中国南北地震带北段近期地应力场动态演化特征与地震活动之关系

分析了南北地震带北段多年来应力场的动态变化特征，并结合其他前兆手段观测资料研究了应力场动态变化与地震活动的关系，探讨了应力场变化的动力成因和利用其进行地震预测的可能性。     

基于动力学震源模型的三维沉积盆地直下型断层地震动模拟

沉积盆地与近断层地震共同作用会增加地震破坏的风险水平,尤其是盆地下方直下型断层发震情况。采用动力学震源模型刻画断层破裂发震过程,开展沉积盆地直下型断层谱元法地震动模拟研究,探讨不同断层面初始剪应力和成核区位置下三维沉积盆地地表响应规律。研究结果表明,断层面应力降对盆地地表地震动的影响显著,在断层面强度一定的情况下,随着初始剪应力的增大,即应力降增大,盆地地表峰值响应增大,原因在于应力降的改变影响了断层破裂释放能量,进而引起断层破裂速度改变,最终导致盆地地表响应发生变化;改变断层面成核区位置会对盆地内部地震动分布规律产生影响,当成核区位置从断层中间向断层左侧移动时,盆地左侧地震动逐渐减小,而右侧地震动逐渐增大,最终表现为盆地右侧地震动显著高于盆地左侧,原因在于改变成核区位置后,导致近断层地震动的方向性效应发生变化。     

2008汶川Ms8.0地震发生的深层过程和动力学响应

汶川Ms8.0强烈地震发生在一条现今并不活动的龙门山构造带上,造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡.然而强烈震发生前却未见有可能的确切征兆或浅表层异常活动,即浅层过程与地震发生的深层过程并不匹配.为此对这次强烈地震"孕育"、发生和发展的深层过程进行了分析和探讨,初步研究表明:①在印度洋板块与欧亚板块陆—陆碰撞、挤压作用下,喜马拉雅造山带东构造结向NNE方向顶挤、楔入青藏高原东北缘,迫使高原深部物质向东流展,在受到以龙门山为西北边界的四川盆地阻隔下,一部分物质则转而向东南侧向运移;②龙门山地带在地形上差达3500±500m左右,而地壳厚度在龙门山西北部为60±5km左右,四川盆地为40±2km左右,而龙门山地带与其东、西两侧相比则为地壳厚度变化幅度达15～20km的突变地域,即为应力作用的耦合地带;③中、下地壳和地幔盖层物质以地壳低速层、低阻层(深20～25km)为第一滑移面,以上地幔软流层顶面为第二滑移面,且在四川盆地深部"刚性"物质阻隔下,深部壳、幔物质以高角度在龙门山构造带和四川盆地的耦合地带向上运移(或称逆冲),且在龙门山地表三条断裂构成的断裂系向下延伸到20km左右深处汇聚,二者强烈碰撞、挤压、震源介质破裂;在物质与能量的强烈交换下,应力得到释放,故形成了这次Ms8.0强烈地震.为此从深部初步揭示了这次强烈地震"孕育"、发生和发展的深层动力过程.     

A parallel dynamic programming algorithm for multi-reservoir system optimization

This paper develops a parallel dynamic programming algorithm to optimize the joint operation of a multi-reservoir system. First, a multi-dimensional dynamic programming (DP) model is formulated for a multi-reservoir system. Second, the DP algorithm is parallelized using a peer-to-peer parallel paradigm. The parallelization is based on the distributed memory architecture and the message passing interface (MPI) protocol. We consider both the distributed computing and distributed computer memory in the parallelization. The parallel paradigm aims at reducing the computation time as well as alleviating the computer memory requirement associated with running a multi-dimensional DP model. Next, we test the parallel DP algorithm on the classic, benchmark four-reservoir problem on a high-performance computing (HPC) system with up to 350 cores. Results indicate that the parallel DP algorithm exhibits good performance in parallel efficiency; the parallel DP algorithm is scalable and will not be restricted by the number of cores. Finally, the parallel DP algorithm is applied to a real-world, five-reservoir system in China. The results demonstrate the parallel efficiency and practical utility of the proposed methodology.     

重载铁路水泥改良膨胀土路基填料动弹模量及阻尼比研究

动弹模量与阻尼比是土动力学分析中的重要力学参数,考虑重载铁路荷载特征定量分析水泥改良膨胀土的动模量和阻尼比的较少。依托蒙西至华中地区铁路煤运通道(简称蒙-华铁路)工程为背景,采用南阳邓州市大山寨膨胀土,通过在不同频率、围压、固结比及动应力幅值下的持续振动三轴试验,研究了水泥掺量3%和5%水泥改良膨胀土的动弹模量及阻尼比,并与膨胀土素土进行对比分析。结果表明:水泥掺量3%和5%改良膨胀土的最大动弹模量约为膨胀土素土的3~4倍;在动弹模量-应变曲线中,动应变小于0. 002时表现为陡降段,动弹模量随动应变增长降幅达70%,而动应变大于0. 002时降幅较小,动弹模量随动应变增长趋于稳定;动弹模量随围压、频率、水泥掺量增加而增大,阻尼比随围压、固结比增加而减小;低应变水平下,固结比与动模量成正相关关系,高应变水平下,固结比与动弹模量成负相关关系。同时,对动弹模量及阻尼比进行了归一化分析,建立了估算动弹模量及阻尼比的经验公式。     

台风"云娜"的热动力结构模拟试验研究

对2004年8月登陆我国的台风"云娜"的热动力结构及其演变进行了数值模拟。试验从大尺度环境场、台风中尺度动力和热力场三维结构、台风云雨特征等多角度,对模拟结果与实际观测进行了对比。结果表明,模式不仅较准确地再现了台风登陆前24h移动和演变的全过程,在移向、移速和登陆时间、地点上与实况十分接近,而且对台风系统中尺度结构、云雨特征的模拟与分析场及卫星观测也有较好的一致性。采用的模拟工具是新开发的双重嵌套AREM模式,该模式是静力模式,但对台风仍有较强的模拟能力。此外,本试验无任何人为台风模型的嵌入是其中的一个特点,从而增加了试验的可信度。     

利用ARC/INFO进行三维地形模型的建立、处理和动态模拟

介绍了利用 ARC/ INFO建立三维地形模型的方法 ,以及利用其新版本的部分新功能处理三维地形模型、进行动态模拟的方法 ,与以往处理三维模型必须借助外部三维图形开发软件包的方法相比 ,具有高速、灵活、可视性强、支持强大分析功能等优点。形成的三维模型可随时与 ARC/ INFO的其它数据模型交换信息 ,与外部进程实时通讯 ,为使用者提供了二维分析工具所不能提供的信息 ,为开发视景仿真系统等与表面分析、立体显示有关的应用系统提供了强有力的支持。     

碎石桩加强夯处理饱和软弱地基试验研究

在地基处理中,碎石桩和强夯各有其优点,在进行特殊工艺组合:碎石桩加强夯,对于处理要求较高的饱和软弱原土基是非常有利的。碎石桩施工后桩间土的标贯试验、干密度、压缩模量、载荷试验表明:表部1.0～2.0m范围的土层的物理力学性质变差,2.0m以下的土层物理力学性质有所加强。强夯试验确定了强夯施工参数,夯后原土标贯试验、干密度、压缩模量、密实度检测和面层载荷试验表明地基土层的工程性质得到了显著提高,完全满足设计要求,起到了良好的处理效果。     

Dynamic response of partially sealed circular tunnel in viscoelastic saturated soil

Based on Biot's wave equation, dynamic response of a circular tunnel with partially sealed liner in viscoelastic saturated soil is investigated. By introducing two scalar potential functions, the analytical solutions of stresses, displacements and pore pressure induced by axisymmetric gradually applied step load are derived in Laplace transform domain. Numerical results are obtained by inverting Laplace transform presented by Durbin and used to analyze the influences of partial permeable property of boundary and viscoelastic damping coefficient of soil on dynamic response of the tunnel. It is shown that the attenuation of radial displacement appeared with the increase of viscoelastic damping coefficient of soil, and relative rigidity of liner and soil, and the influence of partial sealing property of boundary on stresses, displacements and pore pressure is remarkable. The available solutions of permeable and impermeable boundary conditions are only two extreme cases of this paper.     

地层大起伏场地微动波动力和时间特性研究

场地的微动波特征在一定程度上能够反映地层结构的地质信息,近年来在工程地质勘察中得到应用,但关于微动波产生的机理及与地层结构的关系,还有待于深入研究。选择地层大起伏实际场地作为研究对象,对场地进行大量的微动波观测,采用H/V谱比法进行数据的处理与解译,研究地层大起伏场地覆盖层厚度的变化对微动波动力特性和时间特性的影响。研究结果表明随着场地覆盖层厚度的减小,场地H/V谱形态由明显的单峰转变成双峰,最终转变成峰值平台,峰值的范围和频率逐渐增大,而峰值谱比逐渐下降。H/V谱形态出现频率值较高,范围较大的峰值平台,这对于自振频率相对较高的低层建筑物的抗震极为不利,在地震灾害评估的研究中应给予足够的重视。