流-固耦合作用对计算同震静态库仑应力变化的影响

传统方法计算同震静态库仑应力变化一般都是基于Okada的解析解,模型中不考虑流体对固体骨架力学行为的影响.但实际上,流体对固体变形有着非常重要的作用.为此,本文基于孔隙弹性理论,考虑流-固之间的完全耦合效应,针对三种典型的断层错动模型(走滑型、逆冲型以及正断型),分别计算静态库仑应力变化与传统算法之间的差别.计算结果表明:三种地震模型得到的介质孔隙压变化在空间的分布格局完全不同,走滑型地震产生的孔隙压变化图案在空间中呈正负相间的四象限分布,近场的静态库仑应力明显下降,流-固耦合作用对静态库仑应力变化影响较大.逆冲型和正断层型地震产生的介质孔隙压变化在空间的分布图案类似,但正负区域正好相反,孔隙压在逆冲型地震的震源区域上升,而在正断型地震的震源区域下降.同传统方法计算的库仑应力相比,逆冲型地震产生的介质孔隙压变化使得震源区的应力影区面积减小,这会触发更多的余震;而正断型地震产生的孔隙压变化则正好相反,增大了震源附近的应力影区范围,这样会降低该区域余震发生的概率.可见,介质的流-固耦合作用对计算库仑应力变化的影响不可忽视.因此,在利用库仑应力变化研究地震触发时,应考虑流-固耦合作用,使得库仑模型的预测结果更符合实际.     

青海玉树地震(M_s=7.1)产生超剪切破裂过程的动力学机制研究

由于2010年玉树地震(Ms=7.1)产生了超剪切地震破裂,所以地震灾害特别严重.国内外地球科学家对该地震产生超剪切破裂过程的物理机制一直非常关注,但至今没有给出满意的解答.为此,文中根据玉树地震发震断层的实际几何构建有限单元数值模型,模型中的断层由2个断层段构成,它们之间有约10°的夹角,形成断层拐折.模拟结果表明,玉树地震的破裂由2个子事件组成;当破裂在震源所在的断层上成核后,先在第一个断层段上传播,其速度为亚剪切波速度;当破裂一旦越过断层拐折,在第二个断层段上传播时,破裂速度就立即转变为超剪切波速度.计算结果显示,当断层发生超剪切破裂时,断层上的位错幅度、破裂产生的地震波速度及加速度都会显著增大,从而造成地震灾害大大增加,这很可能是玉树地震的震害特别严重的重要原因.从模拟实验中还看到,若是模型中的断层没有发生拐折,在模型的其他参数都保持不变的情况下,破裂速度不会发生变化.但是,若初始应力场的方位与断层之间的夹角发生变化,这时断裂系统中尽管存在断层拐折,也不是一定能产生超剪切破裂.只有当初始应力方位与断层之间的夹角以及断层走向变化的偏角二者之间的关系恰到好处时,断层拐折才有可能促使断层破裂由亚剪切转化为超剪切破裂.所以,玉树地震之所以能产生超剪切地震破裂,恰恰是发震断层几何与初始应力场方位之间的关系达到某种"最佳状态"的结果.这也可能是天然地震中超剪切破裂事件稀少的原因之一.因此,研究超剪切地震破裂过程的动力学机制,对于深入研究地震震源过程、地震灾害评估等有着非常重要的科学意义.     

RESEARCH ON CHARACTERISTICS OF THE FOCAL MECHANISM SOLUTIONS CONSISTENCY OF RUSHAN EARTHQUAKE SEQUENCE,SHANDONG PROVINCE

Many small earthquakes occurred intensively and continuously and formed an earthquake sequence after the M_L3.8 earthquake happened at Rushan County, Shandong Province on October 1, 2013. Up to March, 2017, more than 13 000 events have been recorded, with 3 429 locatable shocks, of which 31 events with M_L ≥ 3.0. This sequence is rarely seen in East China for its extraordinary long duration and the extremely high frequency of aftershocks. To track the developing tendency of the earthquake sequence accurately, 20 temporary seismometers were arranged to monitor the sequence activities around the epicenter of the sequence since May 6, 2014. Firstly, this paper adopts double difference method to relocate the 1 418 earthquakes of M_L ≥ 1.0 recorded by temporary seismometers in the Rushan earthquake sequence (May 7, 2014 to December 31, 2016), the result shows that the Rushan earthquake sequence mainly extends along NWW-SEE and forms a rectangular activity belt of about 4km long and 3km wide. In addition, the seismogenic fault of Rushan earthquake sequence stretches along NWW-SEE with nearly vertical strike-slip movement and a small amount of thrust component. Then we apply the P-wave initial motion and CAP to invert the focal mechanism of earthquakes with M_L ≥ 1.5 in the study area. The earthquakes can be divided into several categories, including 3 normal fault earthquakes (0.9%), 3 normal-slip earthquakes (0.9%), 229 strike-slip earthquakes (65.8%), 18 thrust fault earthquakes (5.2%), 37 thrust-slip earthquakes (10.6%)and 58 undefined (16.6%). Most earthquakes had a strike-slip mechanism in Rushan (65.8%), which is one of the intrinsic characteristics of the stress field. According to the focal mechanism solutions, we further utilized the LSIB method (Linear stress inversion bootstrap)to invert the stress tensor of Rushan area. The result shows that the azimuth and plunge of three principal stress (σ₁, σ₂, σ₃) axes are 25°, 10°; 286°, 45°; 125°, 43°, respectively. Based on the stress field inversion results, we calculated the focal mechanism solutions consistency parameter (θ)and the angle (θ₁)between σ₁ and P axis. The trend lines of θ and θ₁ were relatively stable with small fluctuation near the average line over time. Furthermore, the earthquake sequence can be divided into three stages based on θ and θ₁ values. The first stage is before September 16, 2014, and the variation of the θ and θ₁ values is relatively smooth with short period. All focal mechanism solutions of the three M_L ≥ 3.0 earthquakes exhibited consistence. The second stage started from September 16, 2014 to July 1, 2015, the fluctuation range of θ and θ₁ values is larger than that of the first stage with a relative longer period. The last stage is after July 1, 2015, values of θ and θ₁ gradually changed to a periodic change, three out of the four M_L ≥ 3.0 earthquakes (strike-slip type)displayed a good consistency. Spatially, earthquakes occurred mainly in green, yellow-red regions, and the focal mechanism parameters consistency θ was dominant near the green region (around the average value), which presents a steady state, and the spatial locations are concordant with the distribution of θ value. Moreover, all of M_L ≥ 3.0 earthquakes are located in the transitional region from the mean value to lower value area or region below the mean value area, which also indicates the centralized stress field of the region.     

点震源作用下三维沉积盆地地震动谱元模拟

基于高精度谱元法(SEM),以半空间中椭球形沉积盆地为例,研究了点震源作用下三维沉积盆地的地震响应。研究结果表明:沉积盆地对地震动幅值有显著的放大效应,对地震持时有明显的增长效应,地震动空间分布规律受控于震源频率和近断层倾角等因素。主要体现为以下几点:(1)震源函数主频率较高时,沉积盆地内部出现多个波峰波谷,局部聚焦增强,放大效应显著,如震源频率为2Hz时在沉积盆地中心位置的加速度峰值可达1Hz时的5.6倍;(2)随着断层倾角的增大,断层上盘效应逐渐减弱,地表加速度的峰值在逐渐减小,30°倾角断层沉积盆地中心的加速度达1.96m/s^2,是90°倾角断层加速度值的5.2倍;(3)震源频率和断层倾角对位移的影响没有对加速度的显著。     

西昌市某高层剪力墙结构隔震设计与分析

针对西昌市某高层钢筋混凝土剪力墙结构进行了橡胶支座隔震设计和抗震性能分析。西昌市抗震设防烈度为9度,历史上曾发生过7.5级地震。该工程场址地质构造较复杂,东侧区域有一条隐伏断层,属则木河断裂带次生断层。则木河断裂带是川西主要发震断裂带之一,至今仍是一条活动较强烈的大断裂。按照《建筑抗震设计规范》(2016版)要求,取近场影响系数1.5,以提高结构的安全度;选取Ⅱ类场地5条天然地震波和2条人工模拟地震波,共计七条符合规范要求的地震波;基于SAP2000软件对结构进行了隔震设计,中震作用下结构层间剪力和倾覆弯矩减震系数最大值为0.24,比非隔震结构地震响应减小显著,罕遇地震下隔震支座的面压、水平位移能够满足规范要求。采用ABAQUS对结构进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析,结果表明结构能够满足"大震不倒"的抗震设防目标。     

GNSS多系统组合PPP解算方法与成果分析

研究GPS、GLONASS和BDS三系统组合精密单点定位（PPP）,包括函数模型、对流层延迟参数和差分码偏差(DCB)参数的解算方法。利用C++语言编制3系统组合PPP程序,分析MEGX网12个连续跟踪站1周观测数据,结果表明,无电离层组合模型和非组合模型的收敛速度和定位精度相当,同一测站在不同时间的收敛速度无明显差异,但非组合模型采用先验电离层信息约束可提高定位的收敛速度。多系统组合定位能改善PDOP值,提高收敛速度和定位精度;3系统组合PPP的水平坐标精度约3 cm,高程精度约5 cm,优于3个系统单独定位或2个系统组合定位的精度;当卫星遮挡较大时,多系统PPP结果较单系统更为稳定。     

贵州省纳雍县偏坡寨矿区钼多金属矿地质特征及找矿前景

贵州省钼矿资源丰富,钼矿资源的勘查和开发利用具有重要的经济和战略意义。贵州钼矿主要产出层位为下寒武统牛蹄塘组底部"磷块岩(上磷层)之上的金属层",通过在纳雍县偏坡寨矿区进行钼矿详查工作,基本查明矿区地层层序、分布特征,主要含矿层的性质、产状,控矿构造因素及矿化富集的条件,成矿后构造的破坏影响程度,含矿层的沉积环境特征。该区钼矿层形态、规模、产状、分布严格受牛蹄塘组控制,为在广海静水或斜坡相缺氧还原条件下沉积形成的矿床,受时代控制、地层层位控制、岩相古地理控制明显,具有较大的资源潜力和良好的找矿前景,为进一步寻找钼矿提供借鉴。     

多种可再生能源在英国家庭的应用优化控制研究（英文）

本研究的目的是为英国当地家庭找到一种最经济和投资成本最低的分布式供电系统,设计的供电系统包括风力发电、太阳能发电、生物质发电机和电池。本次研究负载数据来自威尔士一户普通家庭一年的真实用电数据,风力和太阳能资源数据也基于负载所在地的气候真实数据。通过仿真得出:本次研究所选家庭供电的最优方系统由风能、生物质发电机和电池的组合,其最低净现成本为6.254万美元,每度电成本为0.548美元。通过本次研究可知,由于英国威尔士地区丰富的风力资源,风力是最值得开发利用的可再生能源。     

环介导等温扩增联合横向流动试纸条检测简单异尖线虫/派氏异尖线虫方法的建立

简单异尖线虫复合种(Anisakissimplexspeciescomplex)是人兽共患寄生虫,其中的简单异尖线虫(A. simplex sensu stricto)和派氏异尖线虫(A. pegreffii)能引起人异尖线虫病。本研究利用环介导等温扩增技术(loop-mediatedisothermalamplification,LAMP)结合流动试纸条(lateralflowdipstick,LFD)建立了简单异尖线虫/派氏异尖线虫的快检技术。本研究以简单异尖线虫核糖体DNA的内转录间隔区(ribosomal internal transcribed spacer 2, rDNA-ITS2)序列为检测靶标,设计6条特异性的引物进行(荧光)LAMP反应。将生物素化的LAMP产物与异硫氰酸荧光素标记的探针杂交并通过LFD可视化显示。结果表明,本研究建立的LAMP-LFD可以特异性检测出简单异尖线虫/派氏异尖线虫,而对其它10种蠕虫的检测结果呈阴性;针对两个异尖线虫姊妹种的第三期幼虫(third-stagelarvae,L3)的检测灵敏度为单条虫体基因组DNA的10–5倍。优化后的LAMP反应时间为40min,加之探针杂交和LFD显色,整个检测时程只需50min。利用本LAMP-LFD方法对2015—2017年收集于140尾海鱼的1573条线虫进行检测的结果表明,简单异尖线虫/派氏异尖线虫是东海海域的优势种,这与经rDNA-ITS1-5.8S-ITS2测序的结果一致。因此, LAMP-LFD方法能快速、灵敏且准确地检测简单异尖线虫/派氏异尖线,在经济鱼类中简单异尖线虫复合种的筛检和常规检验检疫具有巨大潜力。     

基于矿物组成分析的昆特依盐湖杂卤石成因解析——以大盐滩矿区ZK3608孔为例

昆特依盐湖杂卤石储量丰富,是研究陆相成因杂卤石的良好载体。对研究区ZK3608钻孔剖面进行矿物学分析,尝试从矿物组成及组合变化的角度揭示杂卤石的形成过程和机制。XRD结果表明,剖面中主要盐类矿物为石盐、石膏和杂卤石,此外还检测到六水泻盐、芒硝、无水芒硝、钾石盐、钾芒硝、菱镁矿等矿物。矿物组合及其剖面变化特征揭示,盐层中的杂卤石以原生沉积为主,碎屑层中多数杂卤石可能为交代成因。沉积环境分析表明,盐类沉积为干冷的偏酸性氧化环境,碎屑沉积为相对温湿的偏碱性还原环境。