地貌学的基本范式及其在教学科研中的作用

自吉尔伯特和戴维斯的时代开始,地貌学的研究即已遵从理论优先的观察背负模式。从以描述为主的侵蚀循环学说、强调定量分析的地表过程、水力几何学到目前系统地貌学的研究,此中充盈着大量的范式、原理和基本概念,它们是地貌学作为一门科学存在和发展的理论基础。在课堂教学与课程发展层面上,从地貌学史的角度注重对基本范式的归纳和讲授,是培养与激发学生学习兴趣和专业素养的主要途径。通过对经典文献的研读,学生可以从中直接学习到详尽地描述和思辨方法,同时还会意识到对地貌学思想的传承和理论的接受应该批判地进行。在学科建设和科学研究方面,基于范式研究是利用共同的学术语言融入国际地貌学界的前提,凝练学科整体关心的科学问题,开展有组织持续有效的基础理论研究,是复兴国内地貌学的最佳途径。     

荒漠草原不同植被盖度区面积对降水的响应

降水波动是气候变化的主要指标之一,其在半干旱荒漠草原区植被变化中起着主要的驱动作用。在考虑到年降水量与生长期降水量的前提下,本文通过地面植被盖度反射光谱模型构建和基于3S技术的区域植被盖度分布格局反演,分析了荒漠草原不同植被盖度分布面积对降水的响应。结果表明:在荒漠草原区,不同植被盖度的区域面积和年降水量、生长期降水量呈波动变化。年降水量和生长期降水量与不同植被盖度区域面积可以拟合成线性、幂函数、指数和对数函数曲线关系。植被盖度小于10%的区域面积随着降水量的增加而下降,植被盖度大于10%区域面积随着降水量的增加而增加,盖度10%是低盖度与高盖度间相互转化阈值。当植被盖度为<2%、2%～6%、10%～15%、15%～20%、20%～25%时,拟合的曲线关系能较好地表达不同植被盖度区域面积随降水量变化的趋势(p< 0.01)。荒漠草原不同植被盖度区域面积的波动变化主要与多根葱、阿尔泰狗娃花、松叶猪尾菜和小画眉草等草本植物生长响应降水变化密切相关。     

地铁循环荷载作用下交叉隧道沉降分析

采用FLAC3D软件建立了交叉隧道的三维有限差分模型,以人工数定激励力模拟列车荷载,计算列车动荷载作用下土体的变形和应力。采用修正动偏应力长期沉降计算模型,结合分层总和法计算软土的沉降,预测交叉隧道的长期沉降规律。分析3种不同行车工况下地基长期沉降,工况1为一辆列车单独通过1#隧道,工况2为一辆列车单独通过2#隧道,工况3为两辆列车同时通过1#和2#隧道。对比不同的列车行驶速度、隧道衬砌刚度及厚度对隧道地基的长期影响。结果表明,由列车荷载引起的地基沉降主要集中在距隧道中心轴20 m范围内;在工况3下土体沉降大于工况1、2沉降之和;车速越快,沉降越小;衬砌刚度和厚度越小,沉降越大,且衬砌厚度对沉降的影响较大,衬砌刚度影响较小。     

日本海沟俯冲带热结构与深源地震

本文利用有限差分方法,计算了全地幔对流模式和双层地幔对流模式下日本海沟俯冲带热结构、浮力及P波速度异常分布,基于亚稳态橄榄石相变模型推测亚稳态橄榄石的存在范围,同时分析了热传导系数、热膨胀系数和热源对俯冲带热结构的影响,以及俯冲带所受浮力与俯冲带形态的关系.结果表明,双层地幔对流模式下模拟的P波速度异常分布与层析成像结果更为相符,也与深源地震的分布有较好的相关性.板块内部亚稳态橄榄石的存在范围随热传导系数和热膨胀系数的减小而增大,同时忽略相变潜热和剪切生热的影响也会造成模型所预测的亚稳态橄榄石范围偏大.俯冲带所受负浮力在400 km深度附近达到最大值,亚稳态橄榄石的存在使负浮力逐渐减小,甚至在板块内部产生正浮力,不利于俯冲带穿透660 km相变界面.     

甘肃岷县漳县6.6级地震灾情快速评估及应急处置保障

对2013年甘肃岷县漳县6.6级地震灾情快速评估和应急处置保障工作进行了全面回顾和总结,提出了进一步完善省级地震应急技术系统的思考,以期在未来的破坏性地震应急中提升省级地震应急技术系统的信息支撑和技术保障作用。     

孔隙水压力对高铁路基动力响应的影响

采用2.5维有限元方法分析孔隙水压力对饱和路基地面振动的影响。根据Biot理论建立饱和多孔介质控制方程,采用双重Fourier变换将控制方程转换为频率 波数域表达式。采用2.5维有限元方法建立饱和路基模型,列车荷载在频率 波数域表示,轨道和路堤采用欧拉梁模拟,采用黏滞阻尼吸波边界减小有限元边界反射。分析列车速度、路基孔隙率和渗透系数对地面振动和孔隙水压力的影响。结果表明：车速较低时,由于饱和路基受孔隙水压力的影响,地面竖向振幅小于弹性地基;车速较高时,孔隙水压力急剧增加,对地面振动影响较大。列车运行速度较高时,饱和地基的孔隙率和渗透系数对孔隙水压力有较大影响。     

由书架型断层作用容纳的冰岛北部火山裂谷带的运动

沿中央海岭,延伸的地壳以10~1 000km的尺度分段（MacDonald et al,1988）。在裂谷段相互错开的地方,段与段之间的运动由垂直于主裂谷轴方向的转换断层所容纳。在段叠加的地方,不同几何形状的非转换断层（Grindlay et al,1991）容纳剪切运动。这里,我们采用微震数据来分析冰岛北部出露的两个叠加裂谷段的断层几何形状。在这两个裂谷段之间,我们识别了沿主裂谷走向排列的一系列断层。这些断层为左旋走滑运动。而叠加裂谷段之间的运动则是右旋运动。这些运动一起产生了断层的顺时针旋转,致使地壳块体按书架型断层机制（类似于书架上倾斜放置的书的排列而得名）运动（Mandl,1987）。这些断层或许活化了已经存在的地壳软弱面,如原始走向平行于主裂谷并具有15°顺时针旋转的岩脉侵入体。先期存在、平行于裂谷的软弱面的活化与典型的中央海岭转换断层相反,说明非转换断层容纳着叠加段之间的剪切错动。     

基于基本多项式的GPS精密星历插值方法研究

采用基本多项式插值方法对GPS精密星历进行了插值,该方法利用Householder变换来避免对病态的法方程系数矩阵直接求逆而导致的插值计算错误,并对高阶基本多项式插值过程中出现的龙格现象进行了讨论,给出了多项式拟合区间长度、有效区间长度和基本插值多项式阶数的选取准则,最后对插值的结果进行比较分析。结果表明,对于15分钟采样率的精密星历,基本多项式插值精度达到毫米级,能够满足精密定位的需要。     

根据震源机制迭代联合反演应力和断层取向

根据震源机制反演应力张量需要知道哪个节面是断层。如果这类信息缺失,而且断层面和辅助节面有交换,应力反演就可导致不精确的结果。众所周知,Michael研制的线性反演方法即使震源机制的断层面选择错误时得到的主应力方向也相当准确。然而,形状比对于断层面的选择更为敏感,用辅助节面替代断层会导致明显误差。通过修改Michael的方法并联合反演应力和断层取向克服了这种困难。断层取向通过对断层不稳定性施加约束来确定,迭代计算得到应力。作为副产品,断层上的总体摩擦系数也能同时确定。数值试验表明,新的迭代应力反演方法快速、准确,表现明显优于标准线性反演方法。该方法通过克里特岛中部和捷克共和国的波希米亚西部震群区的实际数据为例进行说明。在克里特岛中部数据中,联合迭代反演法正确识别了38个断层中的36个。在波希米亚西部数据中,反演识别的断层接近震源丛集描绘的主断层面。总体摩擦系数在克里特岛中部和波希米亚西部分别为0．75和0．85。     

影区地震的识别与定位

通过分析西安地震台近几年各个方向记录到的影区地震,详细阐述 Lg1、Lg2波的确认方法,运用 Matlab对数据进行分析,给出S波与 Lg1、Lg2波的走时关系式,提高影区地震的分析速度和准确度,为单台大震速报和日常分析提供借鉴经验。