影响对俯冲带颗粒粒度及俯冲带流变结构的计算.尽管目前有很多关于Mg2SiO4橄榄石长大率的实验数据,也有通过对挤碰物理图像的分析对(Mg0.89Fe0.11)2SiO4橄榄石成核率的估算,但只有文献［2］通过退火后先加压后加温的原位实验得到了Mg2SiO4橄榄石的相变成核率,且属于高温实验.根据本文的研究结果,我们认为亟需补充退火后先加温后加压或相对低温的实验数据以得到正确的地幔橄榄石成核率参数.     

基于钻孔数据的大同场地类别与地震动参数分布研究

收集在大同市开展的117项地震安全性评价报告,重点整理报告中的319个钻孔数据,核对各场地类别。参考第五代地震动参数区划图,选取有代表性的22个工程场地,重新进行地震危险性概率分析和土层反应计算,确定各场地50年超越概率为63%、10%、2%的地震动参数,分析大同市场地类别分布特征和地震动参数分布特征。结果表明,这些项目集中分布在大同市南部,工程场地类别主要为Ⅱ类和Ⅲ类,绝大多数为Ⅱ类。50年超越概率10%的水平峰值加速度中,只有1个工程场地的结果是0.182g,位于0.15g区,其余均位于0.20g区。50年超越概率10%的特征周期在0.52~0.65s之间,平均值为0.58s。     

基于EGM2008重力场模型的GPS高程转换方法及精度分析

研究利用重力场模型直接进行GPS高程转换的方法,即模型高程异常法和模型重力位法.根据误差传播定律,导出了由重力场模型位系数方差计算模型高程异常以及模型正常高的误差公式,并对影响两种GPS高程转换方法精度的因素进行分析.利用具有代表性的EGM96、EIGEN-51C和EGM2008重力场模型及某线路GPS/水准数据对两种方法进行实验研究与精度分析,结果表明:理论公式及实验结果都显示两种高程转换方法是等价的,转换精度相当;两种方法使用过程中,均可能需要系统偏差校正;EGM2008重力场模型具有非常好的分辨率及精度,在局部区域,基于EGM2008模型的GPS高程转换精度有望达到cm级.