医用CT仪上基于衰减的曝光量和峰值电压自动控制基本等式

为了给患者以最少的辐射剂量而不影响诊断,现行医用CT仪都有基于噪声指标的自动曝光量控制。峰值电压对于图像质量和辐射剂量影响都很大,因此自动峰值电压控制很重要。本文从图像质量和辐射剂量优化的第一原理出发,给出基于衰减的曝光量和峰值电压同时自动控制的一般等式。此等式可用于单独曝光量自动控制或者单独峰值电压自动控制。对于单独暴光量自动控制,此等式要求对患者体厚度毎增加一厘米,曝光量要增加3.8%。对于单独峰值电压自动控制,此等式要求对患者体厚度每增加一厘米,峰值电压要平均增加1.53%。如果患者体厚度是常数,此等式要求平均百分比曝光量增加是百分比峰值电压减少的2.49倍。这些等式应该可以在现行医用CT仪上用于曝光量和峰值电压的自动控制。     

起伏地形条件下的磁异常二维聚焦反演及应用

地形对磁异常的反演和解释有很大的影响,特别是磁异常体贴近地表分布时更是如此,为了降低这种影响,笔者推导出了基于有限延深的二度厚板状体的带地形的磁异常正演公式,并提出了一种基于起伏地形的地下网格模型剖分的新方法。同时,聚焦反演对物性体有很强的聚焦效果,如果能够预先判断磁异常主要由地下浅层的强磁性体所引起,则可以考虑采用聚焦反演的方法得到磁性体的位置,显然这种方法非常适合铁矿体的反演。笔者将带地形的二维磁异常正演与聚焦反演结合起来,进行了相应的模型试验,并与水平地形下的聚焦反演及起伏地形下的光滑反演进行对比,验证了这种结合的有效性。最后,将该方法应用于新疆特克斯的磁异常剖面,对该剖面的磁性体分布做出了合理的解释。     

海河流域东北冷涡背景下的降水预报订正研究

汛期暴雨预报一直是气象预报业务工作中的重点及难点。首先,利用浙江省2 227个气象站2016—2021年每年汛期(4—10月)逐日降水资料,以欧式距离作为相似度度量标准,通过Kmeans聚类算法对浙江汛期降水进行分区;然后,对偏差订正法进行时空上的改进;最后,将改进后的偏差订正法与分区结合形成分区订正方法。以未与分区结合的全区订正作为对比,对浙江多模式客观集成预报(OCF)进行分区订正和检验。结果显示：(1)将浙江省划分为7个降水相似区,其结果呈现明显的区域特征,并与浙江省地形地貌密切相关。(2)经2021年汛期检验,相较于OCF预报,分区订正预报优于全区订正预报,其优势主要体现在能有效降低晴雨预报的降水空报率和大幅提升大雨以上量级降水的命中率,特别是暴雨以上量级预报命中率由0.25提升至0.41。(3)典型过程检验表明,对于系统性降水和对流性降水,分区订正预报均能改善暴雨以上量级降水强度和落区预报。特别是系统性降水,分区订正预报效果更明显,能预报出大暴雨以上强降水。

     

台风激发的第二类地脉动特征及激发模式分析

0.003~1 Hz频段的地脉动主要来源于海浪运动与固体地球的耦合作用,台风引起的强烈海浪运动往往可使地脉动能量显著增强.由于涉及大气-海洋-固体地球三个圈层之间的复杂动量传递与耦合过程,迄今为止,关于台风激发地脉动的具体源区位置及激发机制尚存在争议.本文选取日本、中国东南沿海及台湾地区的地震台站波形连续记录,研究了2008年台风“森拉克”和“黑格比”激发地脉动的时频特征,开展相应数值模拟,并与观测数据进行了对比分析研究.结果表明台风激发第二类地脉动存在两种主要模式：（1）近岸源区激发,即台风引起波浪入射至海岸反射并与后续来波相互作用形成驻波作用于海底而激发;（2）台风中心附近源区激发,即台风中心移动过程中不同时期激发的同频率波浪相向传播、相互作用产生驻波作用于海底而激发,源区位置主要集中于台风中心左后方.此外,结合波浪再分析数据、台风风场特征,我们进一步对第二类地脉动激发过程中的影响因素进行了分析,发现：第一种模式激发的地脉动与近岸源区波浪场强度、观测点至源区距离及台风中心至海岸线距离等因素相关;而第二种模式激发的地脉动则主要受台风中心附近波浪场的频率成分与传播方向影响.

     

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p < 1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数（量规函数GF）还是李学政等（2003）的量规函数（量规函数LXZ）,近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_L < M_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性：基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合Savage-Wood模式.近震震级与矩震级拟合关系M_w=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,Δσ∝M₀^γ,则b=1/（1+γ）,因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.

     

地形地貌发育时间与古地形反演

地形地貌是构造过程与地表过程等相互竞争的结果,古地形重建与地貌演化研究将有助于理解这些过程及其相互作用关系。传统的地形地貌演化研究多基于14C、释光、磁性地层等定年手段,定性或半定量地分析构造活动与地表侵蚀对地形地貌发育的影响。随着相关技术手段的发展,低温热年代学方法已不仅仅局限于构造地质学领域的造山带构造-热演化历史研究,目前已用于重建地形地貌演化历史。基于这一背景,在概述低温热年代学基本原理的基础上,结合自己的研究,主要介绍了该方法在地形地貌发育时间、古地形反演等方面的研究进展以及研究中需要注意的一些问题。文章最后指出,寻求具有更低封闭温度的低温热年代学测年体系是这方面研究的努力方向。     

基于高阶统计的时变子波估计及其应用

地震子波估计是地震资料高分辨处理、解释的基础,快速准确地估计地震子波具有重要意义。笔者利用三谱估计子波的振幅谱,根据峰度最大值准则提取子波的相位,规避了相位的卷绕问题,并讨论了该准则的适用条件。比较了不同窗函数的特性,最终选定Hamming窗函数滑动求取时变子波。利用变频雷克子波模型讨论了时变子波提取的有效性。应用到实际资料处理中,与不同主频的雷克子波标定的地震记录进行对比分析。结果表明:该方法使得子波振幅谱估计更加稳定,相位谱估计更易于实现,与实际情况更加符合。     

基于灰色关联与模糊数学的重力式挡土墙震害评估

龙门山地区强震荷载导致大量已建边坡支挡结构严重受损,如何对震区受损挡土墙进行震害评估成为亟待解决的技术难点。本文首先通过对研究区挡土墙的震害分析,总结出其主要破坏模式包括滑移破坏、沉降破坏、倾覆破坏、墙身破坏以及越顶破坏5类。然后根据全面性、重要性以及科学性原则对影响震害评价的因子进行定性分析和分类,并结合挡墙的破坏模式,综合分析得到挡土墙安全评估的敏感性因子和一般因子。将震害范围60%作为挡墙评价的敏感性因子,而一般因子分为两级共10个指标,包括:滑移距离,沉降深度,倾斜角度,裂缝数量,裂缝长度比,开裂深度比,开裂宽度,错动距离,垮塌范围,覆盖范围。最后,采用灰色关联分析与模糊数学理论相结合的方法构建挡土墙震害评估体系,从而变事后处理为事先预防,为灾后恢复重建服务。     

地下开采作用下反倾上硬下软型斜坡崩塌形成机制研究以贵州开阳磷矿崩塌为例

以贵州开阳磷矿崩塌为例,通过对地质条件、采矿扰动与变形破坏特点的分析,阐明在地下开采作用下,反倾上硬下软型斜坡变形破坏的发展过程,并总结斜坡失稳破坏的3种模式,指出不同类型的破坏变形均以坡顶拉裂为前兆,而斜坡岩体结构特征是产生不同破坏模式的关键控制因素。进一步运用数值模拟与物理模拟方法,分析该类型崩塌的形成机理,认为反倾上硬下软型崩塌的形成具有特定的地质背景,动力条件与诱发因素,崩塌最终可能以急剧破坏的形式出现,但其发生并不是一蹴而就的,是经历了从发生、发展直至破坏的长期过程。从地下开采后采空区顶底板的变形,发展到地表裂缝的产生,崩塌的形成是地表裂缝沿着陡倾结构面追踪发展的过程,并受岩体结构特征的控制最终发生倾倒、突破锁固段剪出或沿中缓倾结构面滑塌。因此,对此类斜坡地质灾害的监测和防治必须把握前兆现象,加强早期识别与预警。     

多排螺旋CT五个剂量测量点位的统计学差异

目的:探讨螺旋CT五个辐射剂量测量点位(CTDI₁₀₀)值之间的差异和相关性统计学关系,以及该机器的辐射稳定性。方法:通过辐射剂量计和辐射剂量模体对螺旋CT五个测量点位进行12次重复测定,对各个点位的测量结果计算其相对偏差,然后用单因素方差分析(One-Way ANOVA)方法分析各点位测量结果之间的显著性。结果:5个点位重复测量的相对标准差分别为0.33%(中心点)、0.73%(3点位)、0.32%(6点位)、1.00%(9点位)和0.32%(12点位);3点位和9点位的平均值接近,单因素方差分析无显著性差异;12点位和6点位的平均值与3点位平均值的相对偏差在0.5%以下。结论:测试螺旋CT辐射稳定性良好,测试机型3点位和9点位在CTDI₁₀₀上测量等效。在非验收测试和状态测试场合CTDI_P可以进行简化。