读者沙龙

时光飞逝,2011年来到。我发现《地球》杂志有了很多可喜的变化：栏目多样了．内容丰富多彩了。图片更漂亮了．文章思想更深刻了,文笔更犀利了。可读性更强了……我很喜欢“地学讲堂”的文章．写出了地学上的许多知识．非常有趣味性。     

考虑刚度及边界条件的短索索力求解与试验研究

建立了一个非齐次边界拉索力学模型,基于拉索线性振动理论,推导了考虑拉索抗弯刚度及边界条件的拉索频率方程;根据双曲函数的数理特性对频率方程进行了合理简化,得到了实用的频率简化方程,提出了逆过程求解索力的方法和步骤,并探讨了不同支承刚度对索力的影响。设计了室内拉索试验模型并进行了27种工况索力试验,比较了不同工况下的计算索力与实际索力,验证了本文提出的频率简化方程和逆过程求解方法的实用可靠性。     

唐山市综合防灾管理信息系统研究

根据唐山市的实际资料,分析了控制综合成灾的主要影响因素和综合成灾机理。针对各种致灾因子间关联关系的复杂性,建立了基于人工神经网络的综合成灾危险性评价模型,确定了模型因子和关联系数矩阵。基于功能设计了唐山市综合防灾信息系统,介绍了系统功能和界面,分析了唐山市综合灾害危险性的分布,并对唐山市的综合防灾工作提出了几点建议。     

钦州市建筑物抗震性能普查及震害预测分析

通过对钦州市主城区建筑物开展抗震性能普查,摸清了钦州市主城区重要建筑、民用群体建筑和普通民居的抗震性能状况,对建筑物抗震性能进行了分级评定,找出了城市建筑抗震薄弱区.采用PKPM有限元结构分析软件对重要建筑中的砖混结构建筑进行了震害预测分析,最后总结了钦州市主城区建筑物抗震性能存在问题并给出了建议.     

中国固体潮观测研究

本文讨论了在中国北京、武汉、上海、昆明、兰州、乌鲁木齐、广州、沈阳和青岛等九处的固体潮观测结果,并且与具有海洋和液核的地球模型进行了比较。文中特别讨论了仪器标定问题。结果表明了模拟固体潮效应的精度达到了0.6μgal。     

基于ArcView9.0的城市震害预测及应急对策信息系统研究

介绍了城市防震减灾信息系统基本的构成及功能,并针对国内研发中存在的不足从四个方面进行了完善,即增加了地震预警级别判定功能,丰富了地震信息的录入方式,改进了城市群体建筑物震害预测的计算模型,引入了应急对策模块并利用G IS的可视化功能加以表现。在此基础上研发了基于ArcV iew9.0的城市震害预测及应急对策信息系统,并以山西运城市城区的实际数据进行了系统演示。     

北京地区Pc3地磁脉动与K指数的相关性

本文分析了北京地区Pc3脉动和K指数的关系,研究了Pc3脉动出现频次对不同K指数的分布和日变化,得到了平均周期和K指数之间的经验公式,分析了不同K指数下的Pc3脉动平均周期的日变化。此外,我们把所得的结果和其他人的结果作了比较,并且做了初步的理论解释。     

基于质心频移的无线电波透视层析成像

介绍了质心频移的基本理论,在频域内对信号质心频移进行了数值模拟,数值模拟表明,接收信号的质心频率向零点发生了明显的漂移,验证了质心频移理论的正确性.对正方形异常体模型进行了频谱分析,可以看出穿过异常体的信号的振幅发生了明显的变化.根据正演模拟得到的数据,利用质心频移法对模型进行了层析成像,成像结果基本反映了异常体在模型中的位置,验证了质心频移法探测工作面异常体的有效性和可行性.     

宁夏地区地壳上地幔各向异性研究

本文对国际、国内在地壳上地幔介质各向异性研究领域的发展历史及研究现状进行了简单回顾,交待了宁夏地区的构造环境,阐述了本文所采用的上地幔各向异性分析方法的原理,介绍了地壳各向异性产生的机理并选择了适当的分析方法,首次系统得到了较好的宁夏地区地壳上地幔各向异性测量参数,并进行了解释。     

交通系统地震应急决策模型与方法

为了提高震后应急救援工作的效率,开展交通系统地震应急决策模型与方法研究,建立一套反映地震灾害情况下交通系统应急决策问题特点的方法和模型体系,为开发交通系统地震应急决策辅助支持系统提供模型支持,以实现震后交通调配决策的智能化。把双层规划方法、随机模拟方法以及模糊决策方法引入到震后交通应急调配决策的分析中,重点研究了基于交通系统畅通可靠性分析的应急决策优化问题。论文的主要研究内容概述如下:(1)介绍了四阶段交通需求预测方法及震后修正四阶段法,对震后应急交通需求的特征进行分析,建立了震后应急交通需求预测模型,提出了三阶段震后应急交通需求预测方法;分析了路桥单元的地震易损性,给出了路桥单元的震害等级,推导了路桥单元震害指数的临界区间,提出了路桥单元的地震影响修正系数区间,进而建立了震后路桥可能通行能力的评估模型;对路网容量及其计算方法进行了分析,给出了震后路网容量的计算过程。(2)介绍了单元可靠性和交通系统可靠性的基本概念,阐述了道路网络的布局形式及其性能,分析了交通系统抗震性能影响因素;利用不交化最小路集法对震后交通系统连通可靠性进行分析;依据公路服务水平分级标准,定义了震后公路服务水平阀值,引入了蒙特卡罗法,分析了交通系统的畅通可靠性,进而提出了基于服务水平的交通系统畅通可靠性评估方法,给出了评估标准,并构建了交通系统的畅通可靠性评估优化流程;为震后交通系统应急决策方法的研究提供理论依据。(3)科学的应急决策是震后救灾工作高效开展的有力保证,本文介绍了决策的基本概念、模糊决策分析方法以及数据标准化的处理方法;地震应急服务点选址决策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,提出了它的排序规则;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。(4)建立了基于模糊聚类分析的单服务点多需求点应急调配优化模型,并给出了模型的解法;论述了用区间数形式描述地震应急物资调配决策信息的可行性,推导了区间数可能度的算法,改进了区间数可能度矩阵,定义了基于区间数可能度的最优调配系数,构建了基于区间数可能度的单服务点多需求点应急调配优化模型,给出了模型的求解过程;考虑到震后应急物资调配是基于时间链的动态过程,假设调配至应急需求点的物资是被连续消耗的,进而建立了基于双层规划的多服务点多需求点应急调配优化模型,给出了双层规划问题的动态优化算法;构建了基于交通系统畅通可靠性分析的配流优化决策方法及体系。(5)引入设定地震法,对交通系统地震应急决策模型与方法进行理论集成研究,提出了基于不确定性分析的地震应急物资服务点选址决策优化方法、基于畅通可靠性分析的震后交通应急调配决策优化方法,并进而构建了基于设定地震的交通系统地震应急决策优化方法及体系,实现了交通系统地震应急决策理论的集成;并以宿城区县乡道路网为研究对象,引入设定地震法,对模型、方法及决策优化理论进行了模拟应用。     

地震和波浪作用下表面波条件对海水动水压力的影响

地震动斜入射条件下海洋场地简化为理想流体海水-两相介质海床-弹性固体基岩系统模型,通常假定为静水液面条件。本文以地震动SV波为例,推导了表面波条件下海洋场地动力反应解析解,研究了表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,表面波频率在大于0.5Hz时对海水动水压力几乎无影响,在小于0.5Hz范围内有影响,且越接近水面、频率越低时影响越显著。实际地震动卓越频率通常大于0.5Hz,因而地震动作用下采用忽略表面波条件的静水液面假定是合理的。进一步结合线性波浪理论,研究SV波和波浪联合作用下表面波条件对海水动水压力的影响。研究表明,由于波浪属于低频荷载且频率通常小于0.5Hz,在地震和波浪联合作用下表面波条件的影响较地震单独作用更为显著。     

Combined effect of rheology and confining boundaries on spreading of gravity currents in porous media

One-dimensional flows of gravity currents within horizontal and inclined porous channels are investigated combining theoretical and experimental analysis to evaluate the joint effects of channel shape and fluid rheology. The parameter $\beta$ governs the shape of the channel cross section, while the fluid rheology is characterised by a power-law model with behaviour index n. Self-similar scalings for current length and height are obtained for horizontal and inclined channels when the current volume increases with time as $t^{\alpha }$.For horizontal channels, the interplay of model parameters $\alpha \text{,}n$, and $\beta$ governs the front speed, height, and aspect ratio of the current (ratio between the average height and the length). The dependency is modulated by two critical values of $\alpha \text{,}{\alpha }_{\beta }=n/(n+1)$ and ${\alpha }_n=(2\beta +1)/\beta$. For all channel shapes, ${\alpha }_{\beta }$ discriminates between currents whose height decreases ($\alpha <{\alpha }_{\beta }$) or increases ($\alpha >{\alpha }_{\beta }$) with time at a particular point. For all power-law fluids, ${\alpha }_n$ discriminates between decelerated currents, with time-decreasing aspect ratio ($\alpha <{\alpha }_n$), and accelerated currents, with time-increasing aspect ratio ($\alpha >{\alpha }_n$). Only currents with time-decreasing height ($\alpha <{\alpha }_{\beta }$) and aspect ratio ($\alpha <{\alpha }_n$) respect model assumptions asymptotically; the former constraint is more restrictive than the latter.For inclined channels, a numerical solution in self-similar form is obtained under the hypothesis that the product of the channel inclination $\theta$ and the slope of the free-surface is much smaller than unity; this produces a negligible error for $\theta >2°$, and is acceptable for $\theta >0.5°$. The action of gravity in inclined channels is modulated by both the behaviour index n and the shape factor $\beta$. For constant flux, the current reaches at long times a steady state condition with a uniform thickness profile. In steep channels and for sufficiently long currents, the free-surface slope becomes entirely negligible with respect to channel inclination, and the constant thickness profile depends only on n.Theoretical results are validated by comparison with experiments (i) in horizontal and inclined channels with triangular or semicircular cross-section, (ii) with different shear-thinning fluids, and (iii) for constant volume and constant flux conditions. The experimental results show good agreement with theoretical predictions in the long-time regime.Our analysis demonstrates that self-similar solutions are able to capture the essential long-term behaviour of gravity currents in porous media, accounting for diverse effects such as non-Newtonian rheology, presence of boundaries, and channel inclination. This provides a relatively simple framework for sensitivity analysis, and a convenient benchmark for numerical studies.     

黑龙江镜泊湖火山地区电性结构初步研究

在黑龙江镜泊湖火山地区做了 30个点的大地电磁测深工作。结果表明 :测区为非一维结构 ,中部为二维结构 ,走向为北东向。上下大致可分为 3个电性层 ,电阻率上部为中阻 ,中部为高阻 ,下部为低阻。测区四周电阻率高 ,中部有一个截面不规则的北东向拉长的低阻立式柱状体 ,该柱体的电阻率从上到下也呈“中 -高 -低”形式     

Is fractal dispersion subdiffusive or superdiffusive? A theoretical investigation

A probabilistic approach is used to simulate particle tracking along a fractal path. The particle tracking is modelled as the sum of elementary steps with independent random variables. An exponential distribution is obtained for each elementary step and a Gamma distribution or probability density function is then deduced. The relationship between fractal dispersivity and the elementary step is given. It is theoretically demonstrated that the fractal dispersion is subdiffusive and that the linear dispersion coefficient and the linear dispersivity decrease with the mean travel distance. A review of some fractal models showing an increase of the linear dispersivity is given and an explanation that shows why these models may be not correct is proposed. It is shown that the results presented are in agreement with other studies relating to the application of the fractional calculus to diffusion transport. Lastly, a relation between the fractal dimension and the order of the fractional Langevin equation is proposed. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Determining anti-plane responses induced by oblique-truncated semicircular canyon using systematic hybrid method with mapping function

This paper proposes a novel strategy for the investigation of displacement amplitude ($\left|u_y\right|$) near and along an oblique-truncated semicircular canyon subjected to shear horizontal (SH) waves. Transfinite interpolation (TFI) was used to obtain the coordinates of nodes and determine the sequence of node numbering in the inner finite region including the canyon. The hybrid method, comprising finite element method and a Lamb series, was applied in conjunction with TFI to study the effects of canyon geometry, incident angle of SH waves ($\theta$), and dimensionless frequency ($\eta$) on $\left|u_y\right|$. We detailed the amplification of $\left|u_y\right|$ in the illuminated zone and variations in $\left|u_y\right|$ due to canyon-decay-effect along the canyon surface as well as the decay of $\left|u_y\right|$ resulting from the shield effect in the shadow zone. Interestingly, oblique-effects play an important role in the magnification of $\left|u_y\right|$ along the inclined bottom of canyons, and variations in $\theta$ and $\eta$ dominate the patterns of $\left|u_y\right|$.     

加卸载响应比的自然概率分布

从Ｇｕｔｅｎｂｅｒｇ－Ｒｉｃｈｔｅｒ的分布关系出发，以应用最多的以√Ｅ为响应量的Ｙ３为例，对模拟生成的满足Ｇ－Ｒ关系和均匀随机分布的事件探讨了加卸载响应比的自然概率分布，同时，还与首都圈地区的一组实际资料得到的自然概率进行了对比分析，结果表明，在样本量有保证的情况下，反映系统临近失稳程度的加卸载响应比Ｙ３的自然概率分布基本稳定，随机出现加卸载响应比高值的自然概率很低，因此，实际观测到的高响应经值确     

基于ABAQUS的真空-堆载联合预压法的仿真研究

利用有限元分析软件ABAQUS在仿真过程中直接模拟真空度,并通过ABAQUS的二次开发平台编写排水板单元子程序,对软土地基的真空-堆载联合预压进行仿真和固结分析,并与真空荷载换算为堆载方法进行对比。结果表明这种仿真模型更接近实际,分析地基变形与实际情况一致;塑料排水板单元子程序合理,可以有效减小分析误差。对天津港某软基的加固工程进行了建模仿真,其结果与实测数据相吻合,在误差允许范围内。通过计算不同泊松比、加固区宽度条件下真空-堆载联合预压的最终沉降量,分析得到了相应泊松比、加固区宽度的沉降修正系数,对类似的工程有一定的指导意义。