System identification of linear structures based on Hilbert–Huang spectral analysis. Part 1: normal modes

Based on the Hilbert–Huang spectral analysis, a method is proposed to identify multi‐degree‐of‐freedom (MDOF) linear systems using measured free vibration time histories. For MDOF systems, the normal modes have been assumed to exist. In this method, the measured response data, which are polluted by noises, are first decomposed into modal responses using the empirical mode decomposition (EMD) approach with intermittency criteria. Then, the Hilbert transform is applied to each modal response to obtain the instantaneous amplitude and phase angle time histories. A linear least‐square fit procedure is proposed to identify the natural frequency and damping ratio from the instantaneous amplitude and phase angle for each modal response. Based on a single measurement of the free vibration time history at one appropriate location, natural frequencies and damping ratios can be identified. When the responses at all degrees of freedom are measured, the mode shapes and the physical mass, damping and stiffness matrices of the structure can be determined. The applications of the proposed method are illustrated using three linear systems with different dynamic characteristics. Numerical simulation results demonstrate that the proposed system identification method yields quite accurate results, and it offers a new and effective tool for the system identification of linear structures in which normal modes exist. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

地震带与地震统计区关系探究

总结和分析了中国地震带划分的研究历史、目的和用途、划分原则、表现形式以及基本特点，指出地震带是以地震活动性区域划分研究为目的，它不同于概率地震危险性方法中的地震统计区的概念．文中对地震统计区概念及其演化历史进行了分析和论述，认为地震统计区与地震带在统计意义、物理内涵、层次性、划分规模的要求、对空间重叠的排斥性以及划分目的和用途等方面，均存在较大差异．现行工作中将两者不加区分地使用是不合适的， 一方面造成地震统计区未形成自身的适应概率地震危险性分析方法的划分理论，另一方面也造成以地震活动特征和地震孕育发生环境、机制研究为目的的地震带划分研究的停滞不前．文中最后指出，地震统计区划分是以地震带划分研究为基础，它产生并服务于考虑地震活动时空不均匀性的概率地震危险性分析方法，应将其与地震带概念加以明确区分，并加强其划分原则、理论和方法的研究．      

2003年6月5日青岛崂山4.1级震群概述

2003年6月5日青岛崂山区发生4．1级震群。这次震群是青岛历史上少有的，青岛市普遍有感，造成了一定的社会影响。文章从地震影响、地质构造、历史及现代地震、序列特点及性质判定、地震应急等方面概述了本次震群。     

城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探研究

首先，简要介绍了城市活断层探测的意义及世界各国开展城市活断层探测的基本情况。在简述抗干扰高分辨率浅层地震勘探基本原理的基础上，重点论述了城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探的震源激发、数字地震仪性能、接收方式与接收条件、观测系统以及数据处理与资料解释等。研究表明，对于城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探，在数据采集环节应采用具有线性或非线性变频扫描功能的可控震源和与其相匹配的地震仪器，以及小道间距、小偏移距、多接收道、短排列和高频检波器接收的工作方法；在数据处理与解释环节，要重视折射静校正技术、噪声压制技术、高精度速度分析技术、子波压缩技术、子波零相位化技术和叠前偏移技术等的应用。最后，给出了城市活断层的抗干扰高分辨率浅层地震勘探实例。     

贵州赫章土法炼锌导致的重金属积累

贵州省赫章县的土法炼锌不仅导致植被的破坏,而且使附近土壤和溪流沉积物中重金属有不同程度的积累,土壤中w(Pb)达到37.24×10~(-6)～30100×10~(6),w(Zn)为162.23×10~(-6)～31625×10~(-6),w(Cd)为0.50×10~(-6)～113×10~(-6),大大超过了当地的土壤背景值;沉积物中w(Pb)达到325.00×10~(-6)～21850×10~(-6),w(Zn)为1250.00×10~(-6)～30425×10~(-6),w(Cd)为25×10~(-6)～97×10~(-6)。土壤和沉积物中Pb、Zn含量与Fe_2O_3有极显著的正相关性;土壤中重金属Pb、Zn含量与Al_2O_3有极显著的正相关性,而沉积物中Pb、Zn含量与Al_2O_3则没有相关性。土壤和沉积物中铁矿物(铁氧化物和氢氧化物)对重金属的强烈固定作用。连续提取法对化学形态研究表明,Pb、Zn在土壤中主要表现为铁锰氧化物结合态与残渣态,而在沉积物中则主要为碳酸盐结合态、残渣态和铁锰氧化物结合态。土壤中可交换态Pb、Zn所占的比例很小,但其绝对含量变化较大,w(Pb)从最低2.75×10~(-6)到最高310.41×10~(-6),w(Zn)4.94×10~(-6)～321.10×10~(-6)。沉积物中w(Pb)7.42×10~(-6)～98.91×10~(-6);w(Zn)9.97×10~(-6)～72.67×10~(-6)。土壤中重金属Pb、Zn的有效性程度明显高于溪流沉积物,对生态环境的潜在危害更大。     

两种典型河谷应力场应力分布特征对比分析

地应力作为工程建设的基础地质条件之一，已得到较高重视，许多大型工程都开展了地应力的测试分析研究。本文选取两种典型的深切峡谷，运用三维有限元软件模拟河流下切、河谷形成过程，得到了现今的峡谷应力场。在此基础上，详细分析各自应力场的空间分布特征，并将两者进行了对比分析。得出高山峡谷应力场分布的一般规律。     

基于GIS的石油勘探图形库系统分析和设计

首先讨论目前我国石油勘探工程图形图像的标准化研究，提出相应的图形图像分类、分层标准和编码规范；然后基于信息流分析提出多层的C／S系统体系结构；利用GIS技术对系统体系结构进行功能分配以实现系统的制图功能、济览查询功能、图件输入输出等管理和操作功能、异构图形库的转换功能、图形分析应用功能和图形发布功能。最后讨论了系统研发中的两个难点，一是石油勘探工程中图形图像的标准化研究程度；二是对各油田前期投入开发的各种异构图形库系统的兼容和转换处理。     

斜方顽火辉石-正铁辉石固溶体出溶机制的研究

通过组成－自由能关系曲线的分析，提出斜方顽火辉石－正铁辉石（MgSiO3-FeSiO3)固溶体出溶的临界温度约为753K；组成XFe为0.82左右的富铁辉石固溶体处于介稳态，出溶作用有利于系统自由能降低；出溶作用是以Fe^2 、Mg^2 离子逆扩散的方式进行的；出溶作用的推动力是上凸区域介稳相与平衡相之间的化学位差。     

基于中学地理教学实践的空间思维相关概念的界定

空间是地理学研究的主体,地理空间尺度复杂,有些超大空间超越了人类的直接感知,需要很强的空间想象力和抽象思维能力。由此,地理空间思维能力的培养成为地理教学中的难点之一。近年来,地理空间思维在国内外地理教学研究中得到越来越广泛的关注。地理空间思维不是一种单一的能力,而是心理学、教育学和地理科学的交叉主题,其定义至今尚未形成明确的共识。本文提出的相关概念界定,是基于多年关注空间知识的教学实践和近两年直指空间思维培育的课题研究,以及对国内外诸多文献和相关理论的学习过程中总结而成,旨在从中学地理教学实践视角出发,阐明地理空间概念和地理空间思维及相关术语的内涵。