用DSS资料研究首都圈地区的地壳结构

利用几种不同的一维反演方法对天津-北京-赤城剖面的DSS（deep seismic sounding）数据进行了处理．结果显示：沿剖面基底面北浅南深,但C界面和M界面北深南浅,存在镜像关系：地壳平均速度华北盆地较低,燕山下方较高;燕山隆起和华北盆地的交界处曾多次发生过5．0级以上地震。且在该过渡带上,多条深大断裂成北北东、北东向穿过该剖面,推断首都圈地区地震的发生与莫霍面的局部隆起、速度结构的急剧变化以及深大断裂的存在具有密切关系。     

秦皇岛A油田河流相储层展布特征

秦皇岛A油田位于渤海中部海域,区内油气藏主要发育在新近系的明化镇组。明化镇组下段为曲流河沉积地层,具有很强的非均质性,使得注水开发收效不均匀,平面矛盾突出。选取Ⅲ2砂体为研究对象,利用40余口钻井资料和覆盖油田的三维地震资料对储层内部结构和平面展布特征进行了系统的分析。研究认为,Ⅲ2砂体是由两期点坝砂体叠置而成,每一期砂体在平面上由4~5个单一点坝顺向组合而成,点坝之间的溢岸沉积是导致储层非均质性强的主要因素,控制了剩余油的分布。油田的生产动态证实,注入水流动规律与点坝砂体的平面展布具有良好的对应关系,部分井区水驱效果不均衡,个别单井产能低下都能从中找到原因。     

俯冲带库仑楔形体力学

楔形体理论研究楔形体在底部摩擦力、重力和边界外力共同作用下内部的应力状态,有助于我们定量分析断层强度和岩石性质与楔形体稳定状态之间的关系.本文首先简要介绍基于不同楔形体材料而得出的应力解析解.然后介绍基于理想弹塑性材料的俯冲带库仑楔应力解析解.最后介绍基于该解析解而提出的动态库仑楔形体理论.俯冲带地震反射剖面数据表明,弧前靠近海沟部分地表坡度比较陡,其内部经历复杂永久塑性变形（称为外部楔形体,outer wedge）.而靠近内陆部分地表坡度比较平缓,反射剖面显示沉积层呈水平规则分布,常伴随沉积盆地（称为内部楔形体,inner wedge）.动态库仑楔形体理论认为弧前这种地表形态和内部构造特征的不同,可能反映了断层面摩擦性质的差异性.内部楔形体对应于断层面上的生震带,在地震周期可能主要经历弹性变形.而外部楔形体对应于断层面上的无震蠕滑部分,在地震发生时可能产生塑性破坏、永久变形.

     

滇西北构造地热特征及对地震活动的影响

温泉的水化学组分、循环路径和构造地热特征是分析活动断裂中流体耦合机制及讨论流体对地震发生影响的有效约束之一.本文通过对滇西北地区多条活动断裂附近的温泉资料进行收集, 应用硅-焓模型估算了该区域温泉的热储温度, 对温泉的出露温度、离子组分、热储温度、循环深度及同位素组成特征(δD和δ¹⁸O)等进行了分析.首先对区域内的地震进行了重定位分析, 讨论了小震震源深度与热储温度的关系, 而后分析了该区域的b值特征, 论述了以热储温度表示的区域浅层地热特征与地震活动的关系.结果表明2021年5月21日云南漾濞6.4级地震发生在浅层地温场高值区与低值区转换的地热温度梯度异常区内.

     

极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

电离层对流是太阳风与地球磁场相互作用下驱动的磁层大尺度对流循环与对流电场在极区电离层的映射, 与行星际磁场-地球磁场耦合系统息息相关.本文基于SuperDARN(Super Dual Aurora Radar Network)分布在北半球的23部高频相干散射雷达获取到的二维电离层对流速度对其进行建模研究.模型输入为行星际磁场三分量、太阳风速度、太阳风密度和地磁指数六个空间物理参数, 模型输出为二维对流速度.模型选择两种广泛应用于空间物理建模的浅层神经网络即广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)和误差反向传播(Back Propagation, BP)神经网络.实验结果显示, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为174.96 m·s^-1和234.21 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别达到62.30°和88.07°, 相比于对流速度最大值2000 m·s^-1和360°的方向角范围来说, 其误差是可以接受的.外推性实验结果显示, 在第24个太阳周期时, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为305.35 m·s^-1和738.15 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别为82.01°和90.56°.实验结果表明, GRNN在时间外推性上的效果优于BP神经网络, 更适用于预测对流速度.我们发现在四种典型空间环境条件下, 利用GRNN模型预测的瞬时对流速度来构建的全域对流模式与现有统计模型构建的对流模式相似, 从而验证预测的对流速度可以用于分析瞬时极区电离层对流.

     

未来月球熔岩管科研工作站能源供给的数值模拟

在月球熔岩管内建立科研工作站可以避免很多自然灾害, 因此月球熔岩管长期被认为是人类探索月球建造科研基地的理想场所.Apollo 15和Apollo 17实测资料表明月表具有极低的导热系数, 所以月球风化层的温度在深度超过50 cm的区域保持在较低的恒定值(~250 K).因此, 在熔岩管内建立科研工作站需要考虑维持人类宜居温度的供热问题.在不考虑熔岩管轴向热量流失的情况下, 本文建立了二维瞬态热传导的有限元数值模型, 定量研究了位于赤道和极地地区的单位轴向长度(1 m)熔岩管加热到宜居温度的时间、维持在宜居温度所需要的供给功率以及利用太阳能给熔岩管供电等问题.结果表明, 对于直径为20 m的单位长度的管洞, 在Apollo测量点和极地地区分别采用6280 W及16328 W的加热功率一个月球日内就可以将其加热到宜居温度(~293.15 K).在维持宜居温度阶段, 熔岩管壁热量在向四周传递的同时热流也在逐渐减小.结果也表明, 为了节约能源, 月球科学研究站应建在赤道地区平均温度较高、深度较深、直径较大的熔岩管处.而且如果在熔岩管壁处增加0.5 m厚度的风化层作为绝热层可以进一步减小加热功率和热量损失.因此, 在加热阶段位于赤道地区直径为20 m且含绝热层的熔岩管在前三年需要20L~120L W(L(m)为实际熔岩管的轴向长度)的加热功率和0.06L~0.4L m²的太阳能电池板.3年后, 仅需15L W的功率和0.05L m²的太阳能电池板即可满足室温需求.我们的研究将为今后在月球熔岩管内建立科学研究基地提供科学指导.

     

地中电偶极源极低频电磁场的分布与传播特征

利用层状大地中偶极源响应的正演算法, 计算地中电偶极源激发的极低频地震电磁场并分析其在地球环境下的传播特征.设计了多个水平层状地球模型, 分别模拟和展示了深埋地中的电偶极源的响应和空间分布特征.重点分析了含地壳波导+LAI波导模型的高阻大地中, 倾斜电偶极源激励响应随观测点的偏移距和垂直位置、激励源深度、地壳波导结构和参数变化时各场量响应的幅频特征.研究表明, 用倾斜电偶极源模拟和分析高阻大地中孕震电磁辐射的响应及在大地电磁系统中的传播特性是可行的; 模拟的高阻大地中的电磁辐射在地壳波导和LAI波导中均表现有慢衰减或幅值增强特性, 但两个波导效应具有不同的频率选择性; 高阻大地中的电磁辐射在波导的高阻介质中具有幅值强、衰减慢的特点.建议在高阻地层出露的地表、井中或海底的高阻岩层中以及大气层中布设测站.

     

一种基于安全的网格数据副本策略模型

传统分布式文件系统中的副本量控制策略,主要是从内部资源的角度考虑副本的创建,未考虑外部需求的变化。这种策略不适合部署在以服务为基础、内部存储资源丰富的智慧城市云存储中心上。提出了一种结合数据安全（最小副本量）和服务需求（最优副本量）的副本量控制模型。模型中采用基于双时间粒度预测算法预测文件流行度,依据文件的流行度和系统资源动态调整云中副本数量。仿真实验结果表明,本文采用的动态副本机制在应对突发的大规模并发访问方面有显著优势;同时,相比常规的基于访问频率的动态副本,本文策略的存储资源占用量更少。     

汶川大型地震滑坡的类型及启程剧动机理研究

2008年汶川大地震诱发大型地震滑坡300余处,造成了巨大的生命财产损失,研究其发生机理有重要的理论意义和防灾减灾的实用价值.经收集分析已有地震滑坡的研究成果及多次深入现场调查,本文发现众多大型地震滑坡发生时都伴随有区别于汶川主震的地面震动,并将其称为滑坡地面震动,简称滑坡震动.本文在论述滑坡震动依据、成因及特征的基础上,根据滑坡震动力与主震力的组合情况及其对大型地震滑坡的影响不同,将汶川地震滑坡划分为3种类型:主震型地震滑坡,迟震型地震滑坡和同震型地震滑坡.认为主震型地震滑坡在主震结束前滑动,其主导失稳力学因素为主震力和重力,无滑坡震动或可忽略; 同震型地震滑坡亦在主震结束前滑动,但其主导失稳力学因素除主震力和重力外,滑坡震动力起重要作用; 迟震型地震滑坡在主震结束后滑动,主导失稳力学因素为滑坡震动力和重力.认为大型地震滑坡地面震动的发生与活断层导致地震类似,据此提出了滑坡震动加速度的估算方法,并以此为基础分析研究了各类型地震滑坡的启程剧动机理.     

PHC桩穿越深厚密实砂层可打性分析及现场试验研究

由于PHC桩经在穿越深厚砂层过程中常造成桩头、桩身疲劳破坏,从而无法沉桩至设计标高。为综合分析此类工况下PHC桩的可打性,本文通过GRLWEAP软件对穿越深厚密实砂层工况的PHC桩进行打桩波动方程模拟,同时在工程现场开展高应变打桩监测试验。研究发现PHC桩穿越深厚密实砂层除了需要选择合理的打桩系统和打桩工艺外,还须采用引孔措施以及对桩身和桩靴进行必要的加强处理。为穿越深厚密实砂层工况下选用PHC桩的设计和施工提供了科学依据。