地震学百科知识(十二)——地震波散射

正广义地说,由地球介质的任何三维非均匀性引起的地震波场畸变均可称为地震波散射。不过,通常地震波散射是指由地球小尺度(与波长相比)非均匀性引起的、不适合用射线理论(几何射线)研究的地震波场畸变现象。例如,波场传播方向的偏折和分裂,P波和S波的相互转换,地震尾波的产生,地震波的走时和振幅横跨观测台阵的随机起伏变化等。1地球介质的不均匀性及地震波散射随着对地球结构认识的深入,经典的球     

高采样率四分量钻孔应变同震响应分析

In this paper, we adopt the observation data of two 10Hz YRY 4-component borehole strainmeters and one 100Hz FBS-3B broadband seismometer to study the responses of their observations to the April 11, 2012 Mw 8.6 earthquake off the west coast of northern Sumatra, and compare the response characteristics during the coseismic stage after preprocessing of the data. We analyze the spectrum＇s dynamic process during the coseismic stage with the S transformation method, and discuss the spectrum＇s details in different seismic phases. The S transformation results of the data of seismometer and borehole strainmeter at the same station show that the coseismic spectrum evolution of the two kinds of observation are similar to each other and can be cross-referenced in indentifying the wave signals, which proves that the borehole strainmeter measurements at high frequencies are reliable.     

描述软土不排水循环应力应变响应的拟动力关系

依据等效黏弹性理论与蠕变理论,建立了描述一般应力状态饱和软土不排水循环应力应变响应的拟动力本构关系。该关系包括三个基本参数：循环剪切模量,阻尼比与增量循环累积应变。利用循环剪切模量与阻尼比随土单元八面体剪应变的变化描述循环荷载作用下软土的不排水循环应变,依据Mises蠕变势函数与正交流动法则确定循环累积应变增量。通过饱和软土不固结不排水循环三轴压缩试验确定这些变化关系。按确定出的参数预测循环三轴拉伸与循环扭剪试验结果。预测出的循环拉伸试验剪切模量和阻尼比随八面体剪应变的变化与试验结果吻合。对于循环扭剪试验,当循环偏应力与静偏应力方向一致时,预测出的循环累积应变随循环次数的变化与试验结果基本一致;当循环偏应力与静偏应力作用方向不一致时,预测出的循环累积应变与试验结果相比偏小。     

潮间带土在吊装荷载下的动力性质

对取自如东潮间带的原状土样进行了一系列模拟施工吊装动载的应变控制和载荷控制动三轴试验,得到了土样在动载作用下的应力、应变和孔压随时间的变化关系,并对此种潮间带地基土的动力特性和液化可能性进行了分析,最后针对现场施工方法提出了一些建议。     

Study on changes in bed characteristics and friction factor in the presence of wash load in suspension

Results of an experimental study on the effects of different concentrations of wash load on the size of bed features and resistance to flow in a laboratory flume are presented. The experiments were carried out under different hydraulic conditions in a 30 m long, 0.204 m wide and 0.5 m deep tilting flume under clear water condition and in the presence of different concentration of wash load in the flow. The bed material used consisted of uniform sediment of size 0.96 mm. Analysis of the data indicates that the characteristics of the bed features change and friction factor increases in the presence of different concentration of wash load in the flow. The reasons for changes in the characteristics of the bed features and increase in friction factor in the presence of wash load are identified and a relationship for predicting friction factor in the presence of wash load has been established.     

水化硅酸钙动态力学性能的分子动力学模拟研究

对水泥主要水化产物——水化硅酸钙的力学特性进行了分子动力学模拟。采用Hamid 1.1纳米托贝莫来石作为水化硅酸钙的初始结构,通过分子动力学模拟,获得水化硅酸钙的拉伸和压缩应力应变关系,并考虑了应变率和原子数对力学特性的影响。分子动力学模拟研究发现,计算峰值应力、峰值应变都较宏观试验结果高出很多;拉伸峰值应力较压缩峰值应力要小;峰值应力、峰值应变和弹性模量随着应变率的增加而增加,随着模拟晶胞体积（原子数）的增加而降低。研究表明采用分子动力学模拟能获得原子尺度水化硅酸钙动态力学性能,为揭示水泥基材料动态力学性能微观机理奠定了基础。     

地面瞬变电磁系统标定的理论研究

建立了以标定环为目标体的地面TEM系统标定模型,计算并分析了影响标定环响应(TLR)准确获取的七种非期望响应.研究结果表明,一次场响应(TR)和大地响应(TER、TRER)影响最大,可以通过背景场剔除方法加以剔除.接收线圈与标定环之间的高次互感响应TRLR、大地与标定环之间互感响应TELR幅度均超过标定环响应一个数量级,严重影响标定环早期响应的准确获取.通过调整标定环的直径、标定环与接收线圈之间垂直距离、标定环时间常数,可以有效地抑制TRLR的影响;通过合理配置标定环时间常数并选择高阻大地进行标定,可以有效抑制TELR的影响.本文的研究对准确标定、评价以及优化地面TEM接收系统具有指导意义.     

水下金属管线埋深探测仪发送机输出回路特性研究

信号输出回路特性是影响电磁法水下金属管线探测仪探测深度和探测精度的重要因素,本文针对人工源电磁法探测水下金属管线埋伏深度的问题,建立了电磁信号发送机输出回路的物理模型,推导了信号输出回路基本特性的数学表达式,计算了不同长度金属管线输出回路的截止频率,并对不同激励信号下输出回路的响应进行了计算机仿真,为人工源电磁法水下金属管线埋深探测的方法选择、发送机设计与开发、输出回路布设提供依据.     

数据填补及能量闭合对半干旱区生态系统年净碳交换的影响

基于半干旱区2种不同下垫面(草地和旱作农田)2005和2008年涡动相关法取得的通量资料,分析了数据填补、能量收支闭合率以及摩擦风速(u*)阈值等对生态系统年净碳交换的影响.通过加入4种不同长度的人工空缺(空缺长度从0.5 h~12 d),比较了平均日变化法(MDV)、边缘分布抽样法(MDS)和非线性回归法等6种填补方法的填补效果.结果表明,MDS的整体表现最好,特别是对长空缺的填补效果优于其他方法,估算的年NEE偏差在5 g C m-2 a-1以内.非线性回归法估算的夜间NEE具有较大的正偏差,表明非线性回归法估算的夜间生态系统呼吸偏高.4种非线性回归法估算的年NEE偏差在8.0~30.8g C m-2 a-1.由于在半干旱区土壤含水量是生态系统碳交换的重要限制因子,非线性回归法中综合考虑土壤温度和土壤含水量影响的Non_linear3和Non_linear4表现较好.MDV对白天NEE空缺的填补优于夜间,估算的年NEE偏差在-2.6~-13.4 g C m-2 a-1.总体上,数据填补的精确度受下垫面类型、空缺长度以及空缺出现时间(白天、晚上)影响.2个观测站点的能量收支闭合率在80%左右.能量收支闭合率受湍流强度影响显著;当夜间摩擦风速较低时,湍流混合不充分,能量收支闭合率也较低.生态系统在某个风向的累积通量印痕较大时,有效能量和湍流通量源区的不匹配造成这一风向上的能量收支闭合率也较低.通过假设能量收支不闭合全部由感热通量和潜热通量的低估引起,评估了能量闭合订正对生态系统CO2通量的影响.结果表明经过订正后的草地、农田的年净碳交换量平均增加近10 g C m-2 a-1.此外当u*阈值从0.1增加到0.2 m s-1,年净碳交换平均增加37.5 g C m-2 a-1,这表明u*阈值的设定对生态系统的年净碳交换影响较大.