掩星弯角资料同化在一次暴雨过程中的应用

使用GPS掩星弯角资料和NCEP预报场资料,采用GSI(Grid-point Statistical Interpolation)变分同化系统,对同化掩星弯角资料前后的分析场以及数值预报结果进行详细比较,分析了弯角资料同化对2012年7月21日北京特大暴雨预报结果的影响。结果表明,同化掩星弯角资料对初始场中的温度、湿度产生明显影响,500 hPa和700 hPa温度调整中心量值达到0.5℃和-0.6℃,700 hPa湿度调整中心最大量值达-0.14 kg·kg-1;同化过程改变了强降水发生前流场结构,明显提高了强降水中心位置、雨带走向及范围、降水强度的预报准确性;由降水TS评分可知,200 mm以上大暴雨模拟改善效果明显,但对弱降水预报效果较差。     

国产机载LiDAR系统安置角误差检校方案研究

机载激光扫描仪(Light Detection And Ranging,LiDAR)系统是由多个子系统集成,其中,安置角误差是集成误差中最大的误差源,安置角误差检校的方法多种多样,高效率、高精度的检校方式还需要试验的支撑。本文对平差模型法和几何模型法进行了试验分析,试验结果很好地证明了不同方法的优越性,为机载LiDAR系统的安置角检校提供了参考。     

西北地区戈壁局地陆面物理参数的研究

采用2000年8月～2001年9月在敦煌戈壁上观测的陆面过程资料，分析了敦煌地区荒漠戈壁地表反照率与太阳高度角和土壤湿度的关系以及土壤热传导率与土壤湿度的关系，初步给出了具有试验基础的戈壁局地反照率和土壤热传导率的多因子参数化公式. 并通过与观测值的比较发现试验资料拟合的参数化公式能够比较好地反映降水等气候因子引起的动态变化.     

“房桥合一”铁路客站抗震计算的快速高效多维虚拟激励法

针对"房桥合一"铁路客站节点数多、空间相互作用显著等特点,利用沿结构整体坐标系方向功率谱的表达式和合理谱强度因子的确定方法,提出能合理考虑地震激励输入角度变化的快速多维虚拟激励法,并以天津西站Ⅱ区作为工程案例,对利用快速多维虚拟激励法、时程响应分析法和已有虚拟激励法的计算结果进行比较。结果表明:三种算法的计算结果吻合较好,证明快速多维虚拟激励法的计算值是合理的;且与已有虚拟激励法相比、快速多维虚拟激励法的计算效率显著提高,更适合于"房桥合一"铁路客站的抗震计算。     

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探地雷达宽角反射图形拟合方法

探地雷达共中心点(CMP)法仅用于局部速度测试,为使用宽角反射法进行剖面探测,可固定一个雷达天线而将另一个天线沿测线移动,从而获取整个地质界面的反射信号.本文提出宽角反射剖面探测方法,基于平直岩层界面导出其反射信号的关系式,并开发出解释软件,可精确计算岩层几何参数和层速度,从而进行地质分层.     

一种起伏地表条件下的照明补偿方法

起伏的地表条件限制了采集孔径范围并造成深层地震照明不足,为改善该类地区的成像质量,本文提出了一种起伏地表条件下的照明补偿方法.首先,基于小波束波场延拓算子和逐步累加的外推方法在波场延拓过程中解决起伏地表面的影响,并引入空间滤波函数压制虚拟层内的偏移噪音;其次,利用局部指数标架对上、下行波场分解,得到局部角度域成像和照明补偿因子.再次,利用计算出的成像值和照明补偿因子,在局部倾角域完成照明补偿.SEG起伏地表模型测试证明了本方法的有效性,深层构造照明度明显加强,不同角度成像振幅更加均衡,该技术为提高起伏地表地区的成像品质提供了新的手段.

     

帕米尔东北侧地壳结构研究

1998年在帕米尔东北侧伽师及其周边地区完成了两条深地震宽角反射/折射剖面. 结果表明,西昆仑、塔里木和天山在地壳速度结构、构造特征上显示出较大差异. 塔里木块体具有稳定地块的地壳结构特征,地壳平均速度较高(6.5km/s). 向南进入西昆仑,地壳明显增厚,厚度可达0km左右,且地壳平均速度偏低(6.0-6.2km/s),偏低的地壳平均速度主要来源于相对低速度的下地壳结构,反映了西昆仑褶皱系下地壳介质的特征. 向北进入天山后,地壳同样明显增厚,但增厚的程度低于西昆仑下,约为50-55km. 天山地壳同样具有明显低的平均速度(6.2km/s),显示了天山地壳相对"软"的特征,但天山地壳偏低的平均速度来源于广泛分布于中地壳的低速度层和速度偏低的下地壳. 在印度块体向北强烈推挤的作用下,该区地壳遭受强烈的不均匀变形,塔里木块体向南插入西昆仑下,向北插入天山下,形成了该区强烈地震频繁发生的深部构造环境.     

川西攀枝花—西昌地区结晶基底的划分

长期以来,由于同位素年龄依据不足和没有正确区分晚二叠世热接触变质岩、喜马拉雅期动力变质岩与前震旦纪区域变质岩,攀西地区结晶基底的划分存在许多困难和问题。本文依据1：50000区域地质调查结果,将原仁和群(Pt1R)修改为晚二叠世岩浆岩和喜马拉雅期动力变质岩,将五马箐(岩)组(Pt1w)和顶针杂岩(Pt1D)修改为晚二叠世热接触变质岩和喜马拉雅期动力变质岩,将安宁村组(Ptlα)和纸房沟组(Pt1z)修改为震旦系地层,并依据岩石学、岩石化学和微量元素地球化学特征,将结晶基底划分为变质侵入体、变质表壳岩和TTG套岩,论述了结晶基底的成因和演化。     

Discrete element method modeling of inherently anisotropic rocks under uniaxial compression loading

A new numerical approach is proposed in this study to model the mechanical behaviors of inherently anisotropic rocks in which the rock matrix is represented as bonded particle model, and the intrinsic anisotropy is imposed by replacing any parallel bonds dipping within a certain angle range with smooth‐joint contacts. A series of numerical models with β = 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, and 90° are constructed and tested (β is defined as the angle between the normal of weak layers and the maximum principal stress direction). The effect of smooth‐joint parameters on the uniaxial compression strength and Young's modulus is investigated systematically. The simulation results reveal that the normal strength of smooth‐joint mainly affects the behaviors at high anisotropy angles (β > 45°), while the shear strength plays an important role at medium anisotropy angles (30°–75°). The normal stiffness controls the mechanical behaviors at low anisotropy angles. The angle range of parallel bonds being replaced plays an important role on defining the degree of anisotropy. Step‐by‐step procedures for the calibration of micro parameters are recommended. The numerical model is calibrated to reproduce the behaviors of different anisotropic rocks. Detailed analyses are conducted to investigate the brittle failure process by looking at stress‐strain behaviors, increment of micro cracks, initiation and propagation of fractures. Most of these responses agree well with previous experimental findings and can provide new insights into the micro mechanisms related to the anisotropic deformation and failure behaviors. The numerical approach is then applied to simulate the stress‐induced borehole breakouts in anisotropic rock formations at reduced scale. The effect of rock anisotropy and stress anisotropy can be captured. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.