非对称单侧混合梁斜拉桥多点激励地震响应分析

以一座主跨为820 m的双塔非对称单侧混合梁斜拉桥为研究对象,对其进行动力特性分析。运用相对运动法进行多点激励地震响应计算,分析行波效应对塔顶、主梁、塔底等关键位置动力响应的影响,同时对比分析入射角方向（即斜拉桥两侧相对方向）对其动力响应的影响。结果表明：与一致激励分析结果相比,多点激励使得主塔内力结果偏小,而使得主梁内力结果偏大;不同入射角地震激励对非对称大跨度斜拉桥的内力也会产生较大影响,内力变化可达20%。因此,在进行该类型非对称混合梁斜拉桥设计中,应考虑非一致激励效应和地震动输入方向的影响因素。     

循环荷载作用下红黏土累积变形研究

通过GDS动三轴设备对赣南红黏土进行了一系列排水条件下的大次数循环试验,研究不同循环应力比、固结应力比及围压对赣南红黏土累积变形特性的影响。结果表明：在不同固结应力比、固结压力和循环应力比条件下,红黏土的累积应变都呈现出先迅速累积,后增长变缓,最终稳定的趋势;在一定的循环次数之后,不同初始固结应力和不同初始应力比条件下累积应变与循环次数之间的变形规律呈现为线性关系,且初始固结应力和初始固结应力比越小,其线性相关性越好;不同循环应力比下赣南红黏土的平均累积应变速率与循环次数之间也呈现出明显的线性关系。此外,基于以上关系建立了赣南红黏土在长期循环荷载作用下的累积变形预测模型,并通过对比验证了该模型的可行性。     

Characteristics of the Seismic Waves from a New Active Source Based on Methane Gaseous Detonation

Active seismic sources are critical for obtaining high resolution images of the subsurface. For active imaging in urban areas, environment friendly and green seismic sources are required. In present work, we introduce a new type of green active source based on the gaseous detonation of methane and oxygen. When fired in a closed container, the chemical reaction, i.e. gaseous detonation, will produce high pressure air over 150MPa. Seismic waves are produced when high pressure air is quickly released to impact the surroundings. The first field experiment of this active source was carried out in December, 2017 in Jingdezhen, Jiangxi Province, where a series of active sources were excited to explore their potential in mine exploration. In current work, we analyzed the seismic waves recorded by near-field accelerators and a dense short-period seismic array and compared them with those from a mobile airgun source, another kind of active source by releasing high pressure air into water. The results demonstrate that it can be used for high resolution near surface imaging. Firstly, the gaseous detonation productions are harmless CO₂ and water, making it a green explosive source. Secondly, the dominant seismic frequencies are 10-80Hz and a single shot can be recorded up to 15km, making it suitable for local structure investigations. Thirdly, it can be excited in vertical wells, similar to traditional powder explosive sources. It can also act as an additional on-land active source to airgun sources, which requires a suitable water body as intermediate media to generate repeating signals. Moreover, the short duration and high frequency signature of the source signals make it safe with no damage to nearby buildings. These make it convenient to excite in urban areas. As a new explosive source, the excitation equipment and conditions, such as gas ratio, sink depth and air-releasing directions, need further investigation to improve seismic wave generation efficiency.     

Monitoring Contact State of Laboratory Fault with Coda Transmission Waves

We monitored the amplitude changes of coda transmission waves around 500kHz across the frictional interface of a simulated 1.5-meter-long fault during normal stress holding test. We find that the amplitude of coda transmission waves increases with the logarithm of stationary contact time. Localized increase amounted to a level ranging from 4% to 16% along the fault is observed during the 1-hour experiment. We discuss that the frictional strength at mesoscopic scale, which is related to the amplitude of coda transmission waves, is responsible for the phenomenon. Combining the reported method with other complementary approaches will enhance the understanding of fault mechanism either at laboratory or on-site applications.     

鄂霍次克微板块东部俯冲带区域地震b值及应力场特征

古登堡-里克特震级-频度关系式中的b值与剪切应力(或偏应力)大小被认为存在着负相关的关系,因此b值常被用作估算区域应力大小的指标.本文利用1970-2018年鄂霍次克微板块东部俯冲带区域的地震目录,使用最大似然法对该区域的b值进行空间扫描,得到了该区域沿海沟走向不同区域及不同深度的b值分布,进而调查与分析其应力状态及地球动力学特征.结果显示不同俯冲区域的b值分布具有4个共同特征:1)地壳范围内的高b值特征,表明其剪切应力较低;2)俯冲板片与上覆板块耦合强烈的区域b值较低,表明该位置剪切应力较高;3)弧前区域b值较高,表明其剪切应力较低;4)海沟东侧的太平洋板块与软流层接触的区域b值较高,表明该位置剪切应力较低.上述这些b值分布结果及其剪切应力分布,是能够与俯冲带的地球动力学结构与特征相关联的.我们也发现在水平方向上,在浅部区域(0~40km深度范围),勘察加地区的剪切应力相对于北日本地区和千岛地区更低;在更深的区域(40~80km深度范围),千岛地区弧前区域的剪切应力较低.由本文俯冲带区域力平衡估算得到的俯冲接触面上的剪应力大小能够解释鄂霍次克微板块东部俯冲带不同接触界面上的b值大小及其分布差异.本文得到的日本海沟附近区域平均b值在大地震前后的时间变化揭示了该区域震间、震前和震后的应力演化过程.     

利用模板匹配技术检测米尺度岩石断层黏滑实验中的声发射事件

声发射观测是岩石摩擦实验中研究强震孕育机制的重要观测手段之一.传统的声发射观测以触发记录为主,难以捕捉并提取微弱的声发射信号.近年来天然地震学中发展的模板匹配技术可以在连续波形记录中识别出微弱的事件,大大提升事件检测能力.本文发展了适用于多通道连续记录的声发射信号的模板匹配技术,并将该技术应用于分析米尺度岩石断层黏滑失稳过程.研究结果显示:模板匹配技术识别出的声发射数量约为传统方法识别的5倍,相对完备震级降低约0.3.临近失稳,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律增加的特征,且声发射事件聚集在失稳破裂起始点附近.失稳后,检测目录完备震级以上声发射率表现出幂律衰减,其中失稳后早期表现出较慢的衰减速度.另外,失稳后早期声发射事件表现出随对数时间沿断层迁移的趋势.最后,通过与天然地震学观测的结果对比表明,声发射模板匹配识别技术是研究大尺度岩石摩擦滑动失稳过程中前震和余震时空演化规律的有效手段,该技术助于在方法上为室内实验和野外观测进行融合研究提供思路.     

一株淡水红藻的形态及分子系统发育研究

以采自山西晋祠泉的一株淡水红藻JC1712001为实验材料,对其进行分子系统发育分析和形态特征鉴定,同时利用分子数据对其进行生物地理学研究.结果显示,该株淡水红藻JC1712001与美国、西班牙地区报道的马赫拉熊野藻（Kumanoa mahlacensis Kumano）遗传距离最近,基于rbcL、COI和UPA序列的遗传距离均为0.基于3个序列,利用贝叶斯法、最大似然法和邻接法3种方法构建的系统发育树具有高度一致的系统发育关系,JC1712001均与西班牙及美国地区已报道的马赫拉熊野藻聚为一支,支持率都在97%以上,支持其为马赫拉熊野藻,同时也表明3个基因的高度保守性.形态特征的观察也支持这个结果.马赫拉熊野藻在欧洲、亚洲、北美洲均有分布,RASP软件构建的地理起源图谱显示,欧洲类群地理起源更为古老.马赫拉熊野藻为稀有种,本文的研究结果丰富了我国淡水红藻的分布,为其系统发育和地理起源研究提供了依据.     

[专稿] 生态文明的自然本原

何为生态文明的自然本原?它就是良性的生态循环.生态文明的自然基础是一系列生态系统的良性循环——森林生态系统、草地生态系统、农业生态系统、湖泊生态系统、河流生态系统、海洋生态系统……等等,而良性循环的标志有二:1)为人类提供清洁的水源、新鲜的空气、优质的农-牧-渔产品、舒心的休闲景观等,这些是我们身心健康的前提,没有它们的支撑,人类文明的大厦将难以为继;2)为珍稀濒危以及土著物种提供良好的栖息之地,维持良好的生态平衡关系,增加生态系统对外界干扰的可塑性.     

深水陡坡带绕射多次波压制方法研究

在深水陡坡带和复杂海底构造区域,即使采用长电缆,由绕射产生的自由表面相关多次波因为传播方向的异变,仍然难以避免在自由表面发生下行反射的反射点位置位于电缆长度范围之外,造成预测多次波的近偏移距信息不足或者负偏移距信息缺失等问题,以致不能准确地预测和压制陡坡带的绕射多次波.本文在常规反馈迭代自由表面多次波压制方法的基础上做出相应改进,将邻炮的炮记录依照炮点、检波点互换原理引入到反馈迭代循环当中,补充绕射多次波预测所需要的近偏移距和负偏移距信息.经过Sigsbee2b模型和实际资料测试,达到较好压制深水陡坡带的自由表面相关绕射多次波的目地.     

南极阿德雷岛湖泊沉积210Pb、137Cs定年及其环境意义

测试了南极阿德雷岛两个湖泊 (Y2和G)沉积物的2 10 Pb和137Cs比度 .根据2 10 Pb和137Cs比度垂向变化特征 ,采用CRS模式对G湖进行了定年 ,年龄跨度大约为 134± 43年 ,并据此计算了G湖的沉积速率 .近大约 10 0年来G湖呈增长变化的沉积速率以及沉积物2 10 Pb ,137Cs蓄积量和沉降通量远大于大气直接沉降 ,可能是温度升高引起该地区大量冰雪 (盖 )融水携带补充的结果 .