汶川8．0级地震与日本9．0级地震的同震响应特征——庐江地震台动水位与水温

自2000年庐江地震台数字化水位、水温观测以来,在多次大地震中水位、水温均有明显的同震效应,四川汶川8．0级地震、日本本州9．0级地震引起汤池1号井水位、水温的同震特征。动水位同震效应表现为脉冲变化,震后水位逐渐升高;水温表现为阶跃下降,震后水温缓慢恢复到正常状态。     

龙门山断裂带上“破裂空段”的发震概率研究

本文采用分层粘弹性介质模型计算了汶川地震对芦山震中产生的库仑应力加载的影响,进而结合Dieterich(1994)提出的速率状态摩擦定律给出芦山附近区域6级地震累积发震概率随时间的变化。结果显示,2013年芦山7.0级地震时其累积发震概率达18%,说明汶川地震产生的应力扰动加速了芦山地震的发生。本文还计算了汶川、芦山2次地震对其间"破裂空段"处产生的累积库仑应力扰动的影响,结合背景地震发生率,给出了"破裂空段"处6级地震累积发震概率变化。虽然计算结果可能受到大邑地震、介质模型参数的选取和背景地震发生概率等因素影响而存在一定误差,但"破裂空段"在2次强震应力加载下累积发震概率是不断增大的,因此我们认为"破裂空段"处发生中强地震的紧迫性不断增强。     

Effects of Location Errors in Pattern Informatics

The effect of location errors in the performance of seismicity-based forecasting methods was studied here using one particular binary forecast technique, the Pattern Informatics (PI) technique (Rundle et al., Proc Nat Acad Sci USA 99, 2514–2521, 2002; Tiampo et al., Pure Appl Geophys 159, 2429–2467, 2002). The Southern Californian dataset was used to generate a series of perturbed catalogs by adding different levels of noise to epicenter locations. The PI technique was applied to these perturbed datasets to perform retrospective forecasts that were evaluated by means of skill scores, commonly used in atmospheric sciences. These results were then compared to the effectiveness obtained from the original dataset. Isolated instances of decline of the PI performance were observed due to the nature of the skill scores themselves, but no clear trend of degradation was identified. Dependence on the total number of events in a catalog also was studied, with no systematic degradation in the performance of the PI for catalogs with events in the cases studied. These results suggest that the stability of the PI method is due to the invariance of the clustering patterns identified by the TM metric (Thirumalai and Mountain, Phys Rev A 39, 3563–3573, 1989) when applied to seismicity.     

城市热岛效应下浅层土中混凝土的酸腐蚀试验研究

针对城市热岛效应引起城区浅层土地温场升高这一观测结果,采用室内快速模拟试验方法,对城区酸性土壤腐蚀混凝土材料的温度效应开展了试验研究。试验研究了在温度为5℃、20℃和40℃条件下,混凝土试样在酸浓度分别为0%、5%和10%的沙土介质中放置30d、90d后的抗压强度变化规律,并对混凝土试样在腐蚀过程中的腐蚀系数变化规律和微观机理进行了分析;最后,对南京城区热岛效应环境下浅层土中混凝土材料酸腐蚀的强度变化规律进行了分析。试验结果表明,在同一腐蚀浓度下,混凝土试样抗压强度的下降速度随着温度的升高而不断加快,其腐蚀系数也随着温度的升高而不断增大;腐蚀介质的浓度越大,环境温度对混凝土腐蚀系数的影响就越明显;在温度为40℃、硫酸浓度为10%的沙土中放置30 d后,混凝土的腐蚀系数K达到45.21%,约是在5℃条件下腐蚀系数的2倍,相当于环境温度每上升1℃,混凝土腐蚀系数平均增加0.64%。该研究成果对于减轻城市热岛效应对岩土工程的影响具有重要意义。     

2014年2月12日于田7.3级地震序列震源机制特征分析

基于新疆及西藏区域数字地震台网的宽频带资料,采用CAP方法反演了2014年2月12日于田7.3级地震的前震、主震及早期MS≥3.5余震序列的震源机制解。结果显示,此次7.3级强震为带有正断分量的走滑型地震,结合震源区的构造和余震分布,节面I走向241°/倾角90°/滑动角-22°,判定该节面代表了主震的发震断层面。主震主压力轴方位为194o,与该区历史中强震主压应力P轴方位近NS向较为接近。其5.4级前震和主震震源机制解具有较高的一致性。18次余震中有10次为走滑型地震,其中6次为正断型,2次为逆断型,且70%的地震具有近SN向的P轴方位。此次7.3级地震序列震源深度范围5~28km,而大部分地震为15~20km,略大于本文计算得到的主震震源深度10km。     

JYZ11A钻孔记录的居延泽演化历史

我国内陆干旱区在末次冰期(含深海氧同位素第3阶段)是否存在古大湖近年来持续存在争论。居延泽是黑河的尾闾湖之一, 位于我国典型干旱区, 是开展这项研究的理想区域。依据居延泽盆地最低处的JYZ11A钻孔(全孔长61.13m, 本文侧重上部27m岩芯), 使用石英光释光测年获得3个可靠释光年龄并据此建立年代框架。全孔10cm间距测量沉积物粒度, 钻孔上部16.7m以2cm间距测量低频磁化率, 本文侧重分析JYZ11A钻孔上部10m的指标记录。综合岩性地层、沉积物粒度分布特征和粒度、磁化率指标记录, 并与前人已有研究进行对比, 本研究发现末次冰期时居延泽盆地主要堆积棕色冲洪积物和风沙沉积物, 早全新世为风沙沉积, 中全新世出现浅灰色湖相沉积与风沙交替沉积, 而稳定湖泊只在约3ka时才逐渐形成, 可能存在多次湖面波动并留下古湖岸堤。因此, 居延泽盆地在末次冰期包括深海氧同位素第3阶段晚期并不存在稳定大湖。居延泽早全新世干涸、中晚全新世湖泊较稳定发育的全新世成湖模式与季风区湖泊演化模式明显不同, 而与许多中亚干旱区的湖泊、风成沉积等古环境记录相似, 它们可能共同指示了一种有别于中国季风区的全新世区域湿度演化模式。     

ANSYS软件中修正剑桥模型的二次开发

ANSYS软件具有很强的非线性计算功能和前、后处理能力,是目前世界上最强大的通用分析程序之一。标准ANSYS程序中包含众多的材料本构模型,但尚缺少岩土工程数值计算中常用的修正剑桥模型。为扩展ANSYS在岩土工程领域的计算能力,利用二次开发工具UPFs和数据接口将修正剑桥模型连接到标准ANSYS程序中。二次开发的核心是本构模型子程序UMAT.F的编制。子程序的编写一方面要符合修正剑桥模型的本构关系式和弹塑性有限元计算的特点;另一方面变量名和输入输出格式必须和标准ANSYS程序一致。对二次开发后的ANSYS程序进行了典型算例的验证。结果表明,在ANSYS中加入修正剑桥模型的方法是可行的,可推广到ANSYS对于其他材料本构模型的二次开发中。     

基于遗传算法优化的小波神经网络在地下水位预测中的应用

地下水位是衡量生态环境优劣和地下水资源的一个重要指标.地下水位下降,将引发地面沉降、地面塌陷和降落漏斗等.因此,地下水位预测对保护地质生态环境和实现地下水资源严格管理至关重要.由于BP算法存在极易收敛于局部极小点与过拟合等缺点,导致网络泛化能力不足,本文在构建小波神经网络基础上并引入遗传算法加以优化,以解决上述不足,并与BP和WNN对比预测了天津市深层承压水水位.预测结果表明,GA-WNN模型拟合精度较高,模型的预测能力有较大幅度提高.     

辽河三角洲滨海湿地水域初级生产力研究进展

滨海湿地位于海洋与陆地生态系统的交错过渡带,具有极高的生产力和光合固碳效率,是海岸带蓝色碳汇的重要组成部分。滨海湿地生产力不仅由芦苇、翅碱蓬、红树林等陆上植被提供,水体中浮游植物的光合固碳也是提供初级生产力的重要途径。以往较多的调查和研究集中在陆上植被,而对于滨海湿地水域浮游植物和底栖微藻的报道较少。近年来随着各国政府和学者对二氧化碳排放和气候变化的关注,滨海湿地多圈层生态系统的碳循环和碳汇过程成为研究热点,而湿地水域生产力和光合固碳过程作为多圈层碳循环中重要的一个环节亦应受到足够的重视。以中国北方典型的盐沼湿地区域——辽河三角洲滨海湿地为案例,对湿地水域生产力研究进展进行综述,并对其影响因素进行讨论,以期为国家碳循环与碳中和目标调查提供参考资料。     

A note on estimation of the Jacobian elliptic parameter in cnoidal wave theory

A new and simple calculating technique for the Jacobian elliptic parameter is presented in this study. The technique is very useful in generating a train of cnoidal waves in both laboratory and numerical wave tanks. Upon specification of water depth, the wave height and either the wave period or the wavelength, the proposed technique uses the Newton–Raphson method to estimate the Jacobian elliptic parameter directly, without trial and error procedures or look-up in tables. It is shown that the technique provides equally accurate results as the ad hoc methods previously used.