区域网GPS观测得到的汶川大地震前后的地壳垂直运动

中国地壳运动观测网络1000个观测站的GPS非连续观测区域网分别在1999年、 2001年、 2004年、 2007年和2009年作了5次观测。 2008年5月12日汶川8.0 级地震震中(31.0°N, 103.4°E)恰好在区域网GPS观测站密集的地区。 区域网长期、 多期GPS观测可降低年周期变化影响, 有利于获取此次地震前后的垂直位移趋势变化。 简要讨论了GPS垂直位移观测的精度。 分析了垂直位移观测的主要干扰地面沉降, 特别是华北地区因大量抽取地下水产生的严重地面沉降。 为获取汶川地震前垂直运动信息, 首先剔除因大量抽取地下水产生的大幅度沉降干扰结果, 通过趋势面分析中国大陆垂直位移空间分布, 显示了3个垂直位移沉降最显著区域。 对比分析表明, 临近汶川震区的沉降区, 未见大量抽取地下水干扰影响。 汶川地震前1999—2007年区域网GPS观测站得到的垂直位移表明, 汶川地震紧临显著沉降区的西北侧, 龙门山断层北段垂直运动闭锁。 该沉降区与另两个沉降区的时空变化明显不同, 也与区域网水平应变异常区的空间分布不同, 但该沉降区与区域网水平应变异常区同时出现。 大幅度同震垂直位移集中在龙门山断层北段震前垂直位移闭锁区。 这些事实表明, 汶川地震前GPS观测到的紧临震中的沉降区及垂直运动闭锁区与汶川地震的发生存在密切关系。     

珠江口盆地流花碳酸盐台地灰岩坑的地震反射特征及成因探讨

早中新世东沙隆起带上发育了大规模的流花碳酸盐台地,上覆巨厚未固结-弱固结泥岩。基于三维地震数据,利用相干体及可视化等方法,在台地上发现了由溶蚀垮塌作用形成的数量众多的椭圆形的灰岩坑。灰岩坑直径一般为200~700 m,最大超过900 m,深度10~90 m;灰岩坑在地震反射上表现为碳酸盐岩顶部垮塌,并导致上覆泥岩地层塌陷;灰岩坑一般沿NWW向断层分布,这些NWW向断层切割中新世碳酸盐岩和上覆海相泥岩地层,绝大多数终止于T₁₀的不整合面。综合分析东沙海区构造和沉积过程认为：发生在晚中新世末期的东沙运动形成了NWW向张扭性断层,为酸性流体提供了运移通道和物质交换场所;东沙运动伴生的基底岩浆活动可能产生了酸性热液流体;东沙运动末期发生强烈的构造抬升和大规模海底暴露,造成地表水沿断层注入,加快了碳酸盐岩的溶蚀速率。在台地底部珠海组砂岩层的高压流体、地表水和岩浆活动可能产生的酸性热液流体的共同溶蚀作用下,碳酸盐岩地层内部产生溶洞,并且越来越大,最终顶部无法承载上覆巨厚泥岩而发生垮塌,形成灰岩坑。流花碳酸盐台地灰岩坑的形成不是简单的暴露溶蚀,而是构造活动影响下深埋藏溶蚀作用的产物。     

弹丸侵彻高强度混凝土的高速摄影试验研究

采用高速摄影仪,拍摄轻气炮中弹丸对侵彻面不同侵角的高强度混凝土靶体的侵彻过程,分析靶体侵角、弹丸着靶速度对弹丸侵彻靶体的运动特征。研究结果表明,弹丸以200 m/s左右的低速侵彻靶体时,弹丸在侵彻角度为0°的靶体中作水平运动,靶体侵角大于0°时,弹丸均在着靶后150～200 μs发生偏转;弹丸在靶体中的水平侵彻速度、偏转角度与其侵彻时间有很好的相关性,靶体侵角一定时,弹丸着靶速度越小,弹丸水平侵彻时所需时间越短,靶体飞溅物的速度越小;靶体侵彻面角度对靶体飞溅物速度和弹丸水平侵彻时间的影响作用相对比弹丸着靶速度的大,说明靶体侵角的大小是安全防护工事中不可忽视的重要问题。     

对“预应力锚杆柔性支护体系的锚杆抗拔力研究”的讨论

笔者拜读了贵刊2012年第33卷第2期由周勇和朱彦鹏撰写的《预应力锚杆柔性支护体系的锚杆抗拔力研究》[1](以下简称文献[1])一文.现有以下几点望与文献[1]作者商讨.     

利用重叠加窗方式恢复地面运动

在频率域,利用地震记录反卷积恢复地面运动,由于FFT运算导致的谱泄漏与系统传递函数对高频与低频的放大效果会导致地面运动恢复失败,本研究采用重叠加窗方式,可避免单一加窗的时域失真,并减小频域谱泄漏。结果表明,恢复地面运动取得了较好效果。     

用于PB-HTGR燃料球运动规律研究的钴-60螺旋CT系统研发

在球床式高温气冷堆(PB-HTGR)中,球形燃料元件在堆芯中的流动特性是堆芯物理设计和几何设计的基础,球流运动规律的研究在发展球床式高温气冷堆技术中具有基础性的作用。目前还没有一种有效的手段检测燃料球在堆芯中的运动轨迹,有关球流运动规律的理论和实验研究尚不够完善。为了对燃料球在堆芯中的运动规律进行三维实验研究,清华大学核研院按实际堆芯结构等比例缩小设计了实验模型,通过检测目标球在模型中的运动轨迹,可以对不同工况下燃料球的运动规律进行模拟研究。为了满足目标球的检测要求,我们设计了钴-60多层螺旋CT检测方案,可以进行目标球的识别和轨迹追踪,验证实验结果表明该方案可以满足实验系统对目标球检测的要求。      

基于颗粒流方法的堆积层滑坡运动过程模拟

以颗粒流离散元为研究方法对勉县杨家湾十组堆积层滑坡破坏方式与运动过程进行数值模拟研究。通过PFC2D双轴模拟试验所标定的岩土体宏观模拟参数与室内试验所获取的宏观实测参数进行对比,确定堆积层滑坡所需的颗粒细观参数,然后将标定的细观参数代入堆积层滑坡模型,对滑坡破坏方式及运动过程进行模拟研究。结果表明:滑坡破坏在初始阶段蠕滑变形累积,滑坡体挤压坡脚,直至坡脚产生剪切破坏,并向上牵引发展,使得滑坡整体顺接触面破坏下滑并堆积于坡脚,表现为典型的牵引式渐进破坏,结果与实际情况基本吻合。研究认为,采用颗粒流方法对堆积层滑坡破坏与运动过程的模拟研究具有较高的适用性,对该类滑坡防治具有一定的参考意义。      

复式河道滩槽交互区水沙运动机理

滩槽复式河道是冲积河流中最为常见的一种形态,也是河流动力学研究最为重要的内容之一。以复式河道概化试验数据和水沙运动的区域性特征为依据,在提出滩槽复式断面主槽平衡区、滩槽交互区、滩地平衡区以及边壁区4个分区的基础上,将水流流态最为复杂的滩槽交互区进一步划分为对数流速区（内区）和非对数流速区（外区）,通过引入描写动植物生长过程的S型曲线,提出了内外区分界线的确定方法。以滩槽交互区横向分布公式为基础,通过线性假定和积分变换,给出了滩槽交互区内断面平均流速和含沙量的计算公式,并对不同分区内的流速和含沙量的差异性进行了比较分析。     

1976年MS7.8唐山地震断层动态破裂及近断层强地面运动特征

采用美国南加州地震委员会（SCEC）Steven Day博士提供的三维有限差分断层瞬态破裂动力学模型（3D-FDM）,以1976年唐山M_S7.8地震为例,从简化的断层双侧破裂模式出发,对该地震发震断层的动态破裂过程及近断层地表运动特征进行了仿真模拟和计算.研究区域为围绕发震断层200 km×140 km×40 km（深度）的长方形块体组成,模拟计算的空间分辨率和时间分辨率分别为200 m和0.012 s,形成的空间网格节点数为1051×701×201.在DELL小型工作站上,我们实现了对源程序的移植和并行计算.同时,通过引进计算机可视化技术,对模拟数据进行了3D/4D解释分析.另外,在对源程序修改过程中,实现了对京津唐地区三维地壳速度结构的嵌入,在一定程度上增强了对地震波传播以及地面运动模拟的真实性,并讨论了地震破裂的方向性对近断层地表运动的影响.最后根据初步研究结果结合京津唐地区活动断层构造特征,对唐山M_S7.8级主震后随之而来的1976滦县M_S7.1级余震及宁河M_S6.9级余震的动态触发机制提出了新的解释.由于受主震破裂方向性作用的影响,使得主震对后续两个较大余震产生的动态应力变化的峰值在断层的走滑方向上较大,为2~3 MPa,在逆冲方向上较小,为0.1~0.2 MPa.即唐山主震的发生使得其周边的应力场有一个瞬态的应力调整,唐山主震对后续余震的发生有促发作用.     

山西地区应力场变化与地震的关系

收集了1970～2006年37年的小震初动符号建立了震源机制解数据库,研究了山西断陷带小震综合机制解时空演化特征.结果表明:山西断陷带小震综合机制解以走滑正断层为主,断陷带两端以拉张作用为主,中部地区以剪切作用为主,忻定盆地、太原盆地的区域应力场与华北区域应力场差异较大.利用沿山西断裂带布设的GPS监测网1996～2007年12期复测资料,分析了山西断裂带水平运动与地震活动的关系.结果表明:山西断裂带现主要受NWW-SEE向压应力场、NNE-SSW向张应力场的控制.1998～1999年有一次较为明显的应力扰动,空间上表现为北强南弱,接着发生了1999年11月1日大同-阳高5.6级地震.