三维复杂地壳结构非线性走时反演

中国大陆中西部乃至全球造山带普遍具有复杂地壳结构.随着矿产资源勘探和深部探测研究的深入,探测造山带及盆山耦合区下方地壳精细结构正逐渐成为当前面临的巨大挑战.人工源深地震测深方法正越来越清晰地揭示出不同构造域地壳速度结构的基本特征,然而传统的层状结构模型参数化方法难以准确描述复杂地质模型,通常情况下多忽略速度结构的精细间断面且采用层边界平滑处理,难以满足地壳精细结构成像的发展要求.针对上述困难,本文采用最近发展的块状结构建模方案构建三维复杂地壳模型,基于逐段迭代射线追踪正演走时计算方法,推导了走时对三角形界面深度以及网格速度的偏导数,开展了非线性共轭梯度走时反演方法研究.发展了利用直达波和反射波等多震相走时数据对界面深度和网格速度的多参数联合反演方法,并引人不同种类震相数据的权系数和不同类型参数偏导数归一化的方法.数值算例表明,基于块状结构的非线性共轭梯度走时反演方法适用于复杂地壳结构模型,在利用人工源走时数据反演复杂地壳精细结构领域具有良好的应用前景.     

基于共轭梯度搜索的病态问题处理方法

在最小二乘平差准则基础上,把病态平差问题转化为无约束的二次规划问题,并利用优化理论分析病态对平差解的影响。通过共轭梯度搜索算法在可行域中寻找最优步长因子,自动寻找最速下降方向,并给出迭代初值的设置方法。分析近似计算中病态问题与局部最优解的关系,讨论局部最优解的快速迭代方法,并通过实例验证算法的有效性,计算迭代的速度。由于整个过程没有对法方程系数矩阵进行求逆计算,该算法可用于处理大规模系数矩阵高病态的平差问题。     

2014年鲁甸6.5级地震成因、破裂特征和余震分布特征的库仑应力作用

根据2014年鲁甸M_S6.5地震的区域构造和余震共轭分布特征,本文首先计算了1733年小江断裂带北段M7.75地震,1850年则木河断裂带M7.5地震和1974年马边M_S7.1地震对鲁甸M_S6.5地震震源机制解两个节面的黏弹性库仑应力作用,结果显示NNW向发生主破裂的包谷垴-小河断裂受到这3次地震,尤其是1850年M7.5地震明显的库仑应力作用,我们认为则木河断裂的高速左旋走滑运动以及7级以上强震的重复发生对于包谷垴-小河断裂的强震孕育和断裂演化方面具有促进作用;然后分析了鲁甸6.5级地震的共轭破裂与余震分布特征,并分别计算了两个共轭破裂面单独破裂对另一破裂面的库仑应力作用,结果显示NEE向破裂促进NNW向破裂的发生,而NNW向破裂后则阻碍了NEE向破裂的进一步发展,最终发展成以NNW向破裂为主的共轭破裂事件;最后计算了共轭破裂产生的库仑应力变化对余震的影响,认为位于NEE向破裂面西侧的余震集中分布主要是由于应力触发作用而形成.     

基于共轭地表曲面的山脊线和山谷线提取方法的研究

从数字化地形资料中自动提取山脊线和山谷线的技术,在测绘、工程设计等方面有着重要的意义。本文对地形流水模拟法提取山脊线和山谷线的方法进行深入研究后,提出利用共轭地表曲面的概念实现自动提取算法山谷线和山脊线的方法,并设计出了基于共轭地表曲面的地形流水模拟法自动提取算法山谷线和山脊线的算法。文后通过实验验证了该方法的有效性,它所提取的山脊线和山谷线与实际地形相符合。     

南极中山站与北极地磁活动相关性研究

本文利用南极中山站和新奥尔松（NAL）等5个北极站2000年9月到2003年3月共719天的地磁观测数据,以20 min间隔内地磁北向水平分量的互相关系数大于0.9为判据,对南北极地磁活动相关的发生率进行了统计,并与T89地磁模型得到的中山站共轭位置的分布进行了比较. 结果表明,南北极地磁活动相关的发生率与台站位置、季节、地方时和地磁活动性有着密切的关系. 在北极的5个台站中朗伊尔站（LYR）与中山站地磁相关的时间最多（占17%）;在两分季发生相关的情况比冬季和夏季多;在傍晚发生相关的情况最多,中午发生相关的情况最少;地磁活动较强时,相关的情况比地磁宁静时更多一些.     

震后桥梁挠度测量方法的设计与实现

对震后桥梁稳定性与安全性检测过程中,挠度是一项重要检测指标,但是测量这一参数较为复杂,干扰较多,结果存在较大问题。设计一种震后桥梁挠度测量方法。根据实际桥梁设置相关参数,采用共轭梁法计算震后桥梁固定点的初始挠度,结合震后桥梁挠度曲线函数,获得欲求解的桥梁截面挠度值;修正桥梁截面挠度值时,将监测点高程差同基准点高程差间的差值问题替代挠度偏差问题,分析倾斜传感器获取维护点倾斜传感器的理论值和基准点倾斜传感器的理论值,确定挠度偏差,修正震后桥梁挠度测量值。通过简支梁与连续梁实验,验证测量震后桥梁挠度时,具有更高测量精度。     

基于主成分分析的优化神经网络模型及静压管桩单桩极限承载力预测

引入主成分分析法和基于共轭梯度优化算法的人工神经网络模型原理,建立了静压管桩单桩竖向承载力预测估算的新方法。通过对影响单桩极限承载力的各因素进行主成分分析确定了综合变量,构建了以综合变量为输入,以单桩极限承载力为输出的神经网络模型。应用神经网络结构分析的共轭梯度算法,优化计算获得给定样本的网络权值和阈值,获得静压管桩极限承载力的估算网络,应用实例分析计算了静压管桩单桩极限承载力问题。结果表明,利用所建立的神经网络预测静压管桩极限承载力是可行的,且具有较好的预测精度和良好的适用性。该方法为静压管桩竖向承载性状的理论分析开辟了一个新的研究途径,为今后相关问题研究提供借鉴和指导     

西藏中北部改则幅(I45)全新世断层典型遥感影像

西藏地区地壳活动强烈,活动断层发育,存在很大的地震灾害风险,因此查清活动断层的分布是一项重要工作。遥感解译是查明活动断层最有效的手段,其核心技术是正确把握活动断层的典型遥感影像特征。文中结合1︰100万全国地震构造图(西藏区)编制工作,利用高分辨率卫星遥感影像对西藏地区改则幅(I45)全新世活动断层的典型遥感影像特征进行了研究,确定了区内全新世活动断裂玛尔盖茶卡断裂、日干配错断裂、依布茶卡地堑、青蛙湖断裂、东查断裂、其香错断裂中段的空间展布。结合前人的研究成果及区域对比分析,讨论了区内全新世断裂的最新活动时代、活动性质和活动强度,以及区内活动断裂的整体构造运动特征和发震能力。研究区北部的玛尔盖茶卡断裂和南部的日干配错断裂、其香错断裂为较大规模的NEE向左旋走滑断裂,具备发生约7.5级地震的能力。中部还发育了NEE向依布茶卡地堑、青蛙湖断裂和NW向东查断裂这3条规模相对较小的全新世断层,具备发生约7级地震的能力。上述断裂反映了该区受到SN向挤压,形成“V”字形共轭系统,总体运动特征表现为块体向E挤出的动力环境。     

鄂尔多斯盆地构造应力场特征及其构造背景

通过大量断层和褶皱的野外观测以及构造形成序列的确定,同时考虑盆地形成演化过程中板块动力学背景,并结合前人的研究成果,开展了鄂尔多斯盆地古构造应力场的研究。研究表明盆地区域主压应力场方向在加里东期呈NNE-SSW向和近SN向,主要是晚奥陶世以来秦岭洋盆向北俯冲并与华北板块碰撞的结果;印支期主要呈NW-SE向和NNE-SSW向、SN向,主要受中特提斯构造动力体系中羌塘地块与欧亚大陆碰撞拼贴产生的远程构造效应影响;燕山期主要呈NW-SE向,主要受古太平洋大陆板块与欧亚大陆板块碰撞远程构造效应影响,盆地西南缘呈NE-SW向;喜马拉雅期呈NNE-SSW向,主要受新特提斯构造动力体系和今太平洋构造动力体系联合作用影响,即今太平洋板块和印度板块与欧亚板块俯冲碰撞有关。     

甘肃金川矿区构造应力场与构造演化研究

文章统计分析了金川矿区内地层和侵入体中的节理构造,对矿区内的共轭剪节理进行配套、分期,综合区域构造演化史后分析了矿区构造应力场。研究表明,金川矿区从新太古代到古生代至少受到4期古构造应力的作用。第一期构造应力场为NS向的挤压,由阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成华北古陆西部陆块引起。第二期构造应力场为NE-SW向的挤压,与华北克拉通东、西陆块碰撞拼合并参与Columbia超大陆拼合事件有关;其后阿拉善陆块与华南陆块参与Rodinia超大陆拼合事件,应力场持续作用。第三期构造应力场为近NS向的挤压,由祁连洋不断向北俯冲引起。第四期构造应力场为NNE-SSW向的挤压,与祁连造山带发生的强烈造山运动有关。