天然地震接收函数揭示的青藏

1998年 6～ 1 1月 ,中国地质科学院与法国 Joseph大学地球物理及构造研究所合作 ,在青海共和至玉树公路沿线 ,布置了40台 Minititan三分量地震仪和 1 3台 CEIS单分量地震仪 ,进行天然地震观测 .研究区位于班公—怒江断裂以北、柴达木以东、中祁连断裂以南和龙门山断裂以西的区域 .沿线穿过南祁连、东昆仑、巴颜喀拉、金沙江等 ,横穿了青藏高原东部的大部分区域(图 1 ) .此剖面是第一次穿越青藏高原东部的地震探测剖面 ,它有利于与中部已有的研究成果进行对比 ,便于探讨在印度大陆向北俯冲的过程中 ,对青藏高原东部深部特征的影响 ,特别是…     

青藏高原各地体的地壳-上地幔结构及其东西向的变化特征

青藏高原是由多个地体拼合而成的,在印度板块向北俯冲的长期作用下,各地体被挤压,地壳缩短,高原隆升。尽管在北北东向挤压作用下发生了高原的近南北向的断裂活动,但各地体本身的结构整体上保持相对稳定,不仅地壳浅部的地层、岩石、古生物保持着各自的特征,而且深部Moho面的变化和岩石圈的特征也是相似的。青藏高原的相距500km以上的2条宽频地震探测剖面的接收函数结果证实:高喜马拉雅地体、特提斯喜马拉雅地体、冈底斯地体、羌塘地体和巴颜喀拉地体在东西方向上保持着相近的速度特征。这充分说明,印度板块向北俯冲与青藏高原碰撞,引发各地体碰撞造山与高原隆升是地壳和岩石圈的整体构造运动,高原各地体,至少高原腹地仍然保持着大致相同的深部结构,Moho面、岩石圈底界面的深度和产状变化不大。     

中国天然地震探测深部构造的研究现状与发展

在青藏高原等地区为研究下地壳上地幔的构造特征,最近10a投入了较大工作量的天然地震探测。它可以获得较大深度上的地震速度图像、上地幔的各向异性,划分出低速体低速层,为研究地球动力学特征提供了新的资料。随着仪器的发展完善,这种方法在我国深部研究中成为重要而且经济的手段。地震层析、接收函数的研究、以及剪切波分裂的分析都取得了很大的成绩。在这些方面还有许多工作要深入研究,继续深入发展具有重要意义。     

青藏高原西部叶城-狮泉河地区岩石圈各向异性研究

对青藏高原西部新疆叶城—西藏狮泉河地区宽频地震探测记录到的剪切波进行了各向异性分析,计算结果给出了该地区上地幔各向异性的特征:西昆仑地区各向异性大都沿北东方向分布,总体方向变化不大,各向异性整体走向与青藏高原和塔里木盆地北缘各向异性空间分布一致。由此得出:印度板块向北推进的构造运动是形成本区岩石圈剪切波各向异性的主要原因,青藏高原各地体的各向异性在较大的东西向范围内保持稳定,各地体岩石圈固有的各向异性方向为北东向;作为羌塘地体和拉萨地体的分界线,班公怒江断裂带是主要的地表分界位置,在深部,无论西部剖面还是中部剖面,印度板块岩石圈的各向异性在该断裂带上均没有变化。     

自复位承插式多节段预制桥墩抗震性能理论分析

为了解决现有预制桥墩施工难度大、腐蚀风险高、震后可恢复性能不足的问题,基于承插式桥墩与多节段桥墩的技术优点,提出了一种新型自复位承插式多节段预制桥墩(RSSPP),使用了高耐久性的BFRP筋和2304不锈钢钢筋,既能够充分发挥承插式节点连接可靠、现场施工简单、容许误差大的特点,同时具备良好的自复位功能。将新型RSSPP桥墩体系分为节段承重部分、后张预应力部分和耗能钢筋部分,从抗弯性能、抗剪性能、抗开合与抗倾覆性能的角度分析了桥墩力学性能,提出了承载力的简化计算方法,将理论计算与数值模拟进行对比,结果表明:数据吻合较好,验证了理论分析过程的合理性,并进一步提出了RSSPP桥墩耗能钢筋和预应力筋配筋计算公式。     

基于交叉梯度耦合的大地电磁与地震走时资料三维联合反演

为了有效解决目前大地电磁和地震走时资料单方法反演结果一致性不好的问题,同时克服基于岩石不同物性参数间关系耦合约束联合反演的局限性,本文研究了基于交叉梯度耦合约束的大地电磁与地震走时资料的三维联合反演算法.以较为成熟的天然地震走时资料三维正反演和大地电磁三维正反演算法为基础,实现了具有共同的反演网格,以交叉梯度结构耦合约束,并能同时获得电阻率和速度模型的三维联合反演算法.分别利用单棱柱体模型和双棱柱体模型合成数据进行了联合反演试算.结果表明:无论是单棱柱体模型还是双棱柱体模型,联合反演结果比单独反演对异常体的空间形态都有更好的恢复,其中单棱柱体模型反演的异常体电阻率更接近于真实电阻率,双棱柱体模型的联合反演结果不仅消除了围岩的部分电阻率假异常,而且增强了对异常体深部速度结构特征的恢复程度.联合反演还能同时改善电阻率和速度反向变化异常体的单独反演结果,进一步证明交叉梯度耦合不依赖于岩石物性关系,而强调地下结构的相似性,具有更普遍的适用性.     

基于卫星遥感资料的中国区域土壤湿度EnKF数据同化

土壤湿度在陆气相互作用过程中扮演着重要的角色,是气候、水文、农业、林业等研究中重要的地球物理参数之一.土壤湿度影响地面蒸散,径流、地表反射率、地表发射率以及地表感热和潜热通量,从而对气候有重要影响,它对大气的影响在全球尺度上仅次于海面温度,在陆地尺度其影响甚至超过海面温度.本文介绍了基于EnKF及陆面过程模型的中国区域陆面土壤湿度同化系统（CLSMDAS,China Land Soil Moisture Data Assimilation System）,以及该系统应用于中国区域陆面土壤湿度同化试验的结果.CLSMDAS包括以下几个部分：1）陆面模式采用美国国家大气研究中心NCAR的陆面过程模型Community Land Model Version3.0（简写为CLM3.0）;2）大气驱动场数据中的降水和地面入射太阳辐射数据来自FY2静止气象卫星每小时产品;3）陆面数据同化方法采用EnKF（Ensemble Kalman Filter）同化方法;4）观测数据包括AMSR-E卫星反演土壤湿度产品以及地面土壤湿度观测资料.利用CLSMDAS对2006年6~9月的土壤湿度同化试验结果的分析表明：陆面模式模拟和同化结果都能比较合理地反映出土壤湿度时空分布,同化的土壤湿度分布与2006年8月重庆、四川发生建国以来最严重的夏伏旱有非常好的对应关系,与发生在9月的湖北东部、广西南部等地的干旱区也有非常好的对应关系.     

利用层析成像研究青藏高原叶城-狮泉河地区深部构造

位于青藏高原西部的叶城-狮泉河地震探测剖面, 始于塔里木盆地南缘, 穿越西昆仑造山带, 终止于喀喇昆仑山东侧. 本文作者利用天然地震体波完成了该区的三维走时残差反演, 勾划出了青藏高原西北部的深部构造格局. 获取了塔里木岩石圈以约40°倾角向南俯冲到西昆仑造山带之下约280 km的层析图像; 地表出露的地体边界在层析图中均有显示, 并能追踪到其向深部延续的清晰图像. 尤其是发现了空喀山断裂与康西瓦断裂在200 km深度下有相交的趋势. 该区段也正是地震活动的主要地带.     

新疆库车-克拉玛依地震层析成像

利用在同地区直接布设的观测台站,进行六个月连续观测所取得的地震数据,挑选清晰远震的Ｐ波到的数据,采用ＡＣＨ层析成像方法绘出了天山地区地壳和上地幔的三维速度图象,反演结果表明：天山南侧是塔里木地块高密度岩层产生的向北俯冲的高速体,天山北侧,准噶尔盆地内是产状较陡向南俯冲的高速体,天山主体就夹在两个俯冲带之间,形成一个不等边三角形的低速区,地壳范围是高速体和低速体的相间排列,与地表看到的地块的划分基本一致。在２００～３００ｋｍ的深度中,存在较大面积的低速体,低密度的热物质主要来源于幔,随着天山地区的强烈挤压与隆升,存在较大面积的低速体,低密度的热物质主要来源于地幔,随着天山地区的强烈挤压与隆升,深部热物质则向上迁移、渗透,甚至沿着断裂带达到上部地壳和地表。     

一种新型超弹性SMA-叠层橡胶复合隔震支座

提出了一种新型超弹性形状记忆合金(SMA)-叠层橡胶复合隔震支座,即在普通叠层橡胶垫四周呈交叉状对称布置了两组超弹性SMA丝(预应变SMA丝和未预应变SMA丝)。分析了复合支座的工作原理,建立了其力学模型。在假定SMA丝总用量恒定情况下,计算比较了未预应变SMA丝与预应变SMA丝的面积(数量)对复合支座滞回性能的影响,结果表明:预应变SMA丝可明显提高支座的耗能力和阻尼系数,未预应变SMA丝可赋予支座很好的大变形恢复能力,二者结合可改善叠层橡胶支座的力学性能。