昆仑山Ms 8.1级地震震后变形场数值模拟与成因机理探讨

2001年11月14日,在青海和新疆交界处发生了昆仑山M_s8.1级强烈地震,GPS后观测显示,此次地震震后形变不仅在断裂南北两侧存在很大的差异,而且在短时间调整后断裂南北两侧表现为同向运动.本文以观测的地震形变为约束,通过有限元数值模拟分析昆仑山地震震后形变的物理机制.建立有关的有限元虚功方程,通过有限元数值方法模拟震后形变,从理论上分析介质的非均匀性、黏滞性松弛、流体调整对震后形变的影响.采用网格搜索确定昆仑断裂南北两侧下地壳的黏滞系数分别为5.0×10¹⁷Pa·s, 9.0×10¹⁸Pa·s左右,正是这十余倍的差异引起了断裂两侧震后形变的非对称性和同向运动,这一差异既是长期地质作用的结果,又是现代地球动力学环境的决定因素之一.通过数值模拟定性讨论了断裂北侧地表形变在震后短期内的调整,对于靠近断裂附近的测点可能是黏弹性松弛和孔隙流体调整共同作用的结果,所以在分析短期震后形变时综合考虑黏弹松弛和孔隙流体调整是很有必要的.     

太阳风在地球激波前兆区减速的统计研究

本文首次利用完全相同两颗卫星（CLUSTER C1和C3）的数据对地球激波前兆区太阳风的减速和偏转特性进行了统计研究.结果表明,在激波前兆坐标系中,太阳风减小的速度随观测点到激波的距离D_BS增大而减小,随行星际磁场与激波法向夹角θ_BN增大也减小,在ULF波动区深度D_WS小于6R_e(R_e为地球半径)的范围内最为显著;伴随着太阳风减速的另外一个现象——太阳风的偏转,也存在相似的规律.其最大减速和最大偏转角度分别为10 km/s和3°.太阳风减速和偏转,以及随之变化的太阳风动压,可能会引起地球磁层顶位置和形状发生改变,同时也为激波前兆区弥散（diffuse）离子的起源及加热提供了一种可能的机制.     

复杂构造三维地震观测系统设计的共聚焦分辨率分析

三维地震观测系统共聚焦分辨率特性分析突破传统以点论证为基础的观测系统分辨率分析方法,面向地质目标定量预测三维观测系统地震成像的空间分辨率和振幅精度.基于Fourier有限差分（FFD）大步长波场延拓和Born-Kirchhoff小步长波场插值递推方法,本文介绍了一种复杂介质条件下三维地震观测系统共聚焦分辨率特性快速分析方法.对给定的速度模型,该方法能够分析拟采用的三维地震观测系统设计方案对复杂构造的成像分辨率与AVP属性,从而为进一步的偏移成像与储层分析提供保证.最后本文以SEG/EAGE三维盐丘模型为例设计满覆盖为16次的三维地震观测系统,并实施三维共聚焦分辨率特性分析.     

等离子体片离子与太阳风及地磁条件的关联研究

本文根据搭载于Cluster卫星的CIS/CODIF和RAPID仪器的观测数据,统计研究了等离子体片中的H⁺、O⁺离子在磁暴期间的时间变化特性,及其对太阳风条件的响应.观测结果表明：(1) 磁暴开始前,O⁺离子（0~40 keV）数密度保持在较低水平.随着磁暴的发展,O⁺数密度缓慢上升,其峰值出现在D_st极小值附近;H⁺离子(0~40 keV)数密度在磁暴开始之前的较短时间迅速增加并达到峰值,在磁暴开始之后迅速降低,并在整个主相和恢复相期间保持在相对较低水平.更高能量的离子则在磁暴开始后迅速增多,并在低能O⁺离子达到峰值之前达到峰值.因此我们推测磁暴初期从等离子体片注入环电流的主要是H⁺离子,主相后期O⁺离子可能扮演更为重要的角色.(2)在地磁活动时期,太阳风密度和动压强与等离子体片中的H⁺、O⁺数密度存在一定相关性.等离子体片中的H⁺离子对北向IMF B_z较为敏感,而IMF B_z南向条件下更有利于太阳风参数对等离子体片中O⁺数密度的影响.在地磁活动平静期,太阳风条件对等离子体片中的离子没有明显影响.     

漫湾和大朝山电站水库诱发地震活动及其构造环境研究

位于云南澜沧江中段的漫湾和大朝山两电站水库位置相邻、大小相仿,坝高和库容均达到可能诱发地震的规模,都处于构造复杂的逆断层环境,但蓄水后库区地震活动水平明显不同,其中漫湾水库有明显的诱发地震活动,而大朝山水库蓄水5年来库区未出现地震活动明显增强现象.通过对漫湾和大朝山两电站水库蓄水后库区地震活动、库区地层和断层特点、地震活动与库区地层和断层特点的关系进行分析,认为沿断层的库水渗透、岩溶塌陷、水库规模、高应力环境、规模较大断裂的通过和断层力学环境等,并不是这两个电站水库诱发地震活动的主要因素;而马街、腰街、哨街一带发育有NE和NW向断层,且多为正断层性质,断面多倾向水库一侧,这些断层的破裂可能是诱发水库地震集中发生的重要原因.     

汶川M_S 8.0地震InSAR同震形变场特征分析

采用7条地震前后日本ALOS/PALSAR整轨数据,利用D-InSAR技术提取了2008年5月12日四川汶川地震500km×450km的地表连续同震形变场。形变场覆盖了金川—石棉、黑水—乐山、松盘—彭山、南坪—简阳、康县—重庆所有区域,包括了理县、汶川、茂县、北川、青川等重灾区域。结果显示,整个形变场影响范围较大,四川盆地出现了不同程度的地表形变。发震断层附近的非相干区域显示此次地震地表主破裂带在北川-映秀断裂带上,可以追踪出地表破裂带从汶川县映秀镇西南震中附近一直到青川县苏河北侧,全长约为230km。在发震断层西南段汶川至茂县一带,非相干条带的宽度明显大于其它段落,这与彭县-灌县断裂(前山断裂)的都江堰—安县段地表破裂段密切相关,地表破裂带长约70km。在远离发震断层的区域,西北盘总体表现为抬升,东南盘表现为沉降。但在发震断层附近,断层两侧均表现为局部抬升,且沿断层形变量分布很不均匀,表现出较强的分段性,显示出发震断层以逆冲为主的断层性质。从美国哈佛大学(Harvard)、美国地质调查局(USGS)与美国国家地震信息中心(NEIC)、中国地震台网中心(CENC)所给出的震中位置和发震时刻的差异来看,也反映出     

2004年苏门答腊大地震激发的T-波

T-波是由海底地震或者海陆边界俯冲带附近地震激发,并在海洋低速层中传播的声波.2004年12月26日,在印度洋东部印尼苏门答腊岛附近发生MW=9.3级大地震,其产生的能量在印度洋中激发了巨大的海啸,造成了严重的人员伤亡和财产损失,受到了世界科学家们极大的关注.本文从台站(PALK)及台站(DGAR)记录到的地震的信号中,提取出了清晰的高频T-波,并在频率域内分析,最终得到了T-波的频谱已及频率随时间变化图像.另外,通过对大地震时间域和频率域内T-波信号的分析,了解到此次大地震断层破裂过程持续的时间大致为500 s,其间伴随有两次明显的能量释放过程.分析数据表明两次能量释放过程的间隔大致为80~100 s.T-波分析将为推断海洋地震以及海陆边界俯冲带附近地震的特征,提供一种独立的研究手段和方法.     

基于随机介质模型的储层非均质性分析

本文利用随机介质模型对复杂岩性储层进行了非均质性描述.利用模型特征量即非均质纵横比、纵向谱指数、横向谱指数以及扰动标准差等来模拟不同的随机介质.在前人工作的基础上,由某油气田的两口井资料估计储层非均质性能谱,从能谱曲线上提取储层纵向大小尺度非均质谱指数.通过将二维随机介质模拟的合成井记录互相关系数与实际井记录互相关系数进行分析比较,分别得到大小尺度非均质情况下最佳拟合时的横向谱指数和非均质性纵横比.以上求得的各种特征量从不同角度定量分析了储层非均质性的纵横向变化,为储层横向预测提供了依据.     

三维Radon变换的一种快速解析方法

3D Radon变换及其反变换是X-CT三维图像重建理论的核心,它在其他许多学科领域也有广泛应用。3D Radon变换的表达式是一个三重积分,按照定义直接计算相当费时。为此,研究一种新的快速的方法实现3D Radon变换,对X-CT图像重建理论及相关领域的发展有重要意义。本文以算法仿真常用椭球模型为基础,通过求解椭球模型与空间任意平面的面积,实现了用解析的方法快速得到模型的Radon变换,进一步比较了它与传统方法的优缺点,最后根据Radon反变换重建出原物体模型;计算机仿真结果验证了这种方法的正确。     

改进的等参逆变换算法在耦合场分析中的应用

实际工程有限元计算中涉及多个物理场的相关分析或耦合分析时场变量之间的数据传递问题非常重要,往往会遇到等参逆变换的需求。分析并指出现有等参逆变换所存在问题,给出了新的改进算法,即在网格内采用新方法进行等参逆变换,在网格外采用距离加权法进行插值传递,并详细说明本算法实施关键。对一大型拱坝施工过程中的温度场和应力应变场耦合分析问题进行研究,结果表明所提出方法具有简便实用、高效和满足工程精度等特点,可应用于实际工程。