分析土和结构相互作用的一种实用耦合方法

提出一种新的数值解与解析解耦合的理论和计算方法,研究土-结构相互作用(SSI)体系的地震动力响应。采用大型有限元软件OpenSees模拟复杂结构的非线性行为,用等效线弹性频域内解析解模拟地基土的行为,使用时域离散递归方法将频域内的解析解转化到时域内,再通过子结构边界上力和位移的协调条件来求解。二者之间的耦合和实时数据交流通过CS集成方法来实现。以一个单自由度算例和一个实际工程为例,验证此方法的精度、稳定性和工程实用性,对比在考虑和不考虑SSI体系情况下结构动力响应的区别。本文所提的耦合SSI计算方法和部分研究成果可为工程设计人员提供参考。     

2014年盈江双震的破裂历史

2014年5月24日在云南省盈江县发生M_s5.6级地震(主震A), 于5月30日在其附近再次发生M_s6.1级地震(主震B). 我们挑选云南省地震台网记录的数字波形资料, 借助于经验格林函数技术提取了这两次地震的震源时间函数,获得了其破裂历史. 为了利用经验格林函数技术提取震源时间函数,我们首先利用优选的速度模型,采用逆时成像技术重新确定了主震A和B以及挑选的6次较大余震的震源位置,并利用双差定位技术确定了主震与余震之间的相对位置;然后利用广义极性振幅技术反演了这些事件的震源机制;最后,根据主震和余震的相对位置以及震源机制特征挑选最优台站记录,提取了两个主震的震源时间函数. 结果表明,主震A持续时间约3.5 s, 分两个阶段,第一阶段0~1.3 s, 第二阶段1.3~3.5 s;主震B持续时间约5.0 s, 其过程比A复杂,至少可以分为五个阶段,第一阶段0~0.7 s, 第二阶段0.7~1.6 s, 第三阶段1.6~2.5 s,第四阶段2.5~3.8 s,第五阶段3.8~5.0 s.     

利用区域宽频带数据反演鲁甸MS6.5级地震震源破裂过程

基于有限断层模型反演方法,我们利用区域宽频带数据反演得到了2014年8月3日鲁甸M_S6.5级地震的震源破裂过程.反演结果显示：此次地震的发震断层走向为北北西向,破裂主要以左旋走滑为主,位移主要发生在震源左上方,最大滑动量为0.7 m,模型显示断层破裂可能接近地表,破裂长度约10 km.此次地震释放的标量地震矩为1.97×10¹⁸ N·m,相当于矩震级为M_w 6.1,地震能量主要在前15 s释放.鲁甸地震有四个显著的特点：（1）位移主要集中在浅部,从11 km起破点开始迅速向上传播,大部分位于10 km以上且最大位移位于深度3 km处,从模型来看,破裂可能接近地表,因此地表震动较为强烈;（2）应力降比较大,计算显示释放的同震静态应力降约为2.8 MPa;（3）破裂速度较快,在地表附近超过了2.5 km·s^-1;（4）主震可能发生在一个共轭断层系上.这四个特点可能是导致此次地震造成如此重大人员伤亡和财产损失的最重要的原因.     

近磁尾TC-1观测到伴随有高速流的ULF波及不稳定性分析

2004年8月3日近地TC-1卫星在磁尾X_GSM~－12R_E的等离子体片内,观测到了伴随着高速流的低于离子回旋频率的波,即超低频波(ULF,Ultra Low Frequency).该波垂直分量的振幅在高速流及其振荡减速期间大致相当;而平行分量振幅在高速流时明显大于其振荡减速时. 利用一个扰动双流模型对完全磁化离子横场漂移驱动的电磁不稳定性计算后,预测结果表明:(1)对于垂直分量来说,横场漂移速度与Alfvén速度的比值影响不稳定性增长率和激发波频率,随其比值增加,增长率变大,激发波频率从负值增加到正值.(2)对于平行分量来说,温度各向异性时等离子体热速度与Alfvén速度比值只影响不稳定性增长率和激发波频率,未改变不稳定性模类别;而温度各向同性时离子横场漂移速度与Alfvén速度比值既影响不稳定性模的种类及其分支,又影响激发波频率.进一步将卫星观测到的等离子体密度、温度、整体流速和磁场代入模型方程,进行数值计算与上述预测结果对比后发现:卫星观测中垂直分量的功率谱密度(PSD,Power Spectrum Density)增强时间和频段与理论模型中由β_//、β_⊥和v_⊥/V_A引起不稳定性激发的波一致;卫星观测中平行分量的功率谱密度增强时间与理论模型基本相符,但是前者的频率明显地低于后者.因此,除了需考虑平行磁场的离子整体流速对不稳定性激发波频率的可能影响,还需要统计上进一步核实伴随有高速流的ULF波与不稳定性的相关性.     

库木库里背斜活动性初步研究

库木库里盆地位于青藏高原北缘,与柴达木盆地一山之隔,是二者的过渡地带,也是高原主体部分向NE扩展的前缘地区;现今构造表现为被3条大型活动构造带(走滑的阿尔金断裂带、东昆仑断裂带和逆冲的祁漫塔格褶皱逆冲系)所夹持。因此,该盆地对于研究青藏高原北缘的构造活动性、活动历史,探讨高原的扩展模式具有十分重要的意义。虽然库木库里盆地南、北两侧均发育活动性很强的大型走滑断裂,但是在盆地中央发育1条大型背斜,走向NWW-SEE,与祁漫塔格褶皱逆冲系和柴达木盆地内的褶皱构造走向一致,说明盆地目前遭受NNE向的挤压。通过对盆地地形横、纵剖面和阶地展布形态的分析,得出背斜有自西向东扩展变形的特征;野外调查和测年结果显示,背斜东段冰川融水形成了大型冰水扇,形成年龄为(87.09±2.31)~(102.4±3.7)ka,进而获得背斜东段自晚更新世以来平均隆升速率的最大值为(2.78±0.28)~(3.28±0.28)mm/a。库木库里盆地整体的活动性很强,在构造上与其北边的柴达木盆地类似,都受控于阿尔金断裂南侧的NNE向的区域挤压作用。     

基于MapGIS IGServer的二三维一体化人体经络信息系统设计

人体经络是一个与城市公交系统特点相似的空间系统,可以借鉴城市公交地理信息系统的先进技术实现对人体经络信息的高效管理。针对人体经络信息化建设在空间分析方面的不足,提出应用WebGIS开发方式为用户提供强大的空间分析辅助决策能力。系统选用先进的MapGIS IGServer作为开发平台,按专题分层组织空间数据,以数据中心为内核,采用面向服务的4层体系架构,运用Flex和搭建式二次开发技术,实现了对经络信息的查询定位、反射区分析、三维浏览等功能。实验结果表明,该系统不仅克服了当前主流人体经络信息系统空间分析能力弱的不足,而且实现了二三维人体经络信息系统的一体化,能够满足不同用户的需求,为构建人体经络信息系统提供了一种新方法。     

中国东部夏季持续性降水日变化在淮河南北的差异分析

本文利用1961-2006年我国285站观测的逐时降水数据,分析了中国东部不同地区夏季平均降水日变化随降水持续时间的变化特征. 虽然整个东部地区都表现为短时降水峰值较一致地出现在下午17时左右,持续较长时间降水在清晨前后发生峰值降水,但持续性降水日变化的平均峰值时间以淮河为界存在显著南北差异. 北部地区的持续性降水峰值主要出现在02-06时前后;南部地区的持续性降水峰值时间出现在06-10时. 无论是降水强度或频次的日变化峰值的南北差异均较明显,但降水强度差异更为突出,且主要表现在持续性强降水中. 进一步分析发现：一方面北部地区持续性强降水开始时间较南部地区更早;另一方面,北部地区降水从开始到峰值经历的时间更短. 最后,对持续性强降水峰值时间南北差异的可能原因进行了初步讨论.     

宁波市地下水位动态与地面沉降预测分析

为了准确预测分析宁波市地下水位动态与地面沉降的发展趋势,建立了宁波市第四纪松散沉积层孔隙地下水流三维数值模拟模型和地面沉降与地下水位多元线性回归模型,预测了2009年底到2020年底的逐月地下水位动态和逐年地面沉降量的变化特征.结果表明,从2013年起,除山区沟谷孔隙潜水地下水位降落漏斗逐渐扩大外,其余孔隙水的地下水流场基本趋于稳定,地下水位年际变化很小,年地面沉降量也逐渐变小,由2012年的5.62 mm/a逐渐下降到2020年的5.54 mm/a,由地下水位下降引起的地面沉降基本得到控制.     

基于无线Mesh网络技术的应急通信技术应用

强烈地震发生后,灾区现场通信网络设施往往遭到破坏,因此快速建立有效且覆盖面大的应急通信网络,及时传递灾情信息,对现场组织救灾及指挥调度等救援工作具有重大意义。无线网络具有组网简单快速、成本低等技术特点,适合作为现场应急通信的网络平台。本文提出了一种基于无线Mesh网络技术的地震现场应急通信方法,在灾区现场迅速组建无线局域网,从而实现信息传递和共享,整个系统组网快捷、健壮性好,并且通过卫星通信技术可以将各局域网组成灾区广域网并进一步接入互联网,该方法能满足地震现场应急通信信息传输的基本要求。