基于RS-PCA-GA-SVM的砂土液化预测方法研究

砂土液化是一种危害性比较大的自然灾害,对砂土液化进行判定预测在地质灾害防治领域中有重要的研究意义。通过粗糙集理论(Rough Set,RS)对影响砂土液化的6个初始评价指标(包括震级、土深、震中距、地下水位、标贯击数和地震持续时间)进行属性约简,去掉冗余或干扰信息,得到基于4个核心预测指标的数据集。通过主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)从核心评价指标中提取出主成分,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)对数据集进行训练,用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化参数,建立砂土液化的RS-PCA-GA-SVM预测模型。并结合砂土液化实际数据将预测结果与基于Levenberg-Marquardt算法改进的BP神经网络模型(LM-BP)的预测结果做比较。实例计算表明:基于RS-PCA-GA-SVM模型得到的砂土液化预测结果精度较LM-BP神经网络有很大的提高,判别结果与实际情况比较吻合,可在实际工程中应用。     

基于支持向量机的砂土液化预测分析

将支持向量机方法应用于砂土地震液化预测问题.考虑影响砂土液化的因素,选用震级、标贯击数、相对密实度、土层埋深、地震历时、地面运动峰值加速度和震中距7个影响因子作为液化判别指标,建立了砂土液化预测的支持向量机模型.以砂土液化实测数据作为学习样本进行训练,建立相应函数对待判样本进行分类.研究结果表明:支持向量机模型分类性能良好,是砂土地震液化预测的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广.     

砂土震动液化势评定中的模糊数学方法

本文利用二维信息分配概念及模糊近似推论公式对砂土震动液化势进行了定量研究。文中利用日本学者时松孝次收集的世界各地100个地点的砂土震动液化势资料建立了应力比(τd/σ_0~1)、修正标准贯入击数(N_1)和砂土震动液化势之间的模糊关系(R),并结合作者收集的45个地点的砂土震动液化势资料对该方法进行了验证,其成功率达82%达到了今人满意的程度。     

唐山和巴楚地区液化土动力性能比较研究

对以往曾经发生显著液化的唐山地区和巴楚地区的土动力学性能进行对比研究,包括两个地区砂土相对密度与剪切波速关系、剪切波速与标准贯入击数关系等,以此深入了解两个重要地区土层的动力性能,为研究区域化液化判别方法提供基础。结果表明:现行抗震规范液化判别方法数据来源主要为唐山地区,明显不适用于新疆巴楚地区的液化判别;唐山地区与巴楚地区液化场地砂土取相同相对密度时,两个地区液化场地砂土剪切波速差别很小;但唐山地区与巴楚地区液化层砂土平均标准贯入击数和V_s~N_(63.5)关系曲线差异显著,表明以V_s~N_(63.5)关系区分不同地区砂土抗液化能力是可能的。     

基于NRS-ISSA-SVM的砂土液化判别模型

针对砂土液化判别中影响因素与砂土状态间映射关系的不确定性及模糊性等问题,在邻域粗糙集(Neighborhood Rough Set, NRS)因素约简的基础上,利用多策略融合的改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm, ISSA)优化支持向量机(Support Vector Machine, SVM)参数C和g,构建了SVM砂土液化判别模型。以吉林松原地区的42组实例作为总体样本集,其中35组作为训练集,另外7组作为测试集,利用邻域粗糙集对9个影响因素约简得到4个因素,然后输入ISSA-SVM模型进行预测,并进行了约简得到的因素敏感性分析。结果表明：因素约简剔除了冗余属性,降低了模型复杂度;ISSA算法具有极强的探索性、收敛性和局部逃逸能力;相比于其他模型,NRS-ISSA-SVM砂土液化判别模型精度更高,泛化能力更强;建议要判别砂土的液化状态,需要准确查明水位埋深、地震烈度、标准贯入击数,非液化土层厚度这4个因素,尤其是前三个因素。通过易获取的影响因素建立NRS-ISSA-SVM砂土液化判别模型,不仅可准确地判断该区域其余未知点的砂土状态,...     

饱和黄土场地液化的工程初判和详判指标与方法研究

黄土液化的判别是工程界长期存疑的问题.本文基于不同黄土场地的现场标贯试验、波速测试和试样的室内动三轴试验研究以及《兰州市区建筑抗震设计规程》(DB62/T25-3037-2006)使用反馈情况,提出了饱和黄土场地液化的工程初判和详判指标与方法:(1)地层年代、粘粒含量、塑性指数、剪切波速、土层埋深条件等可作为饱和黄土场地液化初判的指标;(2)国家《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)[2]中基于标贯击数的液化判别公式和液化指数计算公式适用于饱和黄土地基的液化判别和液化程度评价,但黄土液化判别的标贯击数基准值需要修正;(3)对应于设防加速度0.1g、0.15g、0,2g、0.3g、0.4g下饱和黄土液化判别的标贯击数基准值应分别为7、8、9、11、13,显著小于砂土液化判别的相应值.目前该判别方法已被纳入《甘肃省建筑抗震设计规程》(DB62/T25-3055-2011)[3].     

基于最小二乘支持向量机的砂土液化预测方法

使用最小二乘支持向量机分类方法建立了两个砂土液化预测模型,预测结果与野外实际情况全部相符,表明该分类方法用于预测砂土液化是可行的,且预测准确率高。     

2003年新疆巴楚地震CPT液化数据库构建

2003年2月24日新疆巴楚-伽师地区发生M_S6.8地震,出现了唐山地震、海城地震后近30年我国大陆最具规模的砂土液化现象。大量研究显示,巴楚地震液化砂土标贯击数与锥尖阻力指标偏大,采用国内外液化判别方法往往会判为非液化。利用Robertson土质分类图对巴楚地区孔压静力触探试验(CPTU)数据进行土类分层检验,基于以下原则,选定了液化点液化层与非液化点临界液化层。(1)应选取非液化点土层剖面中最易液化层,不能因液化点力学指标偏大而将非液化点临界液化层力学指标选得更大;(2)应结合q_c-h与R_f-h图,避免选取黏土为液化层;(3)巴楚地区液化层往往上覆非饱和细砂,形成透水边界,选取液化层时应舍弃存在透水边界的土层。最后,利用我国规范方法构建了巴楚地震静力触探(CPT)液化数据库,并进行了初步的判别分析。     

地震时砂土液化的数理统计预测

1976年唐山地震期间,附近一些地区出现了砂土液化现象。本文根据工程勘探中的实例及实验数据,进行了砂土液化作用的统计和综合预测。文章中采用贝叶斯准则下的逐步判别分析方法,对唐山地区已知液化地点和非液化地点,作了五种检验计算,挑选出准确度及可靠性最高的变量模式。从而,对于当地震为Ⅷ度烈度时的砂土液化进行了预测。五种预测结果相同,互相印证,可靠性高,分组最大后验概率大多在0.99以上。在此条件下,外推预测结果可信。工程实践中,迫切需要对砂土液化进行综合性预测,而一般采用地质学或试验方法,仅能对砂土液化作单因素或少量因素下的预测,本文提出了综合性的通用预测方法,为砂土液化统计预测提供了新途径。砂土液化是平原地区的一种重要地震灾害。国内外多次大地震中,都曾因饱水砂土受到地震作用,引起孔隙水压增高及砂粒间的结合力和摩擦力降低,而使砂层发生液化状态的流动,并伴随有地基承载能力降低或失效。1964年以来,新潟地震及阿拉斯加地震时,由砂土液化造成了罕见的灾害。激发了各国、尤其是美国和日本对砂土液化预测的研究。但还多是单因素或少量因素影响下的分析方法。未能进行综合分析及推断。采用数理统计方法,可以综合分     

黏粒和砂粒混合土体的动态液化性能研究

现场和实验室观测表明,一定黏粒含量的砂土在一定条件下易发生动力液化的现象,且黏粒含量对砂土抗液化性能的影响较为复杂。通过CKC全数字闭环控制气动式三轴仪试验系统,对黏粒含量为0%、5%和10%的砂土进行动力三轴试验。结果表明,黏粒含量为5%时砂土的抗液化性能最差,并且黏粒含量对于孔压的发展具有较大影响。根据实验数据的分析,对砂土-黏土的混合土的液化和抗液化性能进行机理分析。     

海南岛北西部新构造特征及其演化研究

利用DGPS系统测量海南岛西部阶地, 绘制地质地貌综合剖面, 将西部阶地分为海成阶地和河流阶地两种。 其中海成地貌包括一条砂堤和四级阶地: 砂堤宽2～10 m, 高程约10 m, 形成于5 ka以来; 海成一级阶地发育较好, 阶地面高程21～22 m, 形成于晚更新世至全新世之间; 海成二级阶地顶面高程约32 m左右, 形成于晚更新世晚期; 海成三级阶地较为发育, 阶地面高程40～42 m, 形成于121.8 ka; 海成四级阶地零星分布, 阶地面高程约57 m, 形成于中更新世晚期。 河流阶地也可分出四级: 一级阶地高程约20 m, 局部发育, 形成于11.4 ka; 二级阶地高程约34 m, 形成于47.2 ka; 三级阶地高约50 m, 其基座顶面标高约41 m, 形成于晚更新世早期; 四级阶地高程约71 m, 基座面标高约60 m, 形成于中更新世晚期。 这些阶地中均以二级最为发育。 晚更新世以来全区处于整体加速抬升的状态。 依据阶地面的综合剖面特征, 认为王五-文教断裂晚更新世以来的活动性较弱。     

Mechanism of the June 4, 2000 Southern Sumatra, Indonesia, earthquake

Introduction The June 4, 2000 southern Sumatra, Indonesia, earthquake (16h28min26.2s UTC, 4.72, 102.09, 33 km, MS=8.0 [IRIS]) occurred under the Indian Ocean, near the Mentawai fault, along the well-known Sumatran subduction zone and the great Sumatran fault, all of which trend northwest-southeast. 1 800 houses were totally destroyed, 10 196 were heavily damaged, and 18 378 were slightly damaged by the earthquake. At least 97 people were killed, 1 900 were injured, and 122 000 were left…     

离石北部北川河阶地特征及其新构造指示

详细研究了离石北部一带阶地的地层地貌特征,并尝试对吕梁山山体的隆升进行分析探讨。结果表明,晚更新世以来该区有过三次间歇性隆升,并且三级阶地形成以来即晚更新世早期山体隆升相对快速强烈,二级阶地形成以来即晚更新世晚期至全新世时期山体隆升处于相对缓慢的过程。     

TMD多点控制体系随机地震响应分析的虚拟激励法

对于频率分布密集或受频带较宽的地震激励的结构，其响应不再以某一单一振型为主，须考虑采用多点控制。本文对受TMD多点控制的结构进行了研究。文中建立了带有多个子结构系统的以模态坐标和子结构自由度为未知量的统一运动方程。针对所得方程为非对称质量、非对称刚度、非经典阻尼的情况，本文给出了使用直接法求解的格式。地震随机响应分析采用了虚拟激励法，可以考虑各振型之间的耦合项，计算量小且精度高。本文的方法适用于带有多个子结构的系统的一般性问题，具有广泛的应用价值。     

基于区间直觉模糊数的地震应急服务点选址模型

地震应急物资储备服务点选址是地震应急救援决策工作的重要基础。本文分析了地震应急服务点选址问题的不确定性,介绍了直觉模糊数和区间直觉模糊数的概念,在分析两者之间关系的基础上,定义了区间直觉模糊数的得分函数和精确函数,进而提出了基于得分函数和精确函数的区间直觉模糊数的排序规则;行车时间受诸多因素影响,将行车时间看成区间直觉模糊信息,构建了约束中含有区间直觉模糊参数的地震应急服务点选址模型,提出了一种基于区间直觉模糊数排序规则的模型算法,可得到地震应急服务点最优选址方案。通过算例分析验证了该方法的有效性。     

基于遗传算法和统计学的电阻率测深二维反演研究

本文介绍了一种以遗传算法和统计学为基础的反演方法,该方法利用一维反演结果的统计学特征确定地层电性结构并设计初始模型,使用遗传算法修改模型,经过二维有限单元法正演达到拟合误差最小,从而完成电阻率测深数据的二维反演.这个方法的优点在于不需要解大型线性方程组,降低计算量,先判断地层电性结构,反演后给出用地电断面表示的直观的解释结果.理论模型试算和模型实验证明该方法效果较好.     

基于磁通负反馈结构的高灵敏度感应式磁场传感器研制

感应式磁场传感器广泛应用于地球物理电磁勘探仪器,但也是阻碍我国地球物理电磁勘探仪器装备研发和推广应用的瓶颈技术.在我国SinoProbe计划中"地面电磁探测(SEP)系统"项目支持下,我们研制出用于大地电磁测深(the Magnetotellurics MT)方法的高灵敏度磁场传感器.研制过程中,采用磁通负反馈技术,增强传感器系统工作稳定性;采用斩波稳零放大电路技术,有效降低低频1/f噪声对传感器灵敏度的影响;采用高磁导率合金材料,增加磁场传感器的灵敏度.最终,MT磁场传感器工作频率范围为1 m√HZ ~1 k√HZ ,噪声水平0.1 √HZ 时为1.5 pT/√HZ ;1 √HZ 时为0.15 pT/√HZ ;10 √HZ 时为0.03 pT/√HZ ;长度96 cm,重量≤6 kg.理论和测试结果表明:与同类产品比较,本文研制的感应式磁场传感器在≥10 √HZ 时,平均噪声水平从150 fT/√HZ ,下降至30 fT/√HZ ,噪声水平更优,测量精度更高,能够更好地满足MT方法的需求.     

声波方法在城市活断层探查与评价中的应用--人工地震、雷达和声波方法的比较与组合

断层上断点深度是确定平原隐伏断层活动年代的关键数据。对同一断层用不同物探方法获得的数据相差可达几十到几百米，这一差值可能导致对断层活动性的判定结论完全相反，由于缺乏宽频带、中心频率高的人工震源，只能采用多种方法联合探测。人工地震波、电磁波和声波的频率越高，分辨率越高，但衰减快，可探测深度也降低。相反，频率低，分辨率下降，但探测深度增大。人工地震波频率为数十赫兹，探测深度大，分辨能力低。雷达电磁波为10^6Hz量级，分辨能力强，但探测深度很小。声波为数千赫兹，分辨能力优于人工地震，探测深度大于雷达，性状介于二者之间，适合厚层第四纪沉积层的超浅层探查。声波高分辨率超浅层探测的初步结果表明．以往华北平原东部某些断层活动性的论断可能要做很大的修正。     

STUDY ON THE SEISMOGENIC FAULT CHARACTERSTICS OF 2016 MW5.9 MENYUAN EARTHQUAKE BASED ON Sentinel -1A DATA

In this paper, we processed and analyzed the Sentinel-1A data by "two-pass" method and acquired the surface deformation fields of Menyuan earthquake. The results show the deformation occurred mainly in the south wall of fault, where uplift deformation is dominant. The uplift deformation is significantly larger than the subsidence and the maximum uplift of ascending and descending in the LOS is 6cm, 8cm respectively. Meanwhile, based on the Okada model, we use the ascending and descending passes data as constraints to invert jointly the fault distribution and source parameters through constructing fault model of different dip directions. The optimum fault parameters are:The dip is 43°, the strike is 128°with the mean rake of 85°. The maximum slip is about 0.27m. The inverted seismic moment M₀ is 1.13×10¹⁸N·m, and the moment magnitude M_W is 5.9. The SW-dipping Minyue-Damaying Fault is possibly the seismogenic fault, based on the comprehensive analysis of the focal mechanisms, aftershocks relocation results and the regional tectonic background. The focus property is dominated by thrust movement with a small amount of dextral strike-slip component. The earthquake is the result of local stress adjustment nearby the Lenglongling Fault under the background of northeastward push and growth of Tibet Plateau.     

The Natural Probability Distribution of Load and Unload Response Ratio

In this paper,the Gutenberg-Richter model is used to generate seismic events.The events that satisfy the random distribution are also generated.With those events,the natural probability distribution of Load and Unload Response Ratio(LURR),which measures quantitatively the degree of instability of a nonlinear system,is discussed.The study is based on stress energy release,which is chosen as the response of nonlinear system F3.The comparative results from the observation catalogue and generating data are also studied.It is revealed that the natural probability of LURR is mostly stable when the sample number is sufficient.The lower the natural probability of LURR,the more the precursory is information it may contain.The influence of Y3 resulting from the sample number and the magnitude range of events is also discussed.