沉积环境对地震动场地效应的影响研究

国内外震害经验和研究结果表明,场地效应是引起地表震害和地震动局部变化的重要因素,它主要受场地速度结构的影响。沉积环境是指沉积作用进行时具有的自然地理环境,它会对沉积层的颗粒大小和圆度、孔隙率、含水率等因素产生影响,从而进一步影响以沉积土壤为主的地下速度结构。因此,沉积环境会对场地效应产生一定程度的影响。数值模拟方法可以模拟地下具有任意复杂结构的介质中地震波传播的过程,并获得地表的地震动响应,是一种常用的研究场地效应的方法,在工程抗震验算的地震动定量估计、地震震害预测等领域有重要意义。数值模拟需要以准确的地下速度结构模型为基础,模型的准确性也直接影响到模拟结果的准确性。建立准确的地下速度结构模型需要大量的地球物理勘探资料,其中钻孔测井资料最为准确,然而其成本较高,且对于人口、建筑密集的城市,钻探难度大。因此,本文以玉溪盆地为例,分析了该地区沉积层速度结构与沉积环境的关系,发现沉积层的波速与沉积物颗粒大小、磨圆程度有明显的关联,并建立了使用钻孔中沉积环境特征明显的地层估计钻孔等效波速的方法,从而使未进行波速测井的钻孔可以被应用于场地模型的构建。盆地效应作为一种典型的复杂场地效应,通常对地震动有显著放大作用。本文以沉积环境因素的影响为基础,建立了考虑土层横向不均匀性的玉溪盆地速度结构模型,使用数值模拟方法计算了其地表的地震动反应,分析了玉溪盆地的盆地效应:具有明显的聚焦效应及边缘效应;其位移峰值放大倍数普遍在1.2~1.6倍之间;对于地震动中周期为2s左右的成分的放大效应最为明显。论文中还将上述结果与未考虑沉积环境的模型模拟结果进行对比,指出沉积环境主要影响了盆地聚焦效应的分布以及加速度反应谱中特定周期的地震动反应分布。本论文中使用的数值模拟方法为基于ADINA软件的显示有限元方法。通过二次开发在ADINA软件中加入了人工透射边界,从而使其可以模拟无限域中地震波向计算区外传播的过程,建立了模拟局部场地地震反应的数值模拟方法。     

关于地核和核慢边界区物质的成分及运动特征的研究进展

近年来关于地核和核幔边界区的研究有了较大进展，特别是高压矿物物理学和高压岩石学提供了大量有关的实验依据。本文对核幔边界区Ｄ＂层物质的运动状态、外核中轻元素成分的实验研究结果、内核地震波各向异性的物质解释及有关地磁场成因的新认识等方面的研究成果进行简要介绍和评述。      

断陷盆地边界断层分段的层序地层响应特征——以南堡凹陷西南庄断层上盘陡坡带东营组为例

通过综合3D地震数据及钻井资料,以三级层序为时间单元制作了不同时期断层位移曲线和断面倾角分布图,对西南庄断层分段的断面几何学与东营组时期运动学特征进行分析。结果表明西南庄断层分段控制了其上盘褶皱几何形态。其中,向斜(半地堑)位于断层位移极大段,背斜位于断层位移极小处即断层段连接处;断层分段的几何学与运动学特征具有明显对应关系,在位移极大段,断层面较陡,而断层段连接处,断层位移较小,对应的断层倾角也较小。边界断层分段活动控制了盆地内可容纳空间、物源供应和古地貌。在断层段中央附近断层活动速率最大,物源供应速率最低,可容纳空间一直是增长的,层序内部准层序以退积和加积式叠置方式为主。而断层段连接处,断层活动速率最小,物源供应速率最高,可容纳空间以下降为主,层序内部准层序以进积式叠置方式为主。因此,沿边界断层走向断层活动性差异控制了层序内部构成样式,是控制断陷盆地陡坡带储层和烃源岩发育的主要因素。     

非连续变形分析的精度改进方法及研究趋势

由石根华提出的非连续变形分析(DDA)方法理论严密且计算较为高效,在模拟块体滑移、转动和张开等大变形、大位移问题方面具备独特优势,因而在岩土工程领域得到了广泛运用。然而DDA方法在提出初期不可避免地存在一些精度问题,对此石根华及国内外学者就问题产生原因和改进方法开展了大量研究工作。基于部分相关成果的研究学习,对改进原始DDA计算精度的各类方法进行归纳探讨,主要包括:(1)DDA块体内部应力位移场的精度控制;(2)块体接触问题处理方法的改进;(3)人为参数的合理选取;(4)能量耗散机制的考虑;(5)人工边界的改进等方面。对以上方法的改进效果和计算效率进行了简要分析和讨论,在此基础上对DDA的研究热点和发展趋势进行了概述,为该方法的进一步发展和完善提供思路。     

剪应变增量在堆积体边坡稳定性研究中的应用

堆积体边坡是我国西南地区普遍可见的一类边坡,而此类边坡的失稳(特别是滑动失稳),一般沿剪应变最大的部位发生。利用快速拉各朗日程序(FLAC-3D),对澜沦江中游某堆积体边坡划分足够细化的单元,通过最大剪应变增量找出坡体内薄弱部位,即最容易失稳的部位,结合变形特征对其稳定性进行了评价;同时与“最危险滑弧”搜索的最危险滑动范围对比表明,二者具有较好的一致性。     

一种新的优化灌溉制度算法——自由搜索

应用现有典型算法求解灌溉制度优化设计模型时,由于各种算法本身存在着不足,可被接受的模型最优解往往不能够被成功搜索到。自由搜索(Free Search,FS)是一种新的优化算法,对其进行了适当改进,针对灌溉制度优化设计模型实例,在不同的可供水量下,应用FS算法对该模型进行求解。结果表明,FS算法表现出良好的稳健性和收敛性;与以往的动态规划逐次逼近法(DPSA)、遗传算法(GA)及混沌算法(CA)对该实例的寻优结果相比,FS算法提高了寻优精度。FS算法原理简单,操作简便,是一种较好的优化灌溉制度的新方法。     

基于雷达干涉失相干特性提取冰川边界方法研究

冰川边界提取是冰川变化监测的一个重要参数,光学冰川遥感方法可以有效、精确的提取出无云区域冰川的边界信息,但是,对于有云区域和天气状况不好的冰川区域却很难获取冰川的边界信息.提出了一种基于SAR干涉失相干特性的提取冰川边界信息的方法,该方法利用内陆冰川表面失相干问题严重的特点,通过比对冰面相干系数和非冰覆盖区域的相干系数,采用阈值法对冰川区域的干涉相干图进行冰川边界的提取.根据上述方法提取冰川边界的精度达到89%,结果表明利用雷达干涉失相干特性进行冰川边界提取是可行的.     

频率域直升机航空电磁法视电阻率转换及应用

以Impulse直升机航电水平共面装置系统参数为基础,介绍了正演公式,根据视电阻率转换的2种转换模型--均匀半空间和似层状半空间模型,分别介绍了一维搜索法和列线图查找法这两种视电阻率转换方法.根据应用实例,通过对比视电阻率转换图,探讨这2种方法的转换效果.     

三维无缝工程地质建模系统的研制

在边界表示法的基础上,提出了无缝工程地质模型的概念,实现了基于模型线框架的无缝工程地质建模方法,研制了无缝建模系统（ROCKModel）。该系统包括3个部分：原始数据转换工具、实体建模工具与辅助工具,涉及剖分、插值、曲面求交等8个基本功能模块。在基本功能模块的基础上,提出并实现了形态复杂曲面的创建、构建模型线框架、界面编辑与重构、块体搜索、岩体质量三维分级等关键技术。该系统能够实现复杂地质对象与工程对象的无缝建模与可视化,并为数值模拟软件直接提供几何模型。     

非连续群桩屏障对平面P、SV波的隔离效应:二维宽频带间接边界积分方程法模拟

采用一种高精度的间接边界积分方程法(IBIEM),对二维非连续群桩屏障对平面P、SV波的隔振效果进行宽频带计算分析。该方法基于单层位势理论,通过在非连续屏障交界面附近引入虚拟波源,分别用以构造散射体内、外散射场,继而由边界条件建立方程并求解得到虚拟波源密度,外部的总波场可由散射场和自由场叠加而得到。精度检验表明,该方法能够精确高效地求解任意排桩的宽频隔振问题。进而以圆柱实心桩为例,通过定量化频谱分析,揭示了P、SV波入射时排桩对不同频段弹性波的隔振差别,探讨了不同波速比、桩间距、桩排数对隔振效果的影响规律,研究结果表明:(1)隔振效果存在最优无量纲频段,宜优化设计桩径和桩间距以达到最佳效果;(2)场地土愈软,隔振效果愈佳。相比P波,SV波对于桩间距更为敏感;(3)低频波宜采用多排桩,但对高频波,采用三排以上的桩屏障对隔振效果的提升则不再显著。