基于谱分析法的深水半潜式平台疲劳强度分析

以某新型深水半潜式钻井平台为分析对象,依据三维绕射理论计算单位波幅下波浪诱导载荷,通过建立三维有限元模型计算完成了热点应力响应。运用热点应力的谱分析法计算得到危险节点的疲劳寿命,并进一步分析了各个短期海况和不同浪向对节点总的疲劳损伤度的贡献。研究结果表明,危险节点的疲劳寿命都满足设计寿命要求;在各种中低海况下,疲劳损伤主要来自于平均跨零周期在6 s附近,有义波高转大的短期海况;平台关键连接部位的疲劳损伤主要是在横浪和斜浪状态下产生的,并且对某单一方向的波浪非常敏感。此研究对该类型平台的连接处结构设计和疲劳分析方法有参考意义。     

华北地区强震前的信号震及其预测意义

根据对华北地区1970年以来M_S≥6地震以前中小地震活动空间图像变化特征的分析, 研究了“信号震”发生的时空特征及其地震活动背景, 由“场-源”关系特征对一般地震进行严格的筛选识别, 从而得出信号震的有关预测指标。 信号震一般发生在强震前的2年之内, 多数发生在15个月内; 信号震与强震的距离不超过200 km, 多数在100 km之内; 震级强度一般为M_L4.0～5.3。 信号震一般发生在局部的M_L≥4.0地震平静区内, 一般发生在中小地震条带上或条带附近, 在其周围或附近存在中小地震空区。 检验结果表明, 信号震发生后的9个月之内, 其预测概率P_t即超过0.5, R_t值达到0.27; 预测区域半径在距信号震震中100 km之内时, 其发生概率P_d可以达到0.73; 预测强震震级一般为M_S≥6.0。 研究表明, 信号震的环境应力值τ₀明显高于其他地震, 显示了高应力背景的异常显著性, 它所辐射的地震波中很可能含有未来强震孕震区的大量的本质性信息。     

日本东部内陆地区2011年大地震前后的应力状态与诱发地震

通过反演震源机制数据,得到了东日本大地震前后日本东部内陆地区的应力场。地震前,在东北部(Tohoku),σ1轴呈EW方向,但在关东-东部(Kanto-Chubu)地区则呈NW-SE方向。地震后,在Tohoku北部和靠近磐城市(Iwaki City)的Tohoku东南部,应力场发生了变化,主应力取向大致等同于与地震相关的静应力变化取向。这说明地震前这些地区的差应力值小于1MPa。在Tohoku中部,虽然地震后加载的应力取向几乎逆转,但其应力场没有发生变化,说明那里的差应力值大大超过1MPa。在Kanto-Chubu,地震后加载了与背景应力方向近乎相同的应力,且应力场没有发生预期的变化。这可能就是Kanto-Chubu地区高地震活动水平的诱因。     

龙门山断裂带上“破裂空段”的发震概率研究

本文采用分层粘弹性介质模型计算了汶川地震对芦山震中产生的库仑应力加载的影响,进而结合Dieterich(1994)提出的速率状态摩擦定律给出芦山附近区域6级地震累积发震概率随时间的变化。结果显示,2013年芦山7.0级地震时其累积发震概率达18%,说明汶川地震产生的应力扰动加速了芦山地震的发生。本文还计算了汶川、芦山2次地震对其间"破裂空段"处产生的累积库仑应力扰动的影响,结合背景地震发生率,给出了"破裂空段"处6级地震累积发震概率变化。虽然计算结果可能受到大邑地震、介质模型参数的选取和背景地震发生概率等因素影响而存在一定误差,但"破裂空段"在2次强震应力加载下累积发震概率是不断增大的,因此我们认为"破裂空段"处发生中强地震的紧迫性不断增强。     

首都圈东部地区震群序列性质判定

采用传统方法和数字地震学方法（视应力）,对首都圈东部地区2009-2017年发生的震群序列性质进行分析,分析结果表明：①使用传统方法不能确定震群序列性质,可以利用视应力方法进一步分析,该方法能够反映每个震群应力场的变化特征,可以进行异常性质判别;②通过2种方法的对比分析,可以提高震群序列异常性质判定结果的科学性和可信度,为后续地震活动趋势提供有力的参考依据。对2种方法进行震例检验,可知后续地震一般为中等以上地震,在震群（具有异常性质）发生1-7个月后发震,发震位置在震源区附近。     

水合物分解对桩基础应力和变形影响的研究

赋存于海底沉积物中的天然气水合物与固体颗粒相互胶结,增加了沉积物的强度,一旦水合物分解,会引起沉积物剪切强度降低,如果在含有水合物层上面或附近存在桩基础,必然影响其稳定性。本文采用应力释放法,通过数值计算,分别讨论了桩基础底部位于含水合物地层不同深度时,水合物分解对桩基础应力和变形的影响规律。计算结果表明,随着水合物分解过程中的模量软化和强度衰减,桩基础的水平和竖向位移增大,由于地基水平,土体没有驱动剪应力,水平位移增加不大,地基和桩基础主要表现为竖向沉降;桩底部位于水合物层中间的桩基础的沉降变形,比桩底穿过水合物层的桩基础大,在桩基础及其附近的土体产生较大的应力。     

豫北地区视应力时空变化特征

利用2008年以来豫北地区49次M_L 2.5以上地震资料,通过Brune模型,结合遗传算法,反演计算得到豫北地区地震视应力范围为0.029 9 MPa—0.642 MPa,平均视应力为0.174 8 MPa,分析该区视应力时空变化特征,讨论震级和能量的关系,结果表明,豫北地区目前处于应力积累阶段,应力高值集中在聊兰断裂濮阳—鄄城段范县地区。     

2008年盈江地震序列的震源参数和震源机制相关系数研究

基于云南数字地震台网记录的2008年盈江地震序列的数字波形资料,采用波谱分析方法和Brune震源模型,得到盈江地震序列的震源参数。利用两次地震事件的相同台站的震源谱参数（零频振幅）计算谱振幅相关系数,据此对地震的震源机制进行聚类分组,并收集和对比地震序列已知的震源机制解结果,发现每组内震源机制解P轴的相关性较好,且相关系数越大,P轴的方位角就越接近。将盈江地区划分为三个研究区,联合震源参数的应力降和聚类分组中每组的平均震源机制解结果研究地震序列发生过程中应力的释放水平和应力场方向变化特征。结果表明：不同阶段震源机制解类型的变化和转化特征一定程度上反映了孕震过程中区域应力场随时间的变化特征,并且地震震源机制解类型在时间段上的集中并向区域构造应力场方向转换的现象可能是发生强震的标志。震源机制解分组类型和对应类型的地震的应力降有一定依赖关系,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场接近的地震应力降高,震源机制解类型反映的应力场与区域应力场差距较大的地震应力降普遍较低。     

长岛震群震源谱参数反演和震源参数特征

采用高频截止(High-Cut)震源模型,以均方根误差最小原则稳健地求解震源谱参数,并由此推算震源尺度和静态应力降。实际应用显示,该模型的理论谱对观测谱有很好的拟合,可明显改善拐角频率识别准确度。计算了长岛震群内71次M_L≥2.5地震事件的震源参数,结果表明：(1)拐角频率处于2～10 Hz范围,与震级大小存在一定的相关性,截止频率范围处于10～30 Hz之间,与地震大小的相关性不明显;(2)地震矩M₀分布在10¹²～10¹⁴ N·m,与震级M_L存在正相关关系：logM₀=0.977M_L+10.186;M_L与矩震级M_W之间的关系为：M_W=0.651M_L+0.766;(3)根据相对应力降时域演化发现,自2017年3月3日M_L4.5地震之后应力快速释放,应力降水平在均值附近波动,而且多数M_L≥3.5地震发生于...     

鄂尔多斯地块西缘莫霍面起伏及泊松比分布

收集了鄂尔多斯地块西缘的21个宁夏区域地震台网台站和183个中国地震科学探测台阵台站记录到的2015年1月至2016年1月期间的远震P波资料,通过对其进行反褶积提取接收函数,并利用H-Kappa叠加方法计算了研究区内的莫霍面深度和泊松比。结果表明:研究区的莫霍面深度在36—58 km范围内变化,大体呈南厚北薄、西厚东薄的特点,且具有明显的分区特征,即以香山—天景山断裂为界,莫霍面在南北向呈现明显的起伏变化,该断裂以南的地壳增厚方式可能与青藏高原的水平挤压力所导致的上地壳重叠有关;贺兰山东麓断裂两侧的莫霍面深度落差明显,这可能是由于青藏高原东北缘NE向的挤压力以及阿拉善地块与鄂尔多斯地块之间NW?SE向的拉张力共同作用所致。研究区的泊松比整体较高,其中鄂尔多斯地块的平均泊松比要高于青藏高原东北缘的平均泊松比,银川地堑内的高泊松比现象可能与黄河—灵武断裂为超壳断裂有关;研究区内的莫霍面深度与地表高程具有较好的正相关性,说明其地壳均衡效应较好,而整个研究区内泊松比与莫霍面深度的线性关系并不明显。此外,本研究还进一步揭示了研究区内莫霍面深度与泊松比反相关最明显的两个区域,这种明显的反相关关系也表明,构造上的挤压力或拉张力更容易集中在长英质的弱岩层而使地壳增厚或减薄。综上进一步认为,从海原断裂至香山—天景山断裂这一区域及贺兰山东麓断裂两侧区域下方的地壳成分以长英质岩石为主。