时域有限差分法在地质雷达二维正演模拟中的应用

本文从地质雷达正演原理着手,分析了差分格式中半空间步长与半时间步长的实现方法,同时通过分析数值频散的产生,进而推导出了理想频散关系和超吸收边界条件．最后文中还对比了有无边界条件的雷达正演模拟效果和精度．     

On a modal damping identification model for non-classically damped linear building structures subjected to earthquakes

A simple modal damping identification model developed by the present authors for classically damped linear building frames is extended here to the non-classically damped case. The modal damping values are obtained with the aid of the frequency domain modulus of the roof-to-basement transfer function and the resonant frequencies of the structure (peaks of the transfer function) as well as the modal participation factors and mode shapes of the undamped structure. The assumption is made that the modulus of the transfer function of the non-classically damped structure matches the one of the classically damped structure in a discrete manner, i.e., at the resonant frequencies of that function modulus. This proposed approximate identification method is applied to a number of plane building frames with and without pronounced non-classical damping under different with respect to their frequency content earthquakes and its limitations and range of applicability are assessed with respect to the accuracy of both the identified damping ratios and that of the seismic structural response obtained by classical mode superposition and use of those identified modal damping ratios.     

青藏高原东北缘特提斯构造域界线的探讨

东特提斯构造域北界的确定不仅可以约束构造域的范围及演化,而且对于约束中国各陆块的原始构造归属也有着非常重要的意义.本文将从地球化学角度对这一科学问题进行探讨.祁连造山带早古生代蛇绿岩单元内枕状玄武岩的元素、Sr-Nd-Pb同位素组成系统研究表明：其地幔源区的Nd和Pb同位素组成均表现出印度洋MORB型同位素组成特征;枕状玄武岩（△^207Pb/^204Pb）t变化范围为9.1～24.3（平均值为14.7）,（△^208/^204Pb）t变化范围为9.1～101.1（平均值55.3）;与古特提斯和新特提斯蛇绿岩具有一致的同位素组成.因此,祁连造山带古洋幔应属于原特提斯构造域.纵观中国境内的特提斯构造域蛇绿岩的分布特征可知：该构造域表现出自北而南变年轻的时空演化规律,从而说明中央造山带的动力学过程也应纳入冈瓦纳大陆裂解和亚洲增生的总动力学系统之中.     

中国西北地区南华纪—古生代构造重建及关键问题讨论

中国西北是古亚洲构造域和特提斯构造域共同作用的地区,南华纪—古生代时期经历了复杂的洋-陆演化过程,诸陆（地）块于三叠纪基本拼贴就位,奠定了中生代以来陆内盆山演化的基础。但对于西北地区南华纪—古生代时期古亚洲洋盆最终关闭的时限、位置,以及秦祁昆古生代造山带属于特提斯构造域还是古亚洲构造域等重大区域地质问题目前仍存在较大争议。文章在最新地质填图的基础上,通过对沉积建造、岩浆建造、变质变形等的综合分析,将西北地区南华纪—古生代的构造单元厘定为3个洋板块、4个弧盆系和2个陆（地）块群等9个二级、46个三级和112个四级构造单元,力图刻画消失的大洋盆地的残留组成和诸陆（地）块的边缘增生结构。结合古地磁、生物古地理研究成果,恢复了古生代不同时期西北洋-陆系统在全球的位置,讨论了洋盆消减、诸陆（地）块拼贴的过程。      

柴达木盆地西南区震积岩的发现及其引发的勘探启迪

随着勘探和开发的需要,岩性油气藏成为柴达木盆地西南区石油勘探的一个重要领域,然而由于受多期的构造叠加改造,致使柴达木盆地西南区岩性油气藏分布规律不清,勘探接替领域不明确。笔者通过研究发现,由于受盆缘及其北西向二级断裂的影响,盆地西南区地震活动强烈,深、浅层均发现一系列与地震有关的震积岩,可见阶梯状小断层、液化砂岩脉、振动液化卷曲变形构造、砂火山、火焰状构造、假结核、震积砂枕、震积砂球构造、串珠状构造及震褶层等原地震积岩的软沉积物变形特征,另外可见地震引起的重力滑塌或泥石流形成的滑塌构造和角砾岩化变形特征,诸如震裂岩、震塌岩、自碎屑角砾岩、液化角砾岩、内碎屑副角砾岩等异地震积岩。事实上这些震积岩能够极大地改善储集层渗透性,使渗透率大幅度增加,为油气勘探和开发提供了新的视角和领域。更为重要的启迪是形成震积岩的古地震具有重要的触发机制,很容易引起三角洲前缘相的岩性发生滑塌,进而形成滑塌扇、浊积等一系列沉积现象,这种储集体将成为油田储量增长的新亮点,本着这种思想,笔者通过叠前地震多属性的预测及先进的叠前AVO反演预测,在柴达木盆地西南区跃东斜坡带发现这种滑塌体的存在,并建立了相应的沉积模式图。这样将可能突破以往该区"...     

压力型锚索力学机理现场试验研究

通过现场试验研究了岩质边坡中压力型锚索的受力和破坏机理。试验锚索采用130 mm孔径,6束标准钢绞线,符合实际工程的常用锚索规格。严格控制锚固段与非锚固段尺寸,设置了不同的锚固段长度用以研究锚索的抗拔力学性能。试验获得了岩质条件下足尺压力型锚索的荷载位移全曲线。用应变砖测试了锚固段注浆体在受力过程中的应变规律,测试结果与理论计算的结果吻合。对试验结果进行分析发现,在较软岩条件下,试验锚索的最佳锚固长度在2 m左右。压力型锚索的位移延性性能非常优秀,在锚索整体位移较大时还能维持较高的承载力,可以提供良好的破坏预警。根据实测的轴向应变发现,随着锚固长度的增加,应力传递长度也略有增加。提出压力型锚索的破坏要经历局部塑性,整体塑性两个阶段。     

青藏高原三维变形运动学的时段划分和新构造分区

青藏高原形成至今经历了4个互有叠接的构造期。α期以南北缩短和向北推移为主,主要发生在45～35 Ma期间,β期表现为长周期缓慢隆升,在35～5.3 Ma期间占主导地位;γ期为短周期快速隆升阶段,自5.3Ma开始,3.0 Ma以后逐渐达到高峰;δ期以东西向伸展变形为特征,3.0 Ma以前出现在喜马拉雅地区,3.0 Ma以后遍及整个高原.第四纪以后表现为占主导地位的变形运动形式。根据γ期和δ期构造变动在空间和时间上的不均匀性,把青藏高原划分为西藏、羌塘和柴达木3个构造域。     

粉砂质板岩力学特性及各向异性特性

为研究鄂西北地区板岩的力学特性及各向异性特征,开展了志留系粉砂质板岩的单轴压缩和巴西劈裂试验,分析了试样的力学特性和各向异性特征以及在不同荷载作用下的变形破坏模式,揭示了不同破坏模式的力学机制,并通过数值分析研究了不同板理面角度板岩边坡破坏模式及力学机制。研究结果表明,粉砂质板岩中的板理面是影响岩体力学行为的弱面,使得粉砂质板岩表现出明显的各向异性的特征。在单轴压缩条件下,粉砂质板岩在垂直板理面方向比平行板理面方向更易变形,变形量更大;平行板理面方向加载时试样破坏类型为竖向劈裂型张拉破坏,其实质是压杆失稳;垂直板理面加载时试样的破坏类型为穿切板理面的劈裂型剪切破坏;所测得的力学参数各向异性也较明显。在劈裂荷载作用下,粉砂质板岩的破坏模式主要有张拉劈裂破坏和沿板理面剪切破坏两种,所得抗拉强度在平行板理面方向上最大,在垂直板理面方向上最小,两个方向上的抗拉强度均小于抗压强度。由于板理面间的抗拉强度极低,在受到与板理面呈小角度相交的劈裂荷载作用时,容易产生沿板理面的张拉劈裂或拉剪破坏,在实际工程中应尽量避免板理面间的受拉破坏和沿板理面的拉剪破坏。在边坡工程中,板理面倾向、倾角对边坡破坏模式及力学机制有较大影响,边坡防护治理需充分考虑这一影响。上述研究为粉砂质板岩区岩质边坡防护治理以及其他岩石工程设计与施工提供理论依据与技术基础。     

竖向地震下双塔连体建筑的分析和设计

首先输入多条实际竖向地震记录,用时程分析考察了塔楼高度和连体跨度不同的多个算例。然后将其抽象成塔楼和连体桁架组成的双自由度体系,运用频域分析方法,得到竖向地震作用的变化规律：11随着桁架对塔楼频率比增加,连体地震放大作用越明显;2）当连体对塔楼质量比较小且两者频率比相近1,连体地震反应进一步加强。现行抗震规范的重力系数法提出的大跨度结构竖向地震的实用计算公式对于本文研究结构并不完全适用。提出考虑塔楼和桁架协同地震作用的实用算式,并对一个超高层工程实例进行竖向地震作用分析,与时程分析结果吻合较好。     

绕射波逆时偏移成像方法研究

地震剖面中的绕射点反应地下断层、尖灭、溶洞等不连续体的位置信息,因此绕射波对于实现小尺度构造的精细成像具有重要意义.基于逆时偏移的绕射波成像方案包括乘法成像条件法和倾角域拾取法.乘法成像条件利用正\负倾角构造剖面相乘实现绕射点的定位,倾角域拾取法则根据绕射波能量在角度域的特征进行拾取.其中,通过Hilbert变换和伴随波场的延拓可以实现波场的方向分解,从而实现单一倾向构造的成像并改善倾角道集的质量.本文也对无需方向分解的正\负倾角构造成像公式进行了推导.逆时偏移作为一种全波成像方法,所得剖面本身包含绕射点信息,因此本文通过图像处理方法提取绕射点位置.这一方法具有成本低、扩展性强、可对剖面做局部化处理的特点.