溶洞探测及三维地质模型构建方法

对溶洞地质进行精确探测和三维地质模型构建具有重大意义。总结了溶洞发育区内不同类型复杂地质结构探测技术、建模思路和方法、数据插值拟合方法,并提出相关思考和建议。结论如下：(1)溶洞发育区内地质结构体大致分为大型溶洞、小型溶洞、溶蚀孔洞、多尺度裂缝4种类型,分别采用确定性和随机模拟方法建模,最终融合构建成复杂三维地质模型;(2)溶洞探测和建模应注重多源数据整合和多方法集成,以实现地质数据资料的相互弥补和建模方法的相互融合;(3)溶洞建模工作应结合相关工程背景,以专业知识为基础,以应用目的为导向,调整建模思路,建立能反映历史演化过程和未来演化趋势的溶洞模型。     

VLBI数据软件相关处理方法研究

VLBI技术是20世纪60年代后期发展起来射电干涉新技术，自20世纪70年代至今VLBI数据预处理主要采用硬件相关处理机。近年来随着通用计算机性能的大幅度提高，利用软件方法对VLBI数据进行相关处理逐渐成为可能。介绍了国内外VLBI软件相关处理机的研究进展情况和VLBI数据相关处理的基本数学模型。针对实际软件相关处理方法研究中数学模型应用和各类参数选取等情况作了详细介绍。根据现有数据处理精度和处理速度，进一步分析了提高软件相关处理速度的可能性。     

一种估计观测资料动态误差的方法

给出一种较好的观测资料动态误差估计的方法：单圈改进法，该方法从轨道理论出发，有明确的物理背景，避免了最小二乘拟合阶数和Vondrak平滑法平滑因子不确定性，较为准确地估计了观测资料的动态误差．另外该方法能够反映观测资料的不正常的跳动，对准确地评估观测仪器的性能，进一步改进观测仪器是有益处的．     

利用IGS星历预报GPS卫星轨道

在动力学轨道拟合以及轨道积分的基础上,提出了基于IGS精密星历的GPS卫星轨道预报方法。该方法首先利用已知的IGS精密星历作为虚拟观测值,采用动力学方法拟合出GPS卫星的初始轨道和动力学参数,然后再通过积分来预报GPS卫星的轨道。主要讨论了基于不同弧段的IGS星历时,该方法对GPS卫星轨道的拟合和预报情况。研究结果显示:对于6 d弧段以内的IGS精密星历,其拟合轨道与IGS精密星历差值的三维RMS值均优于4 cm,随着拟合弧段的增加,拟合残差变大;当利用2～6 d弧段的IGS星历来预报GPS轨道时,大部分卫星第1天、第7天和第30天的三维预报精度可优于0.1 m、3 m和100 m。其中,2d弧段的IGS星历对GPS卫星第1天和第7天的预报结果最好,5 d弧段的IGS星历对GPS卫星第30天的预报结果最好。     

莫尔圆极点确定的新方法

莫尔圆在岩土材料的强度理论、应力路径以及地基承载力等方面具有广泛的应用。极点是莫尔应力圆上的一个特殊点,具有惟一性,通过极点,可以求得任意分析平面的应力状态。特别是对于求解复杂状态下的应力问题,莫尔圆极点法具有简便、快捷的优点。提出了定义极点的新方法--射线法,利用应力隔离体力的平衡法则证明了该方法定义极点的正确性及惟一性,并且发现定义极点的平行线法和法线法是射线法的两种特殊情况。通过比较,发现不同方法所得到的极点位置并不相同,但求得的任意面上的应力状态是相同的,而且平行线法更便于使用。然而,所提出的射线法能加深对莫尔圆极点的理解,从而进一步推动其广泛应用。     

长岛地区小地震断层面参数拟合及应力场特征

文中基于小地震重定位数据计算了2017年长岛2个震群的断层面参数,并使用综合震源机制法求解了长岛地区应力场。通过应力场及断层面参数求得断层面上的滑动角,确定了南部与北部震群发震断层的左旋走滑性质,分析了南部与北部2个震群的应力场特征及发震构造,并得到以下初步结论:南部与北部震群的断层参数、应力场存在一定差异;北部震群断层面的走向为287.18°、倾角为84.09°,推断发震断层是大竹岛-威海北断裂NWW向延伸的隐伏断层;北部震群受左旋走滑性质的蓬莱-威海断裂带控制,呈NEE-SWW向挤压及NNW-SSE向拉张的走滑应力机制;南部震群断层面的走向为269.67°、倾角为67.46°,其应力场呈NE-SW向挤压,为近SN向拉张的正断兼走滑的应力机制,其可能在蓬莱-威海断裂带左旋走滑的控制下还受到SN向的拉张作用,北部震群的持续活动诱发EW走向的次级断裂错动产生南部震群。     

三轴加载含水煤样波速与孔隙率关系实验研究

煤的孔隙率影响煤的吸附、渗透能力,且它也是衡量煤体内部结构及孔、裂隙发育状况的重要指标.而水力增透技术在瓦斯抽采中的作用效果常常受到水的影响,且瓦斯抽采量也会受到含水煤层的影响,为更客观地了解含水煤层状态下的孔隙率的变化情况,采用超声波透射法对赵固二矿二1煤层不同层理方向煤样在干燥及自然饱和吸水状态下进行三轴加载超声波测试试验,研究干燥及自然饱和水三轴加载状态下煤样超声波波速与孔隙率关系.研究结果表明:相同条件下,加载煤样饱和煤样波速大于干燥煤样,且加载煤样饱和状态下不同层理方向波速变化易区别.而加载煤样饱和煤样与干燥煤样孔隙率变化与波速变化相反,加载煤样饱和状态下不同层理方向孔隙率变化不易区别;通过分析加载条件下饱和煤样与干燥煤样波速与孔隙率关系,发现无论是干燥煤样还是饱和煤样在加载条件下都符合对数关系φ=-aIn(Vp)+b且a值与围压有关,b值与孔隙率变化量有关.通过研究含水煤样在不同加载条件下对煤体波速和孔隙率的影响以及波速和孔隙率之间的关系,为煤炭物性勘探技术提供有效试验数据与理论基础,也为煤炭物性预防安全开采提供理论基础.     

中亚地震目录震级转换及其完整性分析

为编制能够应用于地震危险性分析的中亚地区统一震级标度为矩震级的地震目录,从国际地震中心（ISC）下载得到该地区1907-2012年的地震数据,该数据包含众多机构不同震级标度的地震记录.以MW,GCMT为参考机构震级标度,并用最小二乘法拟合了其他机构震级标度与MW,GCMT之间的转换关系.在挑选某次地震事件的唯一震级记录时,以对应转换关系的相关系数大且剩余标准差小为准则进行筛选.对于少量没有震级转换关系或者拟合优度过差的地震记录,使用间接转换关系或者全球转换关系予以补充转换.震级转换后,用时空窗法删除前余震,并考虑构造环境和地震活动水平的空间差异性将研究区划分成5个子区域.采用地震记录时间累积曲线法、最大曲率法（MAXC）和拟合优度检验法（GFT）综合分析各个分区的最小完整震级（MC）,并在此基础上用极大似然法拟合相应的地震活动性参数.结果表明,每种完整性分析方法各具一定的优缺点,但采用综合分析的方法能够得出最佳的MC.地震记录时间累积曲线法能分析出高质量地震目录的起始时间,以作为后两种方法的基础,但容易受到地震活动水平随时间波动的影响.由于研究区目录质量较差,最大曲率法误差过大以至于只能作为其他方法的补充,拟合优度检验法的GFT参数也普遍只能达到80％左右.GFT最大值点可能并不对应MC,但是MC通常都在GFT极大值点取得.5个分区1964-2012年的MC普遍在Mw4.8左右,b值在1.136-1.514之间波动.     

北京白家疃台站重力非潮汐量变化及水储量影响的初步研究

The non-tidal variation gained from continuous gravity observations in stations usually reflects the regional continuous gravity changes. In this paper we focus on studying the non-tidal variation of Baijiatuan station, Beijing where there are two different gravimeters （namely, L＆R-804 and PET-031）. Based on the original raw tidal records of two gravimeters from 2008 to 2011, we first remove various interference from raw data by the standard procedure software-Tsoft; then we model the solid earth tides, ocean tidal loading and pole tide through related parameters; after that we adopt a new segmented polynomial fitting method based on Tsoft to fit the complex drift of spring gravimeter; and finally we calculate the atmospheric loading effects by a linear regression model. After a series of processing we gain the non-tidal variation of the two gravimeters at Baijiatuan site, Beijing. Furthermore, to analyze the non-tidal variation preliminarily, we study the main component of related tidal data by power spectral density. Comparing the non-tidal variation of two different gravimeters, we find seasonal fluctuations in non-tidal results, which are in accordance with the water storage change. Therefore, we take into account the relevance of gravity changes and water storage based on the gravity data of GRACE and water data of the CMAP model from 2003 to 2011 at different sites in the Chinese mainland （Beijing, Chengdu, Shenyang and Shiquanhe） , and make a preliminary analysis on the relationship between gravity changes and water storage.