金川—芦山—犍为剖面重力异常和地壳密度结构特征

重力剖面金川—芦山—犍穿越芦山震区,近垂直于龙门山断裂带南段,长约300km,测点距平均2.5km,采用高精度绝对重力控制下的相对重力联测与同址GPS三维坐标测量,获得了沿剖面的自由空气异常和布格重力异常,并对布格重力异常进行了剩余密度相关成像和密度分层结构正反演研究.结果表明,芦山地震所在的龙门山断裂带南段存在垂直断裂走向的宽广的巨型重力梯级带,重力变化达252×10-5 m·s-2以上(龙泉山以西),反映出四川盆地与松潘—甘孜地块地壳厚度陡变(约14.5km)性质;四川盆地与松潘—甘孜地块过渡区(龙门山断裂带与新津—成都—德阳断裂之间)存在(30~50)×10-5 m·s-2的剩余异常"凹陷",可能与上地壳低密度体、山前剥蚀与松散堆积和推覆体前缘较为破碎有关;剩余密度相关成像显示地壳密度呈现分段性特征,在芦山地震位置出现高低密度变化;地壳呈现三层结构,四川盆地上、中、下地壳底界面平缓,反映其稳定阻挡作用,而松潘—甘孜块体上、中、下地壳底界面明显往盆地逐步抬升,反映出青藏高原往东的强烈挤压作用;松潘—甘孜块体往东推覆变形主要集中在上地壳范围内,推覆深度随离龙门山断裂带愈近而越浅.本文通过对密度分布及结构特征的研究,分析了芦山地震及龙门山地区地壳构造背景和当前活动性的深部动力环境特征.     

顾及多方向观测值权比反演地球重力场的动力积分法

考虑到不同坐标系下各个方向观测值对反演地球重力场的频谱贡献不同,建立了顾及多方向观测值权比的动力积分法,并利用该方法反演了高精度的GOCE HL-SST卫星重力场模型.首先,分析了不同坐标系下各个方向观测值与地球重力场信息的响应关系,其中惯性系(IRF)下X、Z方向的观测值分别对扇谐系数、带谐系数最为敏感,Z方向的解算精度在全频段均略高于X、Y方向;地固系(EFRF)下各个方向的独立解算精度均与能量守恒法的解算精度相当;局部指北坐标系(LNOF)下X、Z和Y三个方向的解算精度依次递减,且Y方向在47阶附近有明显"驼峰"现象.其次,比较了不同坐标系下顾及三个方向观测值权比的加权解算模型,其中加权联合解算模型精度在20至70阶次均明显优于等权解算模型,在带谐项和共振阶次精度提升明显,且LNOF下的加权联合解算精度要优于IRF和EFRF.最后,比较了GOCE和CHAMP卫星的模型解算精度,采用本文计算方法,仅利用2个月GOCE轨道观测值解算的模型精度优于包含更长观测时段信息的AIUB-CHAMP01S和EIGEN-CHAMP03S模型,且略优于ASU-GOCE-2months模型.     

Quantitative failure metric for gravity dams

Quantitative failure monitoring is a critical tool for safety assessment of concrete dams. This includes damage occurrence, intensity, location, number, size, and propagation pattern. Such an assessment is essential for a quantifiable prioritization of repair and will thus reduce overall cost and improve safety. This paper will address this timely topic through the nonlinear transient analysis of a dam and failure will be ascertained through a multi‐scale damage index. A damage‐plastic model for mass concrete is used, Drucker‐Prager elasto‐plastic one for the foundation, and infinite elements are used for far‐field boundaries. Water‐dam interaction is accounted for through fluid finite elements. It is determined that the proposed damage indices can indeed provide a quantitative metric for the degree of failure in gravity dams in terms of the input dynamic motion. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Effect of gravity framing on the overstrength and collapse capacity of steel frame buildings with perimeter special moment frames

This paper investigates the effect of the gravity framing system on the overstrength and collapse risk of steel frame buildings with perimeter special moment frames (SMFs) designed in North America. A nonlinear analytical model that simulates the pinched hysteretic response of typical shear tab connections is calibrated with past experimental data. The proposed modeling approach is implemented into nonlinear analytical models of archetype steel buildings with different heights. It is found that when the gravity framing is considered as part of the analytical model, the overall base shear strength of steel frame buildings with perimeter SMFs could be 50% larger than that of the bare SMFs. This is attributed to the gravity framing as well as the composite action provided by the concrete slab. The same analytical models (i) achieve a static overstrength factor, Ω_s larger than 3.0 and (ii) pass the collapse risk evaluation criteria by FEMA P695 regardless of the assigned total system uncertainty. However, when more precise collapse metrics are considered for collapse risk assessment of steel frame buildings with perimeter SMFs, a tolerable probability of collapse is only achieved in a return period of 50 years when the perimeter SMFs of mid‐rise steel buildings are designed with a strong‐column/weak‐beam ratio larger than 1.5. The concept of the dynamic overstrength, Ω_d is introduced that captures the inelastic force redistribution due to dynamic loading. Steel frame buildings with perimeter SMFs achieve a Ω_d > 3 regardless if the gravity framing is considered as part of the nonlinear analytical model representation. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

中国大陆西部重力场变化与强震危险性关系

本文基于中国大陆西部流动重力测量获得的区域重力场变化数据, 尝试对其进行多种位场变换, 在一定空间尺度约束下定义了6种区域重力场变化指标量. 在此基础上, 以中国大陆2002年、 2005年和2008年等3期数据为研究对象, 计算并统计了中国大陆西部M_S≥6.0地震震中位置处震前重力场变化及各种导出参数值, 尝试初步构建以地震预报为目的的地震重力学科指标体系参数. 研究结果表明, 震前区域重力场变化与地震发生位置没有显著的统计关系, 但是重力场变化的垂直梯度和解析信号模量具有一定的地震预报意义, 适合作为地震前兆异常使用.      

沂沭断裂带重力场及地壳结构特征

沂沭断裂带为郯庐断裂带山东段,新构造运动显著,是华北地区的强震活动带之一。文中收集了该地区的布格重力数据,利用小波多尺度分析方法对重力场进行有效分离,研究区域地壳结构特征及断裂空间展布,并应用Parker变密度模型对区域莫霍面进行反演分析,得到以下几点结论:1)重力区域场显示,沂沭断裂带形成了NNE走向的大型重力梯度带,分隔了鲁西、鲁东地块,成为区域内重要的地球物理分界线。2)重力局部场显示,中上地壳结构复杂,沂沭带内部呈现两堑一垒的重力异常格局,5条主干断裂形成线性梯度带分布于东、西地堑内,鲁西块体的多条NW向活动断裂交切于沂沭断裂带,多数断裂只交切于西地堑,而蒙山山前断裂和苍尼断裂横穿沂沭断裂带;下地壳结构相对简单,发生明显的褶曲构造,表现出大规模高、低密度异常相间排列的典型特征。3)区域莫霍面形态东高西低,沂沭断裂带形成了莫霍面陡变带,造成了东西分异格局,潍坊东—莒县—临沂一线出现莫霍面上隆区,具有强震发生的深部孕震环境。4)区域内地震多发于高、低重力异常转化带之间,特别是活动断裂对应的重力梯度条带之上,地震的发生与断裂活动有着密切的关系,沂沭断裂带地震活动性最强,且东地堑强于西地堑。     

金融空间联系及K-means聚类中心等级识别研究——以长三角为例

以2001年、2006年、2011年长三角城市金融机构人民币存款、贷款额数为样本,构建金融空间联系模型,定量分析长三角城市金融空间联系分异特征。在此基础上构建K-means金融中心等级识别模型,识别长三角城市金融中心等级。研究表明：① 2001-2011年长三角城市金融“质量”空间趋势较为稳定,总体呈现东部高于西部,中部高于南、北部的倒U形分布。② 金融空间联系最大引力线联结格局较为稳定。③ 金融空间联系网络结构格局变化显著,主要从简单的“折线型”空间结构逐渐发展成简单的、复杂的“网络型”空间结构。④ 长三角金融城市中心等级空间分布格局稳定,以上海市金融中心最为突出。     

一种基于植被指数-地表温度特征空间的蒸散指数

利用遥感获取的植被指数和地表温度信息,进行地表能量和水分平衡过程研究是目前陆表过程研究的前沿。根据地表能量和水分平衡原理,对地表温度(Ts)、植被指数(VI),地表蒸散发(ET)之间的空间关系进行了分析,并基于假设条件,构建了温度植被蒸散指数(TVETI)。为验证TVETI表征地表蒸散的能力,利用环境卫星数据和SEBAL模型,对SEBAL模型中各能量通量构建的蒸散指数与TVETI进行线性回归分析,从2012年4~9月6个不同日期的确定性系数分别为:0.838、0.935、0.912、0.921、0.926、0.825, TVETI能很好的表征地表蒸散能力。通过对SEBAL模型估算的ET和TVETI估算的ET进行交叉验证发现,两者大小一致性显著, TVETI可以实现区域尺度地表蒸散发的快速估算。     

TRMM降水数据的空间降尺度方法研究

以天山中段为研究区,以降水与高程（DEM）、植被指数（NDVI）、坡向（Aspect）、经纬度与之间存在的相关关系为基础,构建了TRMM卫星3B43降水数据与NDVI、DEM和坡向等相关因子的回归模型,对TsHARP统计降尺度算法引入DEM和局部Moran指数进行改进,得到2001~2006年研究区的250 m高分辨率降水空间分布数据。最后利用研究区气象站点降水数据对降尺度结果进行验证,得出降尺度的结果和实测值的误差明显小于原始降水数据和实测值的误差,年均降水最大改善程度是70 mm,因此构建的降尺度方法是合理可行的,可用于山区降水数据的降尺度研究。     

卫星气候数据集的应用研究与发展分析

卫星气候数据集是卫星气候研究的基础。在规范卫星气候数据集基本概念的基础上,针对现有基本气候数据集（FCDR）和专题气候数据集（TCDR）的分类方式,无法反映卫星气候数据特点的问题,认为应将专题气候数据集进一步划分为单一遥感仪器专题气候数据集、多种遥感仪器融合专题气候数据集及卫星与多源资料融合专题气候数据集等几类。这种分类方法便于用户更好地了解和使用卫星气候数据。然后,重点围绕基本气候变量和基本卫星气候变量含义、卫星气候数据集生产规范、国内外主要卫星气候数据生产计划等方面,综述了卫星气候数据集建设及规范化生产已取得的最新研究进展。在此基础上,分析了卫星气候数据集建设和应用中存在的主要问题,展望了卫星气候数据集发展,同时对我国卫星气候数据集建设提出具体建议。