基于探地雷达的混凝土无损检测反演成像方法

本文针对水利水电工程中的混凝土构件无损探测问题,提出了一种新的反演成像方法.传统方法主要依赖人工经验观察偏移探测数据,精度无法保证.这种方法以Maxwell方程的TM问题为数学模型,在混凝土的表面放置发射源与接收器,根据探地雷达的接收数据,采用同伦优化方法结合收敛速度较快的阻尼高斯牛顿方法作为反演算法,其成像结果更具定量化和可视性.该成像方法克服了传统雷达剖面图只能近似地反映混凝土中埋藏物及缺陷的深度、大小等缺点,不仅能够探测混凝土内部异物的位置,而且能够比较准确地确定异物的大小及属性.通过计算机模拟以及对实际资料的处理,验证了该反演成像结果直观、可靠、具有一定的应用价值.     

基于陆态网络GPS数据的电离层空间天气监测与研究

中国大陆构造环境监测网络(简称陆态网络)是以全球卫星导航定位系统(GNSS)为主,辅以多种空间观测技术,实时动态监测大陆构造环境变化,探求其对资源、环境和灾害的影响的地球科学综合观测网络.基于陆态网络约200个基准站的GPS观测数据,本文探讨了其在电离层空间天气监测与研究方面的应用.包括磁暴期间电离层暴扰动形态,大尺度电离层行进式扰动,太阳耀斑引起的电离层骚扰和低纬电离层不规则体结构等.研究结果表明:陆态网络布局合理,观测数据质量良好,完全可用于中国及周边地区电离层空间天气监测与研究,为进一步开展我国电离层空间天气预警和预报奠定了观测基础.     

华北上地幔各向异性研究

对华北地震科学台阵的200个宽频带和甚宽带地震台站所记录的远震SKS(SKKS)波形资料作偏振分析,采用最小切向能量的网格搜索法和叠加分析方法求得每一个台站的SKS(SKKS)快波偏振方向和快、慢波的时间延迟,并结合已发表的固定台站的结果,获得了华北上地幔各向异性图像.从得到结果看,华北东部各向异性快波方向基本为NWW-SEE方向,而西部的快波方向转到NW-SE或NNW-SSE.快、慢波时间延迟范围是0.50~1.47 s,华北西部的平均快、慢波时间延迟小于华北东部.在华北东部,快波方向与绝对板块运动(APM)方向基本一致,预示了NWW向的软流圈地幔流是引起该区域上地幔各向异性的主要原因,它使得上地幔橄榄岩等晶体的晶格优势取向沿地幔物质流动方向,从而导致了NWW趋向的快波方向.然而,在稳定的西部,快波方向既不与绝对板块运动方向一致,也不与构造走向一致,这种弱各向异性很可能是遗留在古老克拉通的厚的岩石圈内的"化石"各向异性.     

中国热浪事件的大气扰动结构及其稳定性分析

利用对流层至平流层大气变量的物理分解,本文发现400 hPa上的天气尺度温度扰动正值和250 hPa上的天气尺度高度扰动正值能够指示地面上的高温和热浪事件.理论和观测分析发现,当扰动静止波中心出现在40°N-45°N时,准静止波波长较长,影响范围大,持续时间久,容易在中国形成区域持续性热浪事件.在江南-华南、长江沿江及河套-华北的区域,干热浪事件静止波的稳定时间在6.5天以上.对流层大气天气尺度扰动波动在垂直方向具有倾斜特征,250 hPa高度上,静止波稳定位置比地面热浪区域中心普遍偏北6~12个纬距.在低纬度(副热带高压带南侧),大气中向西北方向移动的天气尺度扰动,只有到达副高脊线以北的西风带后,才能形成静止波.     

俄罗斯贝加尔湖-日本仙台断面地震波速结构及其地质意义

本文以中俄、俄日学者合作所得到的地球物理资料为主,结合其它相关地质-地球物理数据,组构了俄罗斯贝加尔湖-日本仙台(BS)4000 km长断面,用于区域性大尺度地研究东北亚洲地壳结构和一系列地质构造问题.研究BS断面地震波速结果表明:(1)西伯利亚板块和黑龙江板块地壳结构变化较大,并可分为上、中、下部地壳,欧亚板块东部陆缘带地壳结构较简单,基本两分.贝加尔裂谷带下部地壳厚度比松辽盆地的薄约7 km,而上部地壳则相反,前者的比后者的厚约9 km.两个裂谷带在Moho界面之下的波速分布差异也较大.(2)结合前人认识,综合分析认为,贝加尔裂谷带属主动式裂谷,松辽盆地属于混合型裂谷.贝加尔裂谷形成动力主要来自地球构造圈B″层物质上涌所形成的地幔热柱的垂向作用,由BLV带佐证,松辽盆地形成动力主要来自太平洋板块斜向俯冲的中远程效应.(3)日本国所位于的西太平洋岛弧带是多地震带,除了太平洋板块俯冲产生的浅部效应、地壳中断裂与流体的直接作用等因素,本文指出仙台等速块的物性条件是岛弧带的主要不稳定因素.同时指出需要关注日本东海岸深约30~40 km的大级次地震的发生.     

大别—苏鲁及邻区上地幔的各向异性

大别—苏鲁是扬子与华北的碰撞造山带,对该地区上地幔各向异性的研究有助于了解该区的地幔动力学机制.本文选用了中国数字化地震台网和区域数字地震台网(山东、安徽、江苏、河南、湖北)三分量宽频带的远震地震波形数据,分别采用最小能量法和旋转相关法,对大别—苏鲁及邻区进行剪切波偏振分析,计算了研究区台站下方介质的各向异性分裂参数:快波偏振方向(Φ)和快慢波延迟时间(δt).本文研究结果发现,研究区内快、慢波延迟时间0.5~1.63 s,推测各向异性层深度为57.5~187.6 km,由软流圈和岩石圈地幔的各向异性共同作用引起.快波偏振方向在4个不同构造区表现出不同的特点:华北板块快波偏振方向为近E-W向,根据地质资料,我们分析认为华北板块的各向异性受地幔软流圈流动的影响明显;大别造山带各向异性平行于大别主构造,反映造山过程中岩石圈物质沿大别造山轴部NW-SE向迁移的特点; 在大别南侧和东侧的扬子板块快波偏振方向分别表现为近垂直于造山带走向和NEE-SWW,苏鲁造山带各向异性结果为NEE-SWW,与地表构造有一定的夹角,同时与板块运动方向相差较大,分析认为扬子板块和苏鲁造山带各向异性是由地幔软流圈流动和印支—燕山期构造运动残留在岩石圈地幔的"化石各向异性"共同作用的结果.     

震后城市地震动场快速评估方法——以福州盆地为例

震后灾情的快速获取是灾后应急的基础,传统的方法是根据现场调查结果决定应急方案。受灾程度的分布常以烈度分布图描述,而烈度又与加速度峰值密切相关。本文提出了一种震后地震动场分布快速评估的方法。该方法将主要依据灾区基岩台站的实时强震记录(无强震记录也行)和该地区的加速度衰减关系,再结合该地区各类场地的地震动放大因子,则可快速估计该地区地震动场分布,从而确定灾情,为政府的应急决策提供依据。     

建水地下流体监测井水位骤降异常分析

2012年2月底至4月上旬,建水县地下流体监测站监测井水位出现了幅度近8m的显著下降变化.通过对该监测井与石屏—建水断裂带观测井同期水位进行对比分析,排除了监测井水位骤降异常是由构造活动引起的可能性.同时,调查了周边的抽水井,运用水文地质分析方法,结合当地水文地质情况,确定该监测井水位骤降异常是由附近的井孔抽水引起.充分了解当地的水文地质情况,根据地下水的运移规律,结合实地调查,可以对地下水异常给出相对合理的解释,并进一步判断地下水异常是否是构造活动引起的地震异常.     

断层下方地壳分层结构对地震动模拟结果的影响研究

考虑震源破裂过程的三维地震动数值模拟一般需将震源包含在计算区域中,这样的计算模型区域大,计算量大,尤其是对于断层埋深较大的情况。本文对破裂断层下地壳分层结构引起的反射波的影响进行了分析,分别对改变断层下方介质的密度和波速两个参数的模拟结果进行了对比,结果表明:断层下方地壳分层结构引起的反射波对地表观察点地震动时程的影响很小,可以忽略。因此进行三维地震动数值模拟可以不考虑断层下介质的影响,从而可以大大减小计算区域,提高计算效率。     

丰镇井水位变化与降雨量的关系研究

在结合丰镇井区域水文地质条件的基础上,分析了井水位变化与降雨量的关系。研究结果表明：开展水位（年初值、年末值、年极大值、年极小值、年际变幅和极值变幅）与年降雨量的关系研究,对区域震情的跟踪和判定具有十分重要意义。