沿台湾梅山断层观测地面旋转和平移运动的台阵布设:进展报告

对日本(Takeo,1998)和台湾地区(Huang et al,2006;Liu et al,2009)的地震近场测量显示,地面旋转运动的测量值比经典弹性理论得到的预期值高出很多倍。为了在地震学和地震工程学层面上研究近场地震的细节,台湾气象机构(CWB)在台湾嘉义中正大学布设了4套仪器,正在监测一个多世纪前的1906年曾发生过大地震的梅山活断层的地面旋转和平移运动。这次观测布设的仪器是:(1)在自由场地32个测点的地震台阵;(2)在大楼内32个测点的地震台阵;(3)带有宽频地震计和加速度计的6通道仪器;(4)带有加速度计和外设旋转速度传感器的6通道仪器。本文是有关该台阵布设的进展报告。虽然从2007年12月12日到2008年7月3日,所布设的4套仪器中的一套或多套已记录到24次近震,但我们仍在对设备进行升级,改善现场观测。     

构造形变、气象灾害与地球轨道的关系

黄赤交角和月亮赤纬角决定了地球应力场的主应力方向 ,据此研究了构造形变与气象灾害的关系。地球化学给出臭氧减少的原因 ,而地球物理则提供了臭氧的分布规律。臭氧洞是两种机制综合作用的结果。研究表明 ,能量交换和引潮力造成地球各圈层差异旋转 ,是臭氧洞和厄尔尼诺等气象灾害产生的根本原因。     

2003年夏季北冰洋海冰动力学特征参数

以2003年的中国第2次北极科学考察的海冰物理过程调查数据为依据,分析了海冰动力学特征并给出体现动力学特征的定量参数。这些参数指出:现场调查的海冰密集度同NOAA冰图上的密集度相比低2~3成,而厚度比1999年的中国首次北极考察结果减少2 m;冰层底面起伏方差约是冰层表面积雪起伏方差的3.8倍;浮冰最快以1 300m/h速度运动并伴随振荡旋转。实测浮冰向东北运动时,旋转角度增加,最大达到37.8o,东南方向旋转时,角度减小;浮冰运动的振荡周期为12.45 h,同该纬度惯性流振荡周期一致,体现出惯性流对浮冰运动的贡献。     

华北夏季降水地域特征的旋转主分量研究及其相关分析

用旋转主分量(RPC)方法,研究华北降水的空间分布特征.给出了华北降水空间分布的RPC的前10个模态.它们概括了华北地区降水的基本特征及历史上的大旱和大涝年的地域分布.每一种降水模态的时间系数都表现出了长周期的年代际变化的规律.华北发生大旱与大涝的最可能的分布是模态3、4与模态10.如1965、1968和1983年的大旱;1963和1973年的大涝年等.分析了各个模态与太平洋副热带高压强度、东亚环流指数、前冬赤道东太平洋海温、以及江淮流域降水的相关表明:它们之间的相关都有各自的最佳模态.如对赤道东太平洋海温与太平洋副热带高压强度而言,最佳模态的特征是:当海温呈El Nino型和西太副高偏强时,华北降水的最可能分布是东部沿海为强的干旱区,其余地区降水皆偏多.与江淮流域降水和EAP流型的相关则主要以1954、1980及1991年为代表的第1和第9模态为主要形态.它们与华北降水有极好的反相关.     

偏心环组对指向式导向系统性能的影响研究

指向式旋转导向系统在水平井和定向钻进中广泛应用,它代表了世界钻井技术的最高水平。首先假设偏心环组个数n=2时可以有效增大钻头的偏移范围,然后通过建立旋转心轴的力学模型,分别推导出n=1和n=2时旋转心轴的转角方程和挠曲线方程进行比较,最后得出当n=2时靠近钻头处的转角θ2要大于n=1时钻头处的转角θ1的结论,即安置2个偏心环组可以达到增大钻头偏移范围,减小井眼轨迹曲率半径,优化系统导向性能的目的。最后,对偏心环组B在L3=0的情况下的力学模型进行了优化。     

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)非弹性应变恢复法(ASR法)三维地应力测试与"5.12"汶川地震的形成机制

汶川地震断裂带科学钻探1号井(WFSD-1)的ASR三维地应力测试结果表明,龙门山前陆逆冲带与其下伏的龙门山前陆盆地和上覆的松潘-甘孜地块的构造及地应力状态存在有重大差异。从整体上看,在汶川地震中,龙门山前陆逆冲带表现为在强烈的区域性挤压背景下,深部物质沿壳内拆离层自SW向NE方向的"层状"流动,在地壳上部转化为沿映秀-北川断裂(YBF)的快速垂向挤出,而其西侧的松潘-甘孜地块作自SE往NW方向的重力滑覆,东侧的龙门山前陆盆地则表现为自NE往SW方向的走滑或右行旋转。晚新生代以来,扬子地块相对于青藏高原东缘的龙门山造山带并无明显的或大尺度的陆内俯冲作用发生。龙门山前陆逆冲带深部高温低粘度物质垂直向上的、快速的流动和挤出,直接导致了"5.12"汶川地震的发生,而松潘-甘孜地块E向扩展导致龙门山前陆带的强烈挤压和陆壳增厚及深部应力和地震能量的积聚则是诱导深部位移场发生突变和物质快速垂向挤出的主因,E向扩展是深部地震能量积聚和快速垂向挤出作用的必要条件,而非地震发生的直接原因。ASR地应力测试得出的主压应力方向完全平行于GPS同震速度场的位移方向,似乎表明ASR测试获得的原地应力场或许真实地反映了或最接近于地震过程中的构造应力状态。     

断裂引起的应变量计算方法

本文介绍了断裂引起的应变量计算方法。断裂作用可导致连续应变和非连续应变。连续应变与断裂位移,断裂长度比值及断裂面上有效应力成正相关关系。影响非连续应变的因素有：断裂几何形态、断裂的旋转性、断裂规模。已经提出三种断裂旋转机制：刚性旋转,垂直剪切和斜向剪切。对于这三种机制,我们分别建立了断裂非连续应变的计算公式。这些公式与断裂的旋转角度和位移大小相关。刚性旋转时,断块内部没有任何塑性变形,因此地层的长度没有变化。它引起的非连续应变最小。垂直剪切作用使断块内地层变形,但水平方向的地层长度不变。推算的公式表明,对于相同的原始数据,它引起的非连续应变比刚性旋转机制引起的非连续应变大。斜向剪切也使断块内地层变形,但水平方向的长度也不变。在同等条件下,它引起的非连续应变比垂直剪切机制引起的非连续应变大。     

水力旋转填料生物接触氧化处理城市污水的研究

通过对中试规模的新型水力旋转填料生物接触氧化法处理城市污水的试验研究,利用新型填料的独特构型,增强反应器的传质性能,探讨了接触氧化池对COD、NH+4-N的去除,及水力停留时间、气水比、温度对处理效果的影响。试验结果表明在水力停留时间为2~2.5h,气水比为(7~8)∶1,进水COD、NH4+-N浓度分别为130.1~366.5mg/L、11.3~19.2mg/L的条件下,两者的平均去除率为75.9%、65.4%,出水COD、NH4+-N浓度均已达到国家二级排放标准;气水比和水力停留时间对接触氧化池处理效果的影响较为明显;低温下接触氧化池对有机物、氨氮的去除仍具有较好的效果。     

三维刚体极限平衡法程序的编制及其应用

西安市黑河水库右坝肩变形体是在旋转变形条件下形成的, 这样, 对它的稳定性评价必须按空间问题来考虑, 要用三维分析方法来计算它的稳定性。鉴于目前的三维计算方法比较复杂, 得出的结果实用性不大, 本文首次编制了三维刚体极限平衡法程序, 该程序既能计算稳定系数, 又能计算出相应稳定系数下的滑坡推力。应用该程序计算黑河水库右坝肩变形体的稳定性, 得出的结果与实际相吻合, 同时又为工程治理提供了依据。     

交通荷载引起的主应力轴旋转室内试验模拟探讨

为了通过室内试验研究交通荷载引起的主应力轴旋转对土体循环特性的影响,以单个移动荷载和列车荷载为例,分析了主应力轴旋转特点。以此为基础,结合空心圆柱仪的加载特点,给出了室内模拟主应力轴旋转的加载方法。竖向动应力可以用具有静偏应力的正弦荷载模拟,动剪应力可以用正弦荷载模拟,两者的相位差为 。为了模拟交通荷载引起的主应力差变化的特点,两种动应力的幅值应该是不同的。当试验中施加无应力反向的竖向动应力时,大主应力夹角在 ～ 和 ～ 之间变化。