泥炭质土地基流变非线性沉降计算

泥炭质土是一种特殊的区域性软土,其上建构筑物易产生较大工后沉降,对建构筑安全影响很大。将其沉降分为三个部分:侧向变形引起的沉降、侧限条件下产生的沉降及次固结沉降,根据邓肯\|张本构模型建立压缩模量与割线模量间关系,结合广义胡克定律推导式,计算得到侧向变形产生的沉降。分别利用e-p、e-lgp及e-lnp曲线计算土压缩模量,用分层总合法计算侧限条件下的沉降。对泥炭质土进行高压固结蠕变试验,通过邓肯-张模型概念得到割线模量,并对原始五元件流变模型进行非线性改进,再引入修正系数φ_s对原始五元件流变模型及非线性模型进行修正;用修正后的两模型对蠕变试验曲线进行拟合,发现修正原始模型拟合效果极差,修正非线性模型拟合的相关系数都大于0.9,并得到适合描述泥炭质土蠕变的本构方程;最后采用修正后的两模型,结合分层总和法计算次固结沉降。研究结果表明泥炭质土最终沉降计算结果与实际调查结果吻合,验证了计算结果的合理性,也为泥炭质土的沉降计算提供了计算理论及能反映其蠕变特性的本构模型。     

浅部约束的地磁测深C-响应一维反演

地磁测深研究的周期范围通常为10~5~10~7s,缺少反映浅部电性结构的短周期信息,而C-响应受浅部电阻率影响明显,因此本文提出在反演中增加浅部(约200 km)电阻率约束以提高深部反演的稳定性和可靠性.在磁层环状电流满足P_1~0假设的条件下,球坐标系中一维导电薄球层状地球的C-响应和电导率分布关系由边界条件通过递推的方法计算得到.反演采用有限内存拟牛顿(L-BFGS)法;浅部电阻率约束通过将目标函数对模型参数的梯度设为零来实现;通过置信区间分析评价约束反演结果的可靠性.合成数据的无约束反演虽然最终的拟合效果很好,但浅部电阻率受初始模型影响,差异较大;采用浅部约束后,反演结果对初始模型依赖性明显减小,同时还能显著提高200~600 km范围内反演结果的准确性.对全球近地轨道卫星观测的C-响应数据约束反演后结果与前人一致,表现为地幔电导率整体上随着深度的增加而增加.参数置信区间分析表明,由于约束反演加入了浅部信息,电阻率的变化范围更加紧致,说明反演结果更加可靠.因此,有必要通过其他地球物理方法,如长周期大地电磁测深等获得浅部电阻率分布,作为先验信息参加反演,进行浅部约束的C-响应反演,获得更可靠的一维全深度电性结构,为地磁测深数据解释奠定基础.     

地壳形变分析的抗差最小二乘配置迭代解法

利用最小二乘配置进行地壳形变分析,其结果的合理性关键在于经验协方差函数的拟合.考虑到观测数据存在粗差的情况,提出基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法和基于中位参数法的抗差最小二乘配置方法.两种方法首先分别利用观测值中位数给出观测值初始权阵以及利用中位参数法给出最小二乘配置初始解,然后均在给定协方差函数参数初始值的情况下,应用合适的等价权进行抗差估计并通过迭代计算,最终获得稳健的协方差函数参数估值及最小二乘配置解.利用本文提出的两种方法以及传统方法分别对庐山地震的GPS垂直位移数据和意大利L'Aquila地震的InSAR同震位移数据进行处理分析.结果表明：相对传统方法,基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法效果更好,更具稳健性.

     

长江三峡库区秭归杨林桥镇震群成因

对三峡数字地震台网记录的2016年3—6月三峡工程库区秭归库段杨林桥镇小震群进行双差精定位,通过Snoke方法计算该震群中较大地震的震源机制解,并结合野外宏观调查等方法,分析震源参数的时空变化特征。结果表明:杨林桥镇小震群密集分布在2 km×3 km矩形范围内,有较明显的展布方向,但与邻近的仙女山断裂、九畹溪断裂和天阳坪断裂走向不一致;震群距长江干流超过10 km,与三峡水库无水利联系,无相关性;震群展布方向上有岩溶洞分布,且降雨丰富,初步判断成因类型为岩溶塌陷型。     

基于重力卫星几何轨道线性化的地球重力场反演方法

传统动力学法的观测方程以6个初始轨道参数和先验力模型为初值进行线性化,其线性化误差随积分弧长拉长而增大.本文直接以重力卫星的几何观测轨道为初值进行线性化,其线性化误差与轨道弧长无关,且不需要初始重力场模型和初始轨道参数.导出了基于卫星轨道观测值反演重力场模型的相关公式,利用JPL公布的RL02版本2008年全年的GRACE双星轨道数据和加速度计数据解算了90阶次的地球重力场模型TJGRACE01S,并以EGM2008模型为基准与其他模型进行了比较分析,结果表明:TJGRACE01S模型直到90阶次的大地水准面累积误差为17.6 cm,优于同阶次的EIGEN-CHAMP03S和EIGEN-CHAMP05S模型,前27阶位系数整体精度优于EIGEN-GRACE01S,前15阶位系数整体精度与EIGEN-GRACE02S模型精度大致相当.利用美国8221个GPS水准点数据的分析结果也表明,本文模型也优于同阶次的EIGEN-CHAMP03S和EIGEN-CHAMP05S模型.     

引入分形校正单元的图像重建计算点迭代算法

本文在计算点图像重建离散化模型的代数迭代算法中,引入分形校正单元构造迭代校正逼近。本文选取Hilbert曲线的最小开口方向作为校正单元连成折线来覆盖投影射线,由校正单元构成的近似曲线具有自相似结构。Hilbert曲线对计算点的投影衰减贡献的几何、物理意义清楚明确。通过加密计算点,由基本校正单元表达的线积分更为逼近地近似投影射线的线积分。分形结构的自相似性可以充分用于迭代校正的计算,形成统一的计算模板,利用几何结构的对称性,加快计算速度、提高成像精度。这一方法可以推广到三维成像模型,内容丰富。     

三维非均匀地质模型中的逐段迭代射线追踪

地震射线追踪是地震定位、层析成像、偏移等领域的重要正演环节.随着这些领域研究的深入,针对传统的网格结构和层状结构在描述复杂地质模型遇到的很大困难,我们采用大小不等、形状各异的地质块组成的集合体来描述三维复杂地质模型,并用三角形面片来描述地质块之间的物性间断面,理论上可以描述任意复杂的地质模型.为适应任意非均匀速度分布的地质模型,基于费马原理,本文发展了与之相适应的逐段迭代射线追踪方法.该方法属于弯曲法范畴,对路径点采用一阶显式增量修正,相对于传统的迭代法,高效省时.数值试验表明,联合逐段迭代法和伪弯曲法的射线追踪扰动修正方案在三维复杂非均匀块状模型中有适用性和高效性.     

考虑流固耦合的渡槽结构三维碰撞反应研究

渡槽结构在强烈地震作用下邻梁间发生的碰撞现象易对其输水安全造成重大影响。采用薄壁梁段单元和三维接触-摩擦单元借助FORTRAN程序建立了考虑流固耦合的渡槽结构整体三维碰撞分析模型,并通过工程实例进行了多工况下的地震碰撞反应分析。结果表明,随着槽内水深的增大,渡槽结构的地震反应普遍增大,邻梁碰撞次数、碰撞力和相对转角也随之增大;槽内水体固结和考虑流固耦合的碰撞反应峰值相差不大,但时程曲线差异较大,某些部位水体固结的解会小于流固耦合解,使固结简化的处理偏于不安全。研究结果可供大型渡槽结构抗震设计参考。     

基于局部一维模型与走时标定的区域三维速度模型构建技术研究

构建区域介质三维速度模型并以之获得准确的区域震相走时,是提高区域地震定位精度的重要手段之一.为充分利用已有的一维模型、GT事件、地质资料等实现三维模型构建,尝试基于目标区域内已有的部分局部一维模型,通过克里金空间插值建立初始三维模型,然后利用GT事件走时数据并参考其它地震地质资料对其不断进行修正,使得其走时偏差图与GT事件走时偏差图一致,进而获得能够提高区域地震定位精度的三维模型.使用不同模型进行的地震定位实验表明,以此方法建立的三维模型的定位偏差较初始模型减少约20％,较好地起到了减小区域震相走时残差,提高区域地震定位精度的作用.     

应力演变方法及其在华北地区河北省的应用

本文研究了库仑应力变化与自1484年以来中国河北省内发生的强震的关系。华北板块在过去的一个世纪里有许多历史地震和一些破坏性的地震发生,其中包括1976年的唐山大地震(M = 7.8)。我们的研究包含了河北省及其邻近区域的最活跃的地震断裂带和频繁遭受过强烈地震的区域。华北板块,包括鄂尔多斯高原和华北平原,是中国太古宙克拉通的一部分,而且是世界上地震最活跃的地区之一。这些地震活动主要发生在东西向的走滑断裂带上。研究区域内的断裂活动导致了复杂的应力场。通过计算库仑破裂函数(ACFF)的变化来得出这个地区的地震灾害评估,这库仑破裂函数的变化是由强震(MS≥6.5)产生的同震滑动和主要区域性大断裂的连续构造载荷产生的应力引起的。在应力演化模型计算的每一步都对下一次可能触发的强震进行了估计,模型最终提出了易于发生即将到来的强烈活动断层段的理由。从而提供了未来地震危险性评价研究依据。在本文中,以张家口断裂,夏垫断裂,廊坊断裂的结果为例,说明通过计算得出的ACFF结果,对未来地震危险性提供依据是可行的。