新型摩擦“塑性铰”构造的抗震性能研究

提出了一种安全性高、成本低的新型摩擦"塑性铰"构造的概念和几何设计,以实现精准耗能和大震可修的延性设计抗震目标。以钢结构梁柱延性节点的设计理论为基础,推导了该构造的力学性能理论和工作机制,并应用于钢框架结构进行了静力弹塑性分析。通过ABAQUS有限元软件建立了5个工况的数值分析模型,进行了有限元模型的循环往复位移荷载分析,探究了新型摩擦"塑性铰"构造的抗震性能。结果表明:该构造模型仅发生了抗剪螺栓的剪切破坏,可实现其精准耗能和结构的快速修复;具有较好的转动性能,满足层间位移角要求;摩擦耗能随着旋转加载螺栓预应力和摩擦系数的增大而增大,其滞回曲线较饱满,延性系数较大,具有较好的抗震性能;理论分析和有限元分析的承载力基本吻合,分别为15.92 kN、15.84 kN;抗剪螺栓的剪切和纯摩擦耗能两阶段的等效粘滞阻尼系数分别为0.318、0.671,纯摩擦耗能阶段的耗能能力较好。在钢框架中摩擦"塑性铰"的形成与发展符合抗震性能要求,Pushover分析可作为结构抗震性能评估的有效方式。     

利用近场高频GPS、 强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川MS8.0地震的震源时空破裂过程

联合近场GPS测站1-Hz运动学位移、 强震仪加速度波形和全球台站P震相波形作为约束, 以时空滑动分布约束条件和ABIC模型参数选择方法, 结合先验的滑动方向变化范围, 反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程, 给出了能够综合反映震源破裂过程的统一模型。 结果表明, 汶川地震总体上存在4个主要的破裂区, 最主要的一个破裂区位于震源东北40~120 km, 断层面上的最大位错量约为10 m, 主体滑动分布在2~20 km深度范围, 破裂达到地表; 第二个主体破裂区位于断层破裂带南段, 最大滑动量达到6 m; 另外2个主体滑动区位于断层破裂带北段, 但滑动破裂量小于断层南段破裂区的滑动量, 滑动破裂值最大值为4 m, 超过1 m的区域在走向上超过70 km。 反演得到的断层滑动模型的地震矩为9.5×10²¹ Nm, 相应的矩震级为M_W7.95。 汶川地震破裂表现为单侧破裂, 起始破裂在汶川下方16 km深度, 向东北方向一致性地传播, 过程持续~120 s。 在地震发生后0~10 s内, 破裂集中在震源起始破裂区, 滑动破裂值为~1.0 m, 之后破裂向东北方向扩展, 震后20~40 s是主要的破裂时段。 在40~60 s, 破裂跨越断层南段和北段。 在80~90 s破裂最大值开始下降, 在100~110 s时, 下降为~0.5 m, 在110~120 s时, 下降为~0.1 m。 加入近场GPS测站1-Hz 波形数据与近场强震仪波形和远场长周期体波联合反演, 提高了震源破裂模型的空间分辨率, 特别是浅部滑动破裂区的分辨率, 反演的最大滑动破裂值比不用1-Hz 波形数据反演的结果增大, 表明近场1-Hz GPS波形数据对于揭示汶川地震的时空破裂过程具有重要的作用。     

北京测震台网台基背景噪声特征

利用Welch算法,选取北京市测震台网28个测震台站地震连续波形中不同时段的无震记录,计算其台基噪声功率谱并进行背景噪声特征的统计分析,结果表明:北京市测震台网各台基噪声背景优势频率各有特征,高低频段噪声功率谱曲线差异大。在1~20Hz频段内,北京地区的背景噪声高值区出现在中心城区附近,低值区出现在北部的琉璃庙、密云和南部的上方山等台站,主要受人为噪声影响;在0.008~0.1Hz频段内,北京所有地区差异不大。     

震情值守信息服务平台设计与实现

快速发展的互联网技术为进一步提升震情服务水平和能力,拓宽地震信息发布手段和渠道,扩展服务覆盖范围,智能化、规范化震情值班工作提供了新的方法。基于B/S架构,采用高内聚低耦合的3层框架结构,结合API混合加密和数据源监控技术,设计开发震情值守信息服务平台。在保障数据安全和系统稳定的基础上,实现了地震信息的多渠道发布和接收,增加了地震信息服务产品种类,使震情值班工作更加智能、规范,有效提高了地震行业的信息化水平。     

中国华北地台二叠纪前陆盆地的发现及其证据

根据受宇地系统场控制的突发性海侵形成的碳酸盐岩－碎屑岩旋回层序界面进行的等时性旋回层序对比，建立了纵穿华北地台晚石炭世＝二叠纪的等时性旋回层序格架，首次发现了华北地台从晚石炭世至二叠纪已经由稳定克拉通盆地转化为具冲断造山楔挤压的前陆盆地，主要证据有：从紫松阶中晚期，隆林阶至栖霞阶，北华北各旋回层序已成为具有前渊造山带物源性质的巨充填层序和反粒序层序（PS6－PS28），在南华北同时限各下超层序的底部均发现具补偿性的深海相泥岩和硅质岩，在南部出现属前陆前隆带的后阶型缓坡碳酸盐岩序；二叠纪沉积盆地的冲断造山带物源性质的普遍存在，似瘤状硅质结核，凝灰岩，凝灰质沉积，以及具有浊积滑塌重力流复理石的沉积共生序列；多期次广泛发育的火山岛弧－孤后火山喷发事件；反极性时和古纬度的变化等，以上证据均支持从早二叠世以来华北板块与西伯利亚－兴蒙褶皱带发生聚敛碰撞形成冲断带和前陆盆地，证明了华北地台在二叠纪已成为具有弧后性质的前陆盆地。     

黄河内蒙古段上覆水、悬浮物和底泥重金属特征及生态风险研究

系统地采集黄河内蒙古段上覆水、悬浮物和底泥样品,分析其中重金属元素的含量。采用地质累积指数法和潜在生态危害系数法,研究了黄河干流内蒙古段的上覆水、悬浮物和底泥的重金属沿程分布特征、污染程度和生态风险。分析结果显示:除了As元素,悬浮物中重金属元素含量总体上高于底泥中的含量。地质累积指数法评价结果表明:悬浮物和底泥属于无污染—中度污染,悬浮物总体上比底泥污染严重;潜在生态危害系数法评价结果表明:底泥和悬浮物中重金属的生态危害总体上属轻微状态;因此,生态风险指数法和地质累积指数评价结果基本一致。     

汶川地震四川重灾区地质安全综合评估

以四川12个地震重灾县为研究区,在详细收集分析地震前后相关资料的基础上,开展了研究区灾后恢复重建的地质安全综合评估。首先在综合分析历史最高洪水位、25°坡角、活动断裂、沟谷稳定性、地质灾害易发性5项因子的基础上,划分出不宜建区和相对宜建区;再对相对宜建区开展地质安全综合评估,利用GIS软件的空间分析叠加功能,在对相对宜建区进行多边性网格单元剖分的基础上,选取地形地貌、活动断裂及区域地壳稳定性、斜坡稳定性、地质灾害易发程度4项指标进行单独分级评价,然后按照取差原则综合上述各单因子评价结果,进行综合评价,划分出了相对安全区、次安全区、不安全区,为灾后恢复重建工作提供了地质安全依据。     

基于模型试验的泥石流坡面物源启动预警模型

为进一步探明银洞子沟物源区坡面物源启动机理与降雨的相关性,在进行详细的现场考察与工程勘察工作后选取了典型模型体,并采用20余组人工降雨物理试验方法将降雨强度与坡度设为控制变量,研究了4种坡形、5种雨强条件下,坡面松散物源的失稳机制及破坏模式。试验结果揭示了地表变形与地下物理力学参数变化的定量响应关系,并基于试验发生破坏的临界雨量,建立了银洞子沟传统I-D预警模型。之后提炼可靠预警参数(坡度、深部体积含水率),通过数学回归分析方法并采用Exponential模型,得出IGD、IGM多参数新型预警判别式,实现了传统I-D模型的有效修正,并具一定的可靠性和实用价值。     

阿拉善地块北缘雅干花岗岩体地球化学、地质年代学及其对区域构造演化制约

位于阿拉善北部中蒙边境地区的雅干花岗岩体以二长花岗岩为主,岩体的锆石离子探针U-Pb年龄为283.2±2.2Ma (n=14,MSWD=0.016).该花岗岩体具有相对较低的SiO2含量(66.96％～70.71％),和较高的A12O3(15.05％～16.05％)和(Na2O+ K2O)含量(7.24％～9.19％),且岩体钠含量稍高(Na2O/K2O＞1).雅干花岗岩体总体上表现为高钾钙碱性及偏铝质-过铝质的特征.岩体稀土元素总合量为101.9×10-6～133.1 ×1O-6,在稀土元素配分模式图中,岩体表现为轻-重稀土元素中等程度-强烈分异,同时具有明显的负Eu异常(δEu =0.59 ～0.77);在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,岩体表现为亏损Nb、Ta、P、Ti,富集Ba、Rb、Cs、Th、K等大离子亲石元素;岩体同位素特征则表现为具有高的(87 Sr/86 Sr)i值(0.707654 ～0.710235)以及负εNd(t)值.根据雅干花岗岩体的形成时代、地球化学特征以及相关的沉积建造特征,可推断该岩体形成于后碰撞环境,表明古亚洲洋在阿拉善地块北缘北部地区的分支于早二叠世(283.2 ±2.2Ma)之前已经闭合.     

1:25万地质图空间数据库的建立

建立地质图空间数据库是将通过调查得到的数据整理后进行属性数据、图形数据采集,利用GIS软件形成不同格式的地质图空间数据库从而达到数据库存储、查询、分析、检索的目的,并实现信息共享。通过利用MAPGIS软件以及基于MAPGIS上开发的RGMAP数字填图系统建立1∶25万地质图空间数据库,分析了数据库的内容和功能,重点提出了建库过程中应该注意的问题。