泥石流冲击荷载的时频分析方法及应用

泥石流的能量转化主要集中于运动过程中,泥石流冲击压力随时间变化的过程是其能量不断变化的综合表现。本文分析了泥石流能量转化过程及冲击荷载的紊流形态,并根据其脉动特性,将泥石流冲击荷载作为信号进行研究。以大型泥石流模型试验为基础,利用小波时频分析方法将试验测取的泥石流冲击荷载映射为时间与频率的联合信号,得到同一时间9个频段内的能量强度。从冲击荷载的能量分布可以看出,稀性泥石流95%以上的波动能集中在低频段内（0～6.25Hz）,从而为深入研究泥石流冲击机制及防治结构动态荷载设计提供了一些理论依据。     

应用微动H/V谱比法和台阵技术探测场地响应和浅层速度结构

为了快速而且廉价地获取北京市详细的场地响应和浅层速度结构,应用于地震动模拟和地震灾害预防,我们开展了微动观测技术和处理方法研究.本文利用2007年夏季北京五棵松地区进行的几个微动观测实验数据,使用单台H/V谱比法分析场地的卓越频率及其对应的放大系数,并对比了不同地震仪和观测时间对H/V曲线的影响;应用高分辨率F-K频谱分析方法从微动台阵数据中得到Rayleigh波的频散曲线并使用邻域算法反演出浅层速度结构.H/V结果表明该地区卓越频率在2.1～2.2 Hz之间,对应的放大系数下限约为3;利用微动H/V方法得到的场地卓越频率具有较高的稳定性.微动台阵反演结果给出了比较合理的波阻抗界面深度和层平均速度结构,认为地下80多米处的波阻抗界面是决定场地卓越频率和其场地放大系数的主要界面.本研究表明微动技术应用于评估城市地震场地响应和浅层速度结构是可行且易于实施的.     

2006年文安Mw4.9级地震的有限震源波形模拟研究

2006年7月4日发生在河北文安的M_w4.9级地震,由于没有地表破裂并缺乏能够精确定位的余震序列,从而在地震发震构造的确定上存在困难.本文利用首都圈地震台网9个台站的Z分量数字波形记录,通过与有限震源模型的理论波形模拟结果比较,能够快速分辨发震断层面及破裂扩展方式,同时对震源运动学参数提供一定约束.结果显示,在文安地震震源机制解的两组共轭节面中,走向110°、倾角65°、滑动角8°的节面更有可能代表真实的发震面;破裂扩展方式为一向西扩展的单侧破裂.这一结果与本区域构造应力研究及块体相对运动方向观测结果一致.本文的工作,为中等震级地震发震构造的快速确定提出了一种简单而有效的方法.     

青岛灵山岛纹层控制的砂级颗粒支撑叠瓦构造的发现及其意义

叠瓦构造是一种常见的沉积构造.但至今对其研究还主要局限在砾石中,其实在砂级沉积中同样可以发育叠瓦构造.山东青岛灵山岛造船厂-千层崖一带主要发育一套细粒沉积岩(细砂岩、粉砂岩和泥岩),其中发育多纹层控制的砂级颗粒支撑叠瓦构造.发育砂级颗粒支撑叠瓦构造的纹层最多可达200~300层,纹层厚度大部分在0.3~0.4 mm,最薄不足0.1 mm.叠瓦构造倾角0°~90°,平均40°~50°,远大于河床砾石叠瓦构造的倾角(约34°);不同特点和成因的纹层控制的砂级颗粒支撑叠瓦构造倾角统计分析参数明显不同,与颗粒的板片性、颗粒的分选及形成介质的动力条件有关.灵山岛多处剖面发育多尺度软沉积变形构造;槽模、重荷模和沟模等也常见;碳屑非常发育,常常与细碎屑构成厚数毫米、长数厘米到十余厘米的细脉;镜煤透镜体常见,在灯塔剖面约有15~20层黑色含煤细脉泥岩薄层.通过对灵山岛纹层控制的砂级颗粒支撑叠瓦构造的研究,发现叠瓦构造远非只能用于古流分析,它分布的广泛性及提供的流体性质、运动特点和沉积环境等信息是其他任何沉积构造难以项背的.三角洲间湾和前缘较深水自生底流(bottom flows)或冬季河流冷水(密度大于深部湖水)注入三角洲间湾或前缘形成的"贴地"底流也是形成纹层控制的颗粒支撑叠瓦构造的重要介质和营力.结合沉积构造和岩性、岩相组合研究,认为灵山岛的沉积岩是在内陆较浅水三角洲环境中形成的,而不是深水环境,更不是海底斜坡,与板块碰撞无关.     

浅谈1∶1000数字地形图动态更新技术方法

以深圳市基础测绘动态更新实践为基础,对1∶1 000数字化地形图动态更新的技术思路、更新流程、主要技术方法,以及组织与实施等进行了系统的分析和总结,探讨了PDA数据采集系统、基于Szcors一体化测图模式、信息化入库等在动态更新中的应用特点和要求,提出了单元工程动态更新模式以及质量控制要点和方法。     

贵州草海近21 ka以来有机地球化学记录反映的古环境变化*

草海位于黔滇交界,主要受印度夏季风的影响,其湖沼沉积物记录了中—晚第四纪的环境变化历史,是研究第四纪环境和季风演变的良好载体。本研究选取的南屯NT03钻孔,岩心长405 cm,在放射性碳同位素(AMS¹⁴C)测年基础上建立了年代序列,并进行了沉积物的色差值(L^*)、烧失量(LOI550)、总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)和有机稳定碳同位素(δ13Corg)等古环境替代指标的测试。实验结果显示,L^*、LOI550和TOC等3个有机碳含量指标同步变化,共同指示该钻孔序列经历了3个沉积环境演变阶段,即末次盛冰期晚期(21—15 cal ka BP)河流—冲积相沉积阶段、冰消期至早中全新世(15—4 cal ka BP)高湖面湖泊—沼泽相沉积阶段和晚全新世(4 cal ka BP以来)洪冲积相沉积阶段。近2万年以来草海湖沼面积经历的收缩→扩张→收缩演变过程与石笋氧同位素变化基本吻合,表明季风降雨是引起草海湖泊水体和周边生态系统变化的主要因素。δ13Corg指标变化范围为-29.28‰~-24.19‰,表明草海盆地周围植被组成在末次盛冰期以来C4草本虽然略有增加,但均以C3植物为主。同时,TOC和δ13Corg指标证明了B/A冰消期暖事件对盆地边缘区的湿地泥炭富集起到关键作用,而多指标揭示了近4 ka以来水域变浅并发展成为冲积环境的过程,也可能与石笋记录的夏季风减弱所带来的降水量减少有关。     

基于观测应力场的大华北地区动力学机制探讨

采用伪三维有限元方法, 利用观测应力场应力取向和应力状态作为主要约束, 对华北地区的构造应力场进行了数值模拟. 结果显示, 华北地区应力场主要受到来自太平洋板块和青藏高原挤压作用的控制. 太平洋板块的北西西向的挤压作用对这一地区, 尤其是华北平原地区构造应力场的影响更大. 同时, 上涌地幔沿盆地边缘法线方向的引张, 对这一地区的应力场的形成也起到一定的作用.      

首都圈地壳网格化三维结构

通过对首都圈地区不同时期的18条深地震测深(DSS)测线资料的重新统一处理,形成采样网格密度为025°×025°×（2～5）km的速度网格化数字地壳;通过对三维数据的可视化,得到了首都圈地壳不同走向、不同圈层的截面图像;从不同的视角、不同的方面探讨了控制首都圈地壳的北部燕山隆起、西南部太行隆起和东南部裂陷盆地等三大地质单元的构造特征以及接触带张家口-渤海断陷带的构造性质,进一步研究首都圈地壳内部结构构造与灾害性地震的孕发机制的关系.     

北京地区上地壳三维细结构层析成像

利用三维不分块地震层析成像技术对北京东北部地区的三维人工地震莫霍反射波走时数据进行反演,得到了该区上地壳的三维P波、S波慢度及波速比结构图像,三种结构不同深度的切片图像揭示出慢度和波速比分布有呈北东向和北西向展布的特征.断裂活动引起沉积不均匀造成现今的速度分布,地震大多分布在波速比较低的块体内,说明地震不仅与断裂活动有关,有可能还与物质结构和性质相关;北京地区上地壳速度结构、断裂活动和物质性质三者之间存在密切关系.     

印尼地震海啸及其相关的地球物理现象

地震海啸的产生是地球表面固体层和流体层相互作用的结果.本文介绍了这种相互作用的物理过程,讨论了海啸的大小、能量、传播速度,展示了与印尼地震相关的地球物理现象,指出：建立早期预警系统是减少海啸灾害的重要措施,目前的预警系统虚报率很高的问题,仍需要通过加强地球表层系统相互作用的研究来解决,这是地球科学家面临的重要科学课题.