潜水层一体化降水回灌设计方法研究

将降水工程抽取的地下水进行资源性回灌是高渗透性富水地层地下水控制中保护地下水资源的一种有效选择。当回灌场地受限离降水影响区域不够远时,降水与回灌可能存在耦合作用。基于潜水完整降水-回灌井群的浸润线方程,建立了一体化降水回灌井点群系统等流量近似理论解和等效大井近似理论解公式,并进行了误差分析。以北京某基坑工程为例,一体化降水回灌工程的近似理论解、数模分析、流量实测三者结果能互相符合,验证了公式的可靠性。给出了应用公式进行场地受限条件下一体化降水回灌设计问题的求解思路、求解步骤,建立了潜水完整井的一体化降水回灌设计方法。     

利用趋势化随机参数场的地下水流数值模拟优化方法

水文地质参数场的刻画是建立地下水流数值模拟模型的关键问题和难点问题。通常来讲,参数场合理性程度越高,模型拟合精度越高。本次研究将随机方法和参数空间分布表达进行结合,提出了趋势化随机参数场的构建方法。以渗透系数为研究对象,首先利用MCMC采样和样本数据特征确定水文地质参数的基本数据结构,进而根据样本空间分布特征对其进行趋势化处理,最终形成趋势化的渗透系数场。通过算例分析,利用趋势化处理后的渗透系数场能够大幅提高模拟精度,相比传统赋均值方法其误差可降至原来的1/3。在北京大兴跌隆起地区进行的实例应用说明,趋势化渗透系数场对提升岩性粒径较大(中砂以上)地区模拟精度效果显著,案例中粗砂区域渗透系数经趋势化处理后平均拟合误差由2.76 m下降至0.64 m;而对岩性以细砂及以下粒径为主的区域模拟精度提升并不明显。总体来说,该方法可为地下水流数值模型的优化提供借鉴,提升模型拟合精度,从而更加合理地刻画地下水流系统。     

基于转移概率地质统计的淮南顾桥矿区松散层含水介质刻画

含水介质的空间分布及其非均质性对地下水流和溶质运移有着重要的影响。以淮南顾桥矿区作为研究对象,为了刻画矿区松散层含水介质的空间分布,使用转移概率地质统计方法建立含水介质的随机模型,对矿区水文地质结构的空间连续性和空间变异性进行表征;并将随机模拟得到的顾桥矿区含水介质剖面图与矿区原始水文地质剖面进行对比。结果表明,基于转移概率地质统计模拟方法可以比较准确地刻画矿区的水文地质结构;模拟剖面与原始水文地质剖面的比较显示模拟结果与实际含水介质空间分布情况有较好的一致性,转移概率地质统计方法在对含水介质非均质性刻画中具有较好的适用性。     

组合薄板状导体的地-井瞬变电磁异常理论计算

地-井瞬变电磁法(SHTEM)是指场源在地面激发, 接收线圈在钻井中观测瞬变响应, 用以勘查深部矿产资源的勘探方法. 从等效涡流环方法原理出发, 计算了等效涡流环与Rx之间的互感系数以及感应电压. 通过建立组合薄板导体的数学模型, 计算模拟地下存在多个薄板状良导体组合情况下的起响应叠加场, 以研究组合导体的地-井瞬变电磁异常响应, 并分析这些异常响应的特征及规律. 认为钻孔在距离多个组合薄板状矿体较近的情况下, 通过地-井瞬变电磁测量能够进行分辨.     

雄安新区vS30经验估计研究

选用国际最常见的v_S30经验估算模型(常速度外推模型、速度梯度外推模型、双深度参数模型),利用雄安新区435个剪切波速剖面达30 m的钻孔数据,计算估算值v_SE30和实测值v_S30的相关性、v_SE30的相对误差,验证经验估算模型的适用性。结果表明：双深度参数模型不需要对大量场地数据做回归分析,没有区域依赖性,准确度也有显著提高。该模型更适用于雄安新区工程建设中v_S30的确定。     

青海玛多M7.4地震中野马滩大桥地震动特征初判

2021年5月22日青海省玛多县发生M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩大桥和野马滩2号桥发生落梁破坏.中国地震局公布的地震烈度表明野马滩大桥处的地震烈度为Ⅸ.然而野马滩大桥附近无强震台站,未能记录到大桥附近的加速度时程,这也阻碍了野马滩大桥在地震作用下破坏机理的研究.因此,本文尝试采用经验格林函数方法、并参考医学上自身异位皮肤移植的理念,尝试评估野马滩大桥处的地震动的主要特征[包括地震动峰值加速度(PGA)的可能的取值范围和加速度时程],并与已公布的玛多地震的地震烈度、中国地震烈度表(GB/T17742—2020)、第五代地震动区划图(GB18306—2015)中的设计反应谱进行对比.结果表明:(1)本文得到的PGA的取值范围(320~620 cm/s²)与中国地震烈度表(GB/T17742—2020)中地震烈度为Ⅸ区内的PGA的取值范围(402~830 cm/s²)匹配程度较好;(2)本文合成的地震动反应谱与第五代地震动区划图中,野马滩大桥处的极罕遇地震动的加速度设计反应谱整体匹配较好,表明本文合成的加速度时程可以造成野马滩大桥落梁破坏.研究表明本文给出的野马滩大桥附近的地震动强度特征具备一定的参考价值,可作为野马滩大桥处的加速度时程输入,为研究该桥的坍塌机理提供数据支持.     

Determination and application of path duration of seismic ground motions based on the K-NET data in Sagami Bay,Japan

Duration models are one of the important parameters in ground-motion simulations. This model varies in different study areas, and plays a critical role in nonlinear structural response analysis. Currently, available empirical models are being globally used in ground-motion simulations, with limited research focusing on path duration in specific regions. In this study, we collected 6,486 sets of three-component strong-motion records from 29 K-NET stations in the Sagami Bay, Japan, and its surrounding areas between January 2000 to October 2018. We extracted the effective duration of 386 pieces of ground-motion records by manually picking up the S-wave arrival time and calculating the significant duration. We then obtained the path duration model of the study area based on the empirical equation of dynamic corner frequency and source duration of [7]. Compared with the results of the available empirical models, the Fourier spectrum of the simulated ground motion from our effective duration model showed higher accuracy in the long-term range, with less fitting residuals. This path duration model was then applied to simulate two earthquakes of M_W5.4 and M_W6.2, respectively, in the region using the stochastic finite-fault method with a set of reliable source, path, and site parameters determined for the study area. The simulation results of most stations fit well with observation records in the 0–30 Hz frequency band. For the M_W5.4 earthquake, the simulated ground motions at KNG005/KNG010/SZO008 stations were relatively weak in the mid to high frequency band (1–30 Hz) because the quality factor and geometric diffusion model used in the simulation were the averages of the entire Sagami Bay region, causing a bias in the results of a few stations owing to local crustal velocity anomalies and topographic effects. For the M_W6.2 earthquake, the simulated ground motions were relatively weak at all SZO and TKY stations, mainly because of the close distance from these stations to the epicenter and the complex seismic-wave propagation paths. The analysis suggests that the differences between the simulation results of the two earthquakes were mainly related to complex geological conditions and seismic-wave propagation paths.     

冻融循环对青藏红黏土物理力学性质影响试验研究

以红黏土为研究对象,使土样在封闭系统下进行不同次数的冻融循环作用,对冻融循环后的冻结土样进行粒度成分和物理力学性质测试,研究不同次数冻融循环作用下冻结红黏土粒度成分和物理力学性质的变化规律。结果表明：粉粒组和黏粒组质量含量受冻融循环作用次数影响较大。红黏土中颗粒在前10次冻融循环过程中向粒径小于0.001 mm及粒径在0.01~0.05 mm范围富集;冻融循环10次之后,随冻融循环次数的增加,粒径范围在0.002~0.005 mm的土颗粒含量明显增加,粒径范围在0.01~0.05 mm的土颗粒含量明显减小,其他粒径范围的土颗粒含量基本不受冻融循环次数的影响。红黏土的液、塑限大体上随冻融循环次数的增加而增加。冻融循环作用对红黏土等效黏聚力强度影响较明显,冻融循环作用10次以内红黏土等效黏聚力强度变化较大,在红黏土地区新修路基应考虑冻融循环作用引起的附加沉降影响。建议采用维亚洛夫或吴紫汪长期强度预报方程预测红黏土长期等效黏聚力强度。     

基于等效地球半径和地形的电磁波覆盖范围分析

针对电磁波覆盖范围分析的研究现状,文章研究了计算和分析相对简便的等效地球半径法:介绍了等效地球半径的定义及确定方法,探讨了基于等效地球半径和地形的电磁波覆盖范围分析方法,并基于投影原理分析了等效地球与实际地球的投影,实现了电磁波覆盖范围的高效分析及结果的精确可视化。     

GNSS/里程计组合定位抗差估计法

利用Kalman滤波进行GNSS/里程计组合定位难以实现两种传感器的最优利用。针对轮轨相对运动时里程计数误差增大的情况,提出了对GNSS位置导出里程、速度导出里程和里程计输出里程使用抗差最小二乘求取最优里程;并使用中位数求取抗差迭代初值。增加GNSS测速里程观测值,提高了观测冗余,有利于计算抗差初值。抗差等价权能够平衡3种观测值的比重,增强鲁棒性。计算结果表明,引入速度信息的抗差解法优于单一传感器定位解;也优于传统滤波解法。