土体剪切带的模拟与机理分析

采用修正剑桥模型,研究在平面应变条件下正常固结土剪切带的产生机理和剪切带形状的多样性。研究结果表明,剪切带是由材料的不均匀变形引起,并由试样局部应变能释放的冲击作用形成的;试样端部摩擦约束与试样内部初始缺陷都能够引起试样的不均匀变形进而诱发剪切带。分析了不同边界约束条件、初始缺陷设置方式及二者共同作用对剪切带形式的影响,平面应变条件下土体的剪切带有单一型、交叉型和多段型等3种形式,多段剪切带的发展具有先后顺序。     

简单剪切条件下岩石剪切带主应变轴偏转角理论研究

主应变轴偏转是塑性剪切变形的一种结果.同时,主应变轴偏转又会在一定程度上影响变形,从而可能对灾害孕育及发生产生某种影响.因此,正确认识主应变轴偏转角的范围及演变规律对于一些灾害的机理分析及预防可能具有重要的意义.本文在小变形条件下,基于梯度塑性理论的水平剪切带位移公式,并考虑到已有的主应变方向和主应变轴偏转角之间的联系,推导了简单剪切条件下含应变梯度岩石剪切带主应变轴偏转角公式.得到了下列结果,对于左旋剪切带,主应变轴偏转角等于剪切带倾角与45°之差;对于右旋剪切带,主应变轴偏转角等于45°与剪切带倾角之差.基于梯度塑性理论和仿射变换,制作了简单剪切条件下含应变梯度的虚拟剪切带.采用数字图像相关方法对虚拟剪切带主应变轴偏转角进行了测量,获得了虚拟剪切带中心的主应变轴偏转角随虚拟剪切带倾角的演变规律和过虚拟剪切带中心且垂直于虚拟剪切带测线上主应变轴偏转角分布,通过与理论解对比,验证了数字图像相关方法的主应变轴偏转角的正确性.     

基于无人机摄影的地震形变场测量技术研究

采用当前方法测量地震形变场时,不能有效去除地震图像中存在的噪声,得到的测量结果与实际结果之间的误差较大,存在抗干扰性差和测量精准度低的问题。提出基于无人机摄影的地震形变场测量技术,对无人机摄影得到的主图像和辅图像做配准处理,采用SAR处理器处理图像数据,得到干涉图。利用SUSAN算法检测干涉图的边缘,通过K均值方法划分模板区域中存在的特征值类别,根据划分结果得到干涉图的相关参数和噪声区域,结合非线性扩散方法和SUSAN算法完成干涉图的去噪处理,依据基线估计去除干涉图中存在的平地效应,利用网络流算法完成相位解缠,获得地形相位值,绘制地震形变图,完成地震形变场的测量。实验结果表明,所提方法的抗干扰性强、测量精准度高。     

平直走滑断层亚失稳状态的位移协同化特征——基于数字图像相关方法的实验研究

亚失稳阶段是断层临近失稳的最后阶段,识别断层亚失稳状态,对评估断裂区内的断层失稳危险性具有重要意义．含平直走滑断层的岩石样品在卧式双轴伺服控制压机上加载产生黏滑,同时用高速相机以1000帧S_的速度记录样品变形,失稳过程中的数字图像,然后采用数字图像相关分析方法计算样品表面变形场,并通过定义表征断层位移累计值相对离散程度的协同化系数来描述断层失稳过程的协同化特征,结果表明：（1）局部预滑区进入亚失稳阶段之前,扩展速率非常缓慢;进入亚失稳I阶段后,扩展速率有所增加,但仍很缓慢,属于准静态扩展;在亚失稳II阶段,在占整个亚失稳阶段～1．5％的时间段内,断层先是以～0．9mS。的速率扩展,继而快速贯通整个观测区域,此时断层已转为准动态扩展．（2）在亚失稳I阶段断层位移协同化系数降为进入亚失稳前的一半,在亚失稳II阶段这一系数再降为进入亚失稳前的四分之一．这一系数持续下降意味着断层位移协同化作用的加强,亦可作为断层进入亚失稳阶段的特征之一．（3）此外,在断层失稳滑动阶段,观测区内断层出现三次整体滑动：初始滑动,快速滑动和调整滑动．断层在三次滑动之间存在两次短暂的停顿过程．     

中国福建及其边缘海域现时地壳运动定量研究－GPS、断层形变和水准等测量与震源机制结果的综合分析

基于中国大陆GPS测网（1994～1996年）、福建GPS测网（1995～1997年）和跨断层形变测量网（1982～1998年）、精密水准网（1973～1980年）以及近数十年来的震源机制资料,综合定量地研究了中国大陆东南缘－福建及其边缘海现时地壳运动．发现：此区域同大陆整体以11.2 mm/a速度较均匀地向SE方向运动;同时还存在着一种由泉州湾指向大陆内部,主方向NW 并向两翼扩展,其平均速度为3.0mm/a的运动．地壳形变测定的现时应变场与震源机制应力场以及地质学推测的构造应力场三者相符．区域应力场主压应力方位为NW（NWW）－SE（SEE）．在此应力场作用下,NE向断层呈压性运动,NW向断层呈张性运动．以泉州湾、晋江——永安NW 向断裂为界,地壳运动呈现分区特性：闽西南及闽粤交界区为上升区、闽东北区为下降区,前区的应变率和断层活动量均高于后区．本研究区受到喜马拉雅碰撞带侧向传递运动和西太平洋俯冲带挤压的共同作用;前者导致的运动量大于后者,但前者均匀后者不均匀．因此,本区强震的孕育发生与西太平洋俯冲带的关系更直接．     

基于数字图像相关方法的断层破裂扩展实验研究

活断层是发生构造地震和引起相关地质灾害的主要原因,其中受第四系松散沉积物覆盖的活断层相对于地表出露的断层更具隐蔽性和危险性。因此,活断层破裂及其在沉积层中的扩展研究是地震地质科学和防震减灾工程中的重要课题。为了深入理解活断层破裂扩展特征和机理,本文基于数字图像相关方法开展了破裂在岩石和断层基岩上覆沉积层扩展的断裂实验和地质力学模型实验研究。主要的研究工作如下：     

基于GPS的精河M_S6.6地震前地壳变形动态特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,获得精河6.6级地震前震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,并结合区域构造背景分析该区域变形动态特征。结果表明:震前震中附近区域速度场速率逐渐增大,发震断裂两盘构造运动速率不均,震中附近区域GPS测点的速率和运动方向存在差异,反应了地壳应变能量积累。震中区域主压应变率变化反映出应力调整过程,沿断层走向的张压转换的形变高梯度带、最大剪应变梯度带可为地震预测提供参考。     

平直走滑断层亚失稳状态的位移场协同化特征——基于岩石数字图像变形相关分析方法

亚失稳阶段在断层的粘滑过程中是非常短暂的时段,并有可能导致断层的快速失稳,故识别断层亚失稳状态,对评估断裂区内的地震危险性具有重要意义.实验选择平直走滑断层的粘滑事件作为研究对象,研究亚失稳过程中位移场的时空响应特征,进而探索亚失稳状态的变形场标志.     

基于三轴试验的软土震陷简化计算方法研究

本文通过对天津滨海新区典型软土的静、动力学试验,分析了软土残余应变的变化规律,提出了结合地区震陷经验系数的软土震陷简化计算方法,并利用1976年唐山7.8级地震中天津塘沽地区软土震陷观测资料对计算方法进行了验证。结果表明,本方法用于估算自由地表震陷量是可行的,对中小工程中软土震陷量的估算具有一定的参考价值。     

基于多源遥感的极震区破裂带与数据平台可视化研究

地震是一种以力学运动为主体的自然现象。因此,测量并掌握地壳的力学状态与力学运动,是地震学与地震预报研究中最为重要的基础性工作。获取大范围的地表连续覆盖的同震位移形变场图像,并利用这些地表同震形变场来揭示震源破裂面的断层位移和运动速率等的几何学和运动学特征,对深入了解地震重复间隔、潜在震源区等问题,从而认清地震应力应变的积累与释放过程,具有重要意义。另外,震后地表实际破裂带的分布及其性质和特征,对于更好地理解地震破裂过程和破坏强度及评价周围地区未来强震或强余震的危险性等都具有重要参考价值,且可以为地球物理解提供更好的约束条件。     

Study on Dynamic Characteristics of Crustal Deformation in the Yunnan Area Using GPS

Based on the GPS velocity field data of 1999-2007 and 2011-2013,we used the least squares configuration method and GPS velocity profile results to synthetically analyze the dynamic evolution characteristics of crustal deformation in the Yunnan area before and after the Wenchuan earthquake. The dynamic evolution of GPS velocity field shows that the direction is gradually changed from the south in the southern part of the Sichuan-Yunnan block to the south-west in the southern Yunnan block and there is a clear relative motion characteristic near the block boundary fault zone. Compared with the GPS velocity of 1999-2007, the results of 2011-2013 also reflect segmental deformation characteristics of the block boundary fault zone. Southeast movement shows a significant increase, which may be related to crustal deformation adjustment after the Wenchuan earthquake. The dynamic evolution of strain parameters shows a pattern of "extension in the middle and compression at both ends" in the whole area and the distribution of deformation (shear, extension or compression) is closely related to the background motion and deformation characteristics of the main fault zone. Compared with the results of the period of 1999-2007, the extensional deformation zone of 2011-2013 is expanded eastward and southward. The compressional deformation of the eastern boundary (the Xiaojiang fault zone) of the Sichuan-Yunnan block is no longer significant, which is mainly concentrated in the northern section of the Xiaojiang fault zone and may be related to the post-seismic deformation adjustment of the Wenchuan earthquake. The GPS velocity profile results show that the left-lateral slip velocity of the Xiaojiang fault zone reduced gradually from north to south (10mm/a-5mm/a), and the width of the northern section is wider. The right-lateral slip rate of the Honghe fault zone is about 4mm/a, and the deformation width is wider. The dynamic results show that the Wenchuan earthquake has little effect on the deformation modes of these two fault zones.     

断层图象层厚减薄的图家处理方法

本文全面讨论了断层图象层厚减薄的数字图出处理方法──断层间插值技术．详细介绍了现有的灰度插值和形状插值的思路、功能、实现步骤和优缺点．提出了深入研究的目标．     

Study on the Horizontal Deformation Strain Field in the Central and Northern Parts of Yunnan Province

Based on the horizontal deformation field and the strain field derived from the GPS data over the period of 1999～2001 in the Yunnan area, the characteristics of deformation and strain in the northern part of Yunnan Province have been studied. The results indicate that the central part of the studied area is rather stable with little crustal displacement, while the western and eastern parts are active with larger displacement. The strain field reveals that the orientations of the principal compressive strain axis of the crust and the sub-blocks in the area are NW-SE, while the orientations of the principal tensile strain axis is NE-SW. In the studied area, the tensile strain is predominatly in the northern part and the compressive strain is predominatly in the central and southern parts. The stretching direction of the shear-strain contour is basically consistent with the strike of the active fault. The strain and stress fields of the fault activity are related to the structure where the fault is located, while the activity properties of the faults are different.     

太原基准地震台数字化形变观测仪器干扰源调查

太原基准地震台数字化形变观测仪器伸缩仪和体应变仪记录的分钟值固体潮曲线上叠加有锯齿状的高频干扰,为探寻干扰源,对附近的抽水井、高压输电线、溶洞及煤矿进行调查分析,发现其对观测仪器的影响均不明显,认为与山洞下面可能存在的裂隙带有关。     

皮肤图像分析系统对祛斑类化妆品功效评价的研究

目的是探索如何获得不同色素性皮肤病的清晰图像，研制出操作简单、自动化与精度高的皮肤图像分析系统。方法：应用多光谱皮肤显微偏振光与数字图像处理技术，测量目标皮损形状、面积、灰度、积分光密度及色素颜色参数的变化等。结果：用祛斑类化妆品和药物治疗136例黄褐斑、经该系统测量分析后各治疗组相关参数随时间的推移呈下降趋势，而药物组与对照组相比各参数值明显下降、与各组相比均有显著差异（P＜0．05），并提出客观的疗效评定单位“ID”值。结论：该系统是一种潜力较大的皮肤表面色素定量工具，客观性和重复性好，灵敏度高，不对观察对象造成损伤，在临床获得满意效果。