基于接收函数直达P波振幅研究地壳浅层S波速度结构新方法及在青藏高原东北缘的应用

文章提出了一种基于接收函数直达P波振幅的频率依赖性特征研究地壳浅层S波速度结构的新方法.该方法基于高频近似假设下直达P波理论振幅公式,拟合单个台站不同频率下观测的直达P波振幅-射线参数分布,提取各个频率下的S波速度;通过近似的频率-深度转换,将不同频率观测的S波速度投射至地下不同深度处,得到单个台站S波速度随深度的变化曲线.相较于传统的反演方法,该方法不需要任何先验模型,且其横向分辨率和垂向分辨率仅分别取决于台站间距和数据频率.将新方法应用于从青藏高原东北缘至四川盆地中部的一条近线性宽频带流动地震台阵的远震资料,提取了该地区地壳浅层S波速度结构信息,并进一步分析了地壳浅层波速结构特征与区域地质构造小尺度横向变化的关系.基于观测结果,对比分析了稳定克拉通与活动构造带沉积盆地特点差异、探讨了浅表地质与深部构造过程的关系.     

抗震结构最优设防水平决策与全寿命优化设计的简化易损性分析方法

地震破坏状态概率分析是抗震结构最优设防水平决策与全寿命优化设计的关键问题之一,作者们曾根据"三水准"设防原则和地震烈度的危险性分析结果提出了二种实用分析方法.本文建立了结构破坏状态概率分析的地震易损性理论基础,提出了极限状态地震易损性和破坏状态地震易损性的概念.从地震易损性理论的角度,对二种地震破坏状态概率简化分析方法进行了深入分析,指出第1种方法是一种考虑结构宏观抗震能力不确定性的半理论半经验易损性分析方法,而第2种方法则是一种不考虑结构宏观抗震能力不确定性的简化易损性分析方法,根据地震破坏状态概率的计算结果对二种方法进行了对比分析,并提出了相关的建议.     

近地大气物理现象与光电测距精度的关系

本文根据大气温度层结状态,讨论两种光电测距最佳观测时刻的理论。指出,在不稳定湍流状态下,更有利于获得高精度的观测值。     

青藏高原中南部近期地壳水平形变

20世纪90年代以来,“网络工程”和“陆态网络”积累了十余年的GNSS观测数据.以1999-2011年西藏、青海地区GPS区域站观测结果为基础,利用多核函数法和球面应变模型,计算了青藏高原中南部地区区域整体无旋转框架下的运动场和应变量,对汶川地震前后两个时段的结果作对比分析.     

运用改进的D-S进行钢管焊接结构损伤识别

为了有效利用结构健康诊断中的多源不确定数据,提高损伤识别的准确率,通过改进D-S证据理论(Dempster提出由Shafer完善形成的一种推理理论)中的基本概率赋值函数和组合规则,提出了一种基于改进D-S证据理论的结构损伤识别新方法.该方法利用灰色关联理论和熵权理论处理信息源的基本概率赋值问题,利用改进的D-S组合规则处理信息源间的相关、冲突问题.通过钢管焊接结构的试验研究验证所提方法的有效性,结果表明所提出的方法优于传统的D-S损伤识别方法;相对于单一损伤信息的损伤识别而言,基于多源损伤信息能够有效降低损伤误判的可能性,获得更准确的损伤识别结果.     

我国西部高原地区近地层湍流特征的研究

通过对青藏高原第二次大气科学试验(TIPEX)得到的当雄湍流资料的分析,讨论了青藏高原地区的近地层湍流特征.结果显示:速度分量、温度和湿度谱大多满足相似理论的-2/3次方律;高原上无因次垂直速度方差在中性时与前人在平原地区得到的结果比较接近,但高原上无因次水平风速方差值大于平原地区值.在强不稳定层结时,高原观测结果显示无因次垂直速度方差和无因次水平风速方差符合-1/3次方规律.在稳定层结时,风速三个分量的方差都随稳定度z/L的增大有所增大.无因次温度和湿度方差在强不稳定条件下服从-1/3次方规率.稳定条件下无因次温度方差随z/L略有下降趋势,而后趋于常数,无因次湿度方差无明显的规律.在干季以感热通量为主要地面热源,湿季两者贡献相当,潜热通量略大于感热通量.得出了不稳定层结、稳定层结情况下高原的无因次温度结构参数和湿度结构参数与z/L之间的关系,得到了中性层结时整体输送系数的实测结果.     

一种新的拟合地震动衰减关系的分步回归法

提出了拟合地震动衰减关系的一种新的分步回归法.该方法首先确定近场饱和项,再获得距离衰减项,最后确定震级项.作为算例,采用NGA项目美国西部地区的强震观测资料,对基岩场地自由地表加速度反应谱平台高度值衰减关系进行了回归.结果表明,采用此方法对实际资料的拟合不存在系统偏差,结果稳定,能反映强震地震动在近场的距离饱和与震级饱和特性.对远场数据考虑截尾效应,能使回归结果正确反映地震动的远场衰减特征.     

GPS垂向年周期运动的精确获取与方法评估

分别选用负荷模型方法、GRACE模型方法、空间加权法和多核函数法分析GPS垂向年周期运动参数的精确获取问题,以云南26个陆态网络GPS连续站2010—2015年观测数据得到的垂向年周期参数为标准,评估了这4种方法的效果。这4种方法与GPS连续站实测的振幅差异平均值分别为4. 97,3. 31,1. 38,1. 43 mm,4种方法的WRMS减速比平均值分别为0. 70,0. 84,0. 95,0. 94。结果表明:由于云南地区GPS连续站密度较高且区域垂向年周期运动空间一致性较好,空间加权法和多核函数法效果最好,GRACE模型方法次之,负荷模型方法最差。建议在GPS连续站较多的区域,采用空间加权法或者多核函数法;在GPS连续站较少的区域,建议采用GRACE模型方法。     

青藏高原东部Love波偏振研究

利用布设在云南西部的50个流动观测台站记录的三分量数字面波资料，采用频率域奇异值分解法，分析了中短周期Love波在青藏高原东部传播中的偏振状况. 结果显示Love波的传播呈现明显的有规律的偏离大圆路径的异常，地壳-上地幔速度结构显著的横向不均匀性可能是造成这些偏振异常的主要原因. 同时利用以前研究中得到的剪切波速度模型计算了Love波到达台站的理论偏离情况，大多数理论计算与实际观测结果的偏离方向基本一致，但理论偏离角通常小于观测值. 这样的结果在一定程度上验证了所采用的青藏高原速度结构模型是基本正确的，同时也说明了模型对研究区域复杂的速度结构的反映还不够精细.     

成都地磁台观测技术条件综合评估

根据大量实际资料系统剖析了成都地磁台的观测技术条件.理论与实践都表明,成都地磁台具有良好的观测技术条件,观测资料质量稳定,数据可靠.     

GNSS垂向形变场信息提取的尝试

一定条件下GNSS流动复测资料可为我们揭示地形变提供必要的依托,但由于垂向分量观测误差较大而没有被恰当地利用。利用华北地区1999-2007年的4期资料,从形变场的连续变化角度出发,提出了利用多核函数进行解析与滤波的方法,理论与结：器表明：①可获得垂直运动场的数学解析;②可实现对垂向运动场不同层次的滤波与信息分离;③当流动测站具有一定的空间密度、一定数量的复测结果和时间长度则可获得较可靠的形变信息。最后利用华北地区GNSS流动观测资料给出了实际算例与初步分析结果。     

飞行高度同时反演的固定翼航空瞬变电磁-维反演

航空电磁测量记录中,不仅感生电动势测量数据有观测误差,而且高度计测量数据也有误差,直接进行常规反演往往导致反演结果不可靠,研究飞行高度数据有误差下的反演算法具有实际意义.本文以层状模型的固定翼时间域航空电磁多分量理论响应数据为例,提出了两种针对飞行高度计记录数据有误差时的正则化反演算法,一个是自适应正则化反演方法,另一...     

一种新的三维速度结构反演模型参数化方法

本文针对三维速度反演问题中的一个重要步骤--模型的参数化作了探讨和研究,提出了一种新的参数化方法.同以往采用的矩形分块或划分网格点的方法不同,将待求扰动场按其空间频率展开,反演各阶频率系数.从三维傅氏级数理论出发,导出了一个简明且便于计算的三维空间频谱展开公式,并从理论上分析了在空间域内离散模型和空间频率域内离散模型的不同之处. 理论分析表明,在空间域内采用过参数化离散模型来反演,会在所得到的解中混入人为的虚假结构,从而使反演解发生畸变.采用在频率域内离散模型的频谱参数化方法反演,可以有效地避免这一点.频谱参数化方法也使得我们可以过参数化（over-parameterization）离散模型,便于最大程度地从资料中提取正确信息,对模型的分辨程度完全取决于观测系统的分辨能力.这种方法在得到稳定的反演解的同时,还可得到观测系统在空间三个方向上的分辨率.数值模拟实验结果证实了以上结论.     

一种钢筋混凝土非线性宏观单元--筒体墙单元

高层结构一般都要设置复杂的钢筋混凝土抗震墙,如何模拟这些复杂墙体的力学性能就成为高层结构弹塑性分析的关键.本文在梁柱单元、单片墙单元的基础上提出了一种简体墙单元,并将此单元应用于高层混凝土结构推覆分析中.单元考虑了材料非线性,并采用较为精确的方法考虑了结构的二阶效应.理论与试验结果对比分析表明,简体墙单元具有精度高、计算稳定和自由度少等特点,为复杂体型高层结构的弹塑性分析提供了有力保证.     

地方震尾波的实验室研究

本文在Ａｋｉ（１９６９）一次回弹散射理论基础上，用超声岩石模型模拟地方震，对地方震尾波进行了初步观测和讨论。观测结果得出见波波形、功率谱、持续时间相对于不同震中距是稳定的；并且尾波震相不可以追踪。这就支持了关于尾波的散射理论，同时也为地方震震级、地震矩和Ｑ值等的研究以及地震图资料的充分利用提供了新的途径。     

大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究(一)——阻抗张量分解与构造维性分析

本文对大地电磁观测阻抗实施一种数学变换--"共轭阻抗变换",发现转换后的观测阻抗和区域阻抗之间存在特定的关系,这种特定关系不受电场局部畸变的影响,而且同样不需要关于地下区域结构维性的假设,在区域结构是三维的情况下也是成立的.对转换后的观测阻抗采用已有的Swift旋转方法即可求得区域主轴方位角,然后采用最优化方法求取区域阻抗相位、振幅以及畸变因子.同时根据转换后的观测阻抗重新定义了不受电场局部畸变影响的构造维性参数.采用合成理论数据验证了新算法的正确性,和Swift、Bahr、GB、相位张量、WAL方法进行了对比分析,并将新方法应用于实测资料的解释,发展了一套消除局部畸变和进行构造维性分析的MT精细资料处理技术.进一步的工作是将新算法推广到多点多频,并采用最优化技术分解,发展一种稳定性好、多测点多频点的阻抗张量分解技术.     

地震环境噪声成像中的地形影响校正

以传统地震环境噪声面波成像方法研究地壳速度结构时,在一些极端的地形条件下,结果与真实结构会存在较大偏差.我们以地震波场三维正演模拟为基础,提出了一种地形校正方法.我们保留了传统噪声面波成像简单的两步反演法,在面波层析成像和一维速度结构反演的基础上,通过地震波场三维模拟近似估计地形和散射波场的影响,并据此校正瑞利波频散曲线,最终反演得到校正地形影响的S波速度结构.理论测试与在实际观测数据上的应用都证明了校正方法的有效性,同时也显示了地形校正的必要性.     

风生边界急流稳定性的渐近理论

观测表明,当冬季盛吹北风时,在南中国海西边界附近将形成一支向南的急流,在一定条件下这支急流可弯曲成波动甚至形成涡旋.本文应用等值浅水模式,采用截断模方法,分析了急流的稳定性,并给出急流上不稳定波出现的条件.分析表明只有当向南的风生急流很强很窄时,由变性的Kelvin波和风应力强迫出的地形Rossby波在长波波段耦合而出现不稳定,不稳定波在波长约200 km时向北传播的相速度约为02 m·s-1,波振幅增长到e倍所需的时间约15天.分析进一步表明,夏季向北的风生流在海洋的西边界附近是稳定的.这些结果在一定程度上解释了观测结果.     

地电阻率交流观测中信号检测方法研究

目前我国地电阻率观测台站受地铁、 轻轨等干扰的情况越来越多, 严重影响地电阻率观测数据质量. 地电阻率交流观测方法被认为是一种可以解决此类干扰问题的有效方法. 本文首先介绍该观测方法的理论基础; 然后采用数值模拟方法对实际观测过程进行模拟, 给出在不同参数条件下, 分别采用数字滤波器法、 频谱分析法和相关检测法进行信号检测所得到的相对误差和相对均方差结果; 最后, 通过对3种信号检测方法进行比较和分析, 给出频谱分析法在地电阻率交流观测中可以作为最佳信号检测方法的建议, 为地电阻率交流观测系统的研制提供理论参考.      

行播作物热辐射方向性孔隙率模型

行播作物是介于离散植被和连续植被的一种典型植被类型,Kimes等人从纯几何光学角度研究了行结构的热辐射方向性,但视行结构为“箱型”实体,不考虑作物组分间的孔隙因素与大气下行辐射效应.在太阳光照方向和观测方向上同时考虑了作物间的孔隙率因素,根据离散植被孔隙率模型和连续植被的交相关概率思想,分别从行结构中的无遮挡、单向投影和双向重叠投影3个方面出发,建立行结构孔隙率模型.模型应用体系总有效发射率概念,解决了不同天顶角时非同温目标的环境辐射效应计算问题.经与实际观测结果对比,孔隙率模型比Kimes模型能更准确地描述行结构热辐射方向性.由于考虑了光照方向和观测方向的交相关关系,孔隙率模型可以解释热辐射中的热点现象.