基于范阿伦双星EMFISIS观测数据的NWC和NAA人工甚低频台站信号的内磁层全球统计分布

地球表面的人工甚低频台站信号可以穿透电离层泄漏进地球磁层导致内辐射带电子沉降到两极大气.因此研究人工甚低频台站信号的空间全球分布特性对于分析辐射带电子的损失具有重要科学意义.本文使用范阿伦双星从2013年到2018年共计6年的高质量的波动观测数据,统计了NWC(19.8 kHz)、NAA(24.0 kHz)两个人工VLF台站信号的全球分布,分析了台站信号的电场功率谱密度对地理经纬度、磁壳值L、磁地方时MLT、地磁活动水平的依赖性.结果表明,在内磁层中,人工台站VLF信号主要沿着台站位置对应的磁力线传播,夜侧强度高于日侧,冬季高于夏季.这种日夜和夏冬差异的形成是因为夜侧和冬季的日照强度较弱,电离层电子密度较低,VLF信号较容易穿透电离层进入磁层.此外人工VLF台站信号的全球分布受地磁活动的影响很弱.这些统计观测结果给出了NWC和NAA两个重要人工VLF台站信号强度的全球分布特征,为进一步分析人工VLF台站信号与地球辐射带电子的波粒相互作用提供了关键信息.

     

不同分辨率DEM对InSAR变形监测精度的影响分析

合成孔径雷达差分干涉测量技术具有全天时、全天候、高分辨率等优势,已经发展成为矿区开采沉陷的新型监测手段,其中以二轨差分干涉处理方法最为常见,由于该方法需借助外部数字高程模型(digitalelevationmodel,DEM),DEM的精度将直接影响地表形变的监测精度。因此,有必要研究不同分辨率、不同精度DEM对地表变形监测的影响。实验以河北某矿为例,对比分析了不同分辨率DEM对合成孔径雷达差分干涉监测精度的影响。实验结果表明,SRTM-1比其他3种外部DEM具有更高的可靠性,更适合作为外部参考DEM。     

青海祁连山冻土区发现天然气水合物

祁连山冻土区位于青藏高原北缘,多年冻土面积约10×10~4km~2,具有良好的天然气水合物形成条件和找矿前景.2008～2009年间中国地质调查局在青海省天峻县木里煤田聚乎更矿区施工祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程,迄今共完成钻探试验井4口,总进尺2059.13m,分别在DK-1、DK-2和DK-3钻井中钻获天然气水合物实物样品,取得了找矿工作的重大突破.天然气水合物产于冻土层之下,埋深133～396m.水合物呈白色、乳白色晶体,点火能燃烧,红外热像仪测温后呈明显的低温异常,放进水里强烈冒泡,水合物分解后能不断冒出气泡和水滴,并残留下特征的蜂窝状构造.激光拉曼光谱仪检测呈现特征的水合物光谱曲线,测井曲线也具有较明显的高电阻率和高波速标志.祁连山天然气水合物具有冻土层薄、埋深浅、气体组分复杂、以煤层气成因为主等明显特征,是一种新类型水合物.这是我国冻土区首次钻获的天然气水合物实物样品,也是全球首次在中低纬度高山冻土区发现天然气水合物实物样品,具有重要的科学意义和经济意义.     

阻尼器连接填充墙在柔性框架结构中的应用研究

阻尼器连接填充墙采用黏滞阻尼器与主体框架结构连接,是一种新型填充墙与框架的柔性连接方式,能满足柔性框架结构的大变形需求。为使得阻尼器连接填充墙达到最优的力学性能,结构布置和构件力学参数的选择十分重要,采用有限元软件ABAQUS分别建立了柔性钢框架结构和阻尼器连接填充墙-框架结构的有限元模型,考察不同阻尼系数阻尼器连接填充墙的抗风、抗震和抗倒塌力学行为。数值模拟结果表明,经过对阻尼器阻尼系数优化取值后,阻尼器连接填充墙在风荷载作用下不会开裂且最大应力值仅为嵌砌刚性连接填充墙的1/3,主体结构加速度地震响应可降低48%左右,并能保证墙体在罕遇地震作用下不倒塌。最后给出阻尼器连接填充墙设计流程。     

基于国内试验数据的钢筋混凝土构件性能指标研究

钢筋混凝土构件的性能指标在性能化抗震设计中具有广泛应用。现有研究成果大多采用国外试验数据库,在国内实际工程结构的应用中面临挑战。因此,文中收集了国内公开发表的132组钢筋混凝土柱和24组钢筋混凝土梁的低周往复荷载试验数据,分析了《建筑抗震韧性评价标准》(GB/T 38591-2020)的转角性能指标与试验转角之间的相对误差。研究发现,《建筑抗震韧性评价标准》部分转角性能指标忽略了关键参数的影响,相对误差较高,各性能指标之间的安全冗余度相差较大。文中对此提出了修正的钢筋混凝土构件转角性能指标,更好地考虑了关键参数的影响,既降低了相对误差,又保证了安全冗余度的一致性,能够更合理地判断构件的损伤状态。     

砖砌体房屋非线性地震反应分析方法和破坏状态指标的确定与验证

砖砌体房屋在历次地震中的破坏均较为严重,为了准确评估其在大震作用下的抗震性能,选择高效的结构分析方法并选取合适的破坏状态指标至关重要。首先,在仔细比较现有结构非线性分析方法的基础上,结合砖砌体结构的特点,采用了可以“考虑构造柱影响”的砖墙体三线型恢复力模型,并建立了砖砌体结构的层剪切非线性分析模型,利用基于自平衡力的弹塑性动力反应分析方法实现了砖砌体结构的非线性动力时程分析;然后,选取延伸系数作为砖砌体结构的破坏状态指标,来判别结构的破坏状态;最后,利用一个带有震害的实际算例,采用三条能充分反映该工程场地特征的地震动对其进行非线性动力时程分析,验证了文中砖墙体恢复力模型、非线性动力时程分析方法以及破坏状态指标的合理性和有效性。文中所确定的模型、方法和破坏状态指标可为大震作用下砖砌体房屋的抗震性能鉴定和评估、抗震加固以及震害分析提供方法和依据。     

壤中游离气方法及其在油气化探中的应用

油气藏中的轻烃气体能够以微弱但可检出的量近似垂直地渗漏到地表土壤中,其中一部分烃类以游离态赋存在土壤或岩石颗粒空隙中.壤中游离气中的烃类能反映深部油气藏烃类的现代补偿性活跃微渗漏,被认为是油气地球化学勘探的最可靠方法之一.壤中游离气采集是获得第四系沉积层中微渗漏烃类地球化学异常的关键技术.自行研制了便携式游离气采集新装置,具有操作简便、携带方便、密封性好等特点.通过长期实践,总结了土壤游离气保真采集的方法.游离气方法在济阳坳陷惠民凹陷南坡临南—钱官屯地区、塔里木盆地阿克亚苏地区X井区的油气化探应用,获得的游离烃异常较好地反映了油气垂向微渗漏近地表信息,以及下伏油气的分布特征,油气微渗漏异常区与背景区分离明显,表明壤中游离气方法应用效果显著,在油气勘探中值得广泛推广.     

单斜地形情况下的磁共振测深方法反演研究

磁共振测深方法是一种基于地磁场中地下水氢核的弛豫特性差异进行探测的地球物理勘查方法,它可以无损探测地下水含量及分布.近年来,随着磁共振测深方法的应用范围不断扩大,该方法常面临地表有较大坡度情况下的探测,使用传统手段反演时,容易导致反演结果不准确.本文对地磁场矢量与线圈所在平面之间的夹角——等效地磁倾角进行介绍,并据此给出了单斜地形情况下的磁共振测深方法的反演方法.依据地质资料或其他物探方法提供的先验信息,可以计算得出磁共振测深方法平行分层核函数或水平分层核函数的分布,从而对倾斜地表情况下的核磁共振信号进行反演.本文构建了倾斜地表情况下的地下一维含水层及二维含水体模型,通过正演计算求得相应的核磁共振信号,并分别采用等效地磁倾角计算得到的核函数及直接计算的核函数进行反演.反演结果显示,在地表倾斜的情况下,传统的磁共振测深反演方法会产生误差,而采用等效地磁倾角构建的核函数进行反演能够压制单斜地形的影响.对白水河滑坡区磁共振测深数据的反演工作验证了该方法的有效性及可行性.因此,本文所提出的基于等效地磁倾角的单斜地形反演能够极大提升磁共振测深方法的适用范围.