微动探测方法研究进展与展望

微动探测方法是在背景噪声成像理论的基础上发展起来的一种新型地球物理探测手段,其根据获取野外数据的观测台站方式分为微动阵列方法和微动单台方法.本文综述了前人对微动探测方法的研究进展,并对目前该方法存在的问题及研究的发展趋势进行了展望.微动阵列方法采用频率波数法或空间自相关法从微动信号中提取频散曲线,进而反演获得地下横波速度结构.微动单台方法即H/V谱比法以三分量台站为观测基础,对水平分量信号与垂直分量信号进行傅里叶谱比,以此估算沉积层厚度、获得共振频率以及场地放大因子等.目前微动探测发展还有诸多问题需要进行深入研究,例如瑞雷波与勒夫波浅层探测理论方法、同时考虑基阶和高阶面波的影响进行多阶面波反演方法研究以及H/V谱比曲线与频散曲线联合反演方法研究等,从而提高微动探测方法浅层探测精度以满足城市地下空间精细探测的需求,加深探测深度为透明地壳、地下第三空间的精细探测提供一种新型地球物理手段.     

面波全波形反演在地下浅埋障碍物探查中的应用研究

在岩土和隧道工程中,及时准确地确定地下障碍物的位置和范围可以有效避免经济损失和人员伤亡,因此,岩土工程领域越来越重视场地前期调查中的浅埋障碍物探测工作.面波法由于其高效性和高信噪比,被广泛应用于场地调查中.然而,传统的面波方法如多道面波分析法的应用理论假设为地下模型须为水平层状介质.这限制了多道面波分析法在地下障碍物探测中的分辨率.而通过直接对波动方程进行求解及利用地震波的全部振幅和相位信息,面波的全波形反演结果可以有效地反映地震波速在水平方向和垂直方向的变化情况,从而为判断地下障碍物范围提供了可能.目前,全波形方法大多应用于大尺寸的地球物理勘探中,在小尺度地球物理领域如岩土工程中的应用较少.本文在新加坡樟宜机场扩建工程中分别使用多道面波分析法,全波形反演,跨孔波速测试,贯入试验和岩心取样确定回填土中一块大型岩石的具体位置和范围.试验结果表明:多道面波分析法仅可反映出岩石的上界面深度,但是无法反映出岩石的下界面和侧边位置.而面波全波形反演可以准确反映出回填土中岩石的具体位置和大致形状.另外,本文分析总结了贯入试验,岩心取样,多道面波分析法和面波全波形反演的优缺点,提出了一种经济高效的工作流程,可为岩土工程中的地下障碍物探测提供一种新的解决方案.     

地下电短天线的输入特性分析

地下电短天线的输入导纳是其几何尺寸、工作频率及地下和近地表物质(围岩及土层)电磁参数的函数.通过分析其变化规律得到下列结论:(1)短天线的输入导纳随频率的变化比较复杂.当频率较低时,短天线的输入电导随地下物质电磁参数的变化不明显,而输入电纳基本上随着频率的增高呈线性变化.(2)在频率比较低时,介电常数的变化对短天线的输入电导影响不明显,存在有一个电导曲线重合频段.对于低阻物质,这个重合频段的上限比较低;对于高阻物质,重合频段的上限升高.对于输入电纳,当电阻率和频率两者都较高时,其对介电常数的变化比较敏感.(3)输入导纳对低阻物质反应敏感,而对具有中等以上电阻率的物质基本上退化成为一条相同的频率变化曲线.(4)短天线的输入导纳值随其几何尺度的增加而增加.     

基于解析梯度的近地小天体探测机会搜索问题研究

研究近地小天体的探测机会搜索问题.针对交会型探测任务,通过结合变分理论和状态转移矩阵推导了性能指标关于可调参数的解析偏导数,然后在搜索空间中随机生成初始点,并从这些初始点出发利用解析偏导数寻优,从而得到搜索空间内对应潜在发射机会的全部局部极小值点.此方法既在一定程度上保持了传统搜索方法全局搜索的特点,又克服了传统搜索方法的盲目性,因此计算速度获得很大提高.此外该方法可以对探测机会的搜索精度进行有效地控制.     

2007天文大事盘点

与嫦娥共舞,邀女神同歌;高能宇宙线源头探明;“冷暗物质模型”获得新证据;地外行星探索渐入高潮;木星、土星、火星探测各有斩获;     

这不是梦想

浩瀚的宇宙,魅力无穷,无数科学志士为了探索天体和宇宙的奥秘,不屈不挠地为之奋斗。在这宇宙航行的时代,人类已经实现了“飞天”、“登月”的梦想,空间望远镜和探测器不断给人们传来“发现新天体”的喜讯,揭示了许多新的探测结果和新问题,激励人们深深的思考和进一步的探索。     

行星大追踪——2003年以来的火星探测

每天,在各大空间探测器的助力下,人类的视野在不断向数千万千米外的邻居那里延伸。每分钟我们对自身所处的精巧而又复杂的宇宙都有更多了解,火星沙尘暴终于停了、土星极光正在闪耀、木星大气中多了个小红斑、木卫一的火山刚刚爆发……这些遥远邻居发生的一切一切。与网络上的每日新闻一起,成了人类世界的重要话题,已融入我们的生活。     

月球资源探测信息的管理与可视化探讨

在中国未来的月球探测计划中,可能获取的月球表层数据包括地形、地貌、岩层、土壤、资源、环境以及各种相关的结构、物质成分数据。这些数据既有空间数据,也有属性数据。为了实现月球资源探测工作信息化,可以借鉴“数字地球”的理念并采用“多S”结合与集成化技术,对所获取的海量月球表层数据进行一体化存贮管理,构建一个“数字月球”并实现其空间数据和属性数据之间的双向查询检索,以及对表层复杂结构信息分析的可视化。     

城市地下空间开发利用容量评估的基础研究

该文探讨了城市地下空间开发利用容量评估的必要性,容量评估研究的基本内容及其关键技术。指出当前城市地下空间容量评估基础研究包括指标体系、评估模型、评估平台与评估示范四方面。城市地下空间容量评估研究不仅有利于城市地下空间的合理利用和有序开发,也有利于引导城市地面设施的合理布局与科学规划,对保障现代城市的可持续发展具有重要意义。     

龙桥探险奇几许:当惊世界殊

今年7月29日-8月9日,以成都理工大学万新南教授为中方领队的中法探险队第五次对位于重庆奉节兴隆镇和湖北恩施板桥镇交界处的龙桥地下暗河进行了为期12天的探险考察,成功地找到了暗河出口,更获得一系列震惊世界的重大发现;暗河全长50公里,拥有竖井、支河多达108个,为世界最长地下暗河;最深处约3500米,长达20公里的世界第一大地缝;世界第二颗“岩溶珍珠”;罕见巨型岩溶石柱群……