岩体黏弹性蠕变计算的高阶数值流形法研究

数值流形法（numerical manifold method）是一种新型的数值计算方法,已成功应用于岩土工程的诸多领域,但该方法尚未应用于岩土工程蠕变分析。近年来对高阶流形法的研究表明,对复杂的岩土工程问题,使用高阶覆盖函数可明显提高流形法的计算精度。为此,开展了用高阶流形法模拟蠕变的研究,在高阶流形法中引入“时步-初应变”法计算蠕变,以广义开尔文体为基础,推导了相关的计算公式,并编制了相应的计算程序,同时还通过算例,验证了方法的可行性和合理性。结果表明,高阶流形可以方便地与“时步-初应变”法结合用于蠕变计算,可较好地模拟蠕变变形。算例分析表明,在不改变网格密度情况下,仅通过采用高阶覆盖函数,高阶流形法可大幅提高传统流形法的计算精度。     

Numerical modeling of wave equation by a truncated high-order finite-difference method

Finite-difference methods with high-order accuracy have been utilized to improve the precision of numerical solution for partial differential equations.However, the computation cost generally increases linearly with increased order of accuracy.Upon examination of the finite-difference formulas for the first-order and second-order derivatives, and the staggered finite-difference formulas for the first-order derivative, we examine the variation of finite-difference coefficients with accuracy order and note th...     

厦门市地震台网终止相应用探讨——以9.21集集地震震源破裂参数求解为例

介绍了终止相产生的机理,及其震源计算方法—解方程组法的原理,运用该方法对厦门市数字地震台网记录的9.21集集地震的波形进行终止相识别,首次利用短周期记录终止相方法得到了9.21集集地震的破裂长度、破裂走向、破裂速度等参数,研究结果与现场考察结果基本吻合。     

地理学多视角研究方法——Braess网络车流分配过程的理论分析与数值计算

对复杂的地理系统采用多种方法从不同的视角开展分析,可以降低错误结论的概率。本文以Braess交通网络为例,提出一个地理系统多视角分析的研究案例。首先借助La氏乘数法预测奇对称Braess网络的车流优化分配的结果。然后采用数值计算和模拟方法论证,在该网络中,车流会通过自组织过程自动向着优化分配的方向演化,并且利用Markov链预测各个阶段的车流分配数值。最后借助最大熵原理从理论上证明,上述最优化过程的本质是地理系统的熵最大化;运用对偶规划和对称思想揭示,熵最大化的实质是车流运行的耗时总量最小。不同的方法给出的结果殊途同归、互相印证。这一套研究方法可以推广到多维不对称的交通网络,进而推广应用于地理学其他方面的理论分析和应用研究。     

A staggered-grid high-order finite-difference modeling for elastic wave field in arbitrary tilt anisotropic media

Introduction The real Earth usually presents anisotropy. Therefore, it is of theoretical and practical sig- nificance for many fields as oil and gas, seismic exploration and production, earthquake prediction, detection of deep structure and so on to study on seismic wave theory, numerical simulation method and its applications in the anisotropic media (Crampin, 1981, 1984; Crampin et al, 1986; Hudson et al, 1996; Liu et al, 1997; Thomsen, 1986, 1995; TENG et al, 1992; HE and ZHANG, 1996)…     

煤炭资源枯竭型城市的灾害因素与控制对策--以辽宁省阜新煤矿为例

资源枯竭型城市灾害衍生和控制实质上受多因素、多相、多场耦合综合作用,涉及地质学、环境学、采矿学、力学、信息学、测量学等多个交叉学科,是国际上尚未能有效解决的重大科学难题.文章以典型煤炭资源枯竭型城市--辽宁阜新市为例,在阐述资源枯竭城市灾害衍生和控制的国内外研究现状基础上,对其进行归纳分类.将其分为地下开采引起的动力灾害(包括冲击地压即矿震、煤与瓦斯突出、突水、瓦斯爆炸等);开采引起的环境灾害(包括地下水系流失、淋滤作用造成污染、矸石山自燃导致的大气污染、地表土地大量占用、植被生物群落的破坏、露天矿边坡失稳和地面建筑物受损、地表大面积裸露、地表塌陷变形等).系统全面总结了阜新矿区衍生各种灾害的孕育条件、发生特点和成因规律.指出阜新矿区深部冲击地压随采深增加将日益严重.其发生类型多以煤体压缩型为主,同时伴有地质构造应力影响;阜新市沉陷区面积达101.38km2,最大沉陷量8m,有20个下沉盆地,涉及人口78486人.地表沉陷主要是由于地质条件复杂、多年开采导致采空区日益扩大、多煤层重叠重复开采、岩浆岩侵入及断层影响造成的.阜新矿区矸石山356座,占地面积32.23km2,总堆积量13.12×108m3,长期侵占土地并暴露于外,使得其中有毒、有害物质渗透到土壤和水环境系统中,造成地表和地下水系严重污染.同时释放有毒气体污染大气.阜新海州露天矿边坡雨水冲刷导致滑坡失稳破坏、煤体露头自燃,从而严重污染大气环境.通过研究其所属百里矿区煤炭资源开采衍生各种灾害形成机理和发生规律,提出阜新深部开采安全措施、沉陷区治理办法、大型露天矿滑坡防治、矸石山植被和生物群落环境修复、地下水系污染治理等一系列具有针对性的控制方法.从多相多场耦合角度建立了灾害衍生与控制间关系框图.最后指出了今后我国煤炭资源枯竭型城市灾害衍生、控制应遵循的研究方向和技术路线.     

高阶统计量方法在地震信号分析中的应用

高阶统计量分析是近20年来国内外信号处理领域的一个前沿课题,广泛应用于所有需要考虑非高斯、非最小相位、有色噪声、非线性或循环平稳性的各类问题中。在地震信号处理方面,应用高阶统计可以消除高斯有色噪声的影响和提取与识别非最小相位子波;基于高阶统计特征的独立分量分析己成为信号处理领域的一个研究热点并应用于地震信号分析中。对高阶统计量的定义和性质以及高阶谱时频分析方法作了介绍,并以此为理论依据,进行了理论模型和实际地震数据的实验。     

地震资料的高阶伪希尔伯特变换边缘检测

构造了一种用于边缘检测的高阶伪希尔伯特变换,它吸收了时频分析的局部化特性和传统希尔伯特变换的思想,调节其时窗宽度和阶数可以实现不同的输出.信号模型及实际图像的处理结果表明,高阶伪希尔伯特变换能提取出各种类型的边缘信息,边缘表达完整、定位准确.利用这一方法对实际地震资料进行了处理,它能突出地震资料的奇异信息.可用于描绘地层精细结构,地层的识别和追踪,裂缝、河道和断层的检测.     

安徽铜陵中生代侵入岩地质地球化学特征再认识及成因讨论

安徽铜陵地区是我国最著名的铜多金属矿产地,岩浆岩出露广泛,岩浆作用与成矿关系密切.作者广泛收集了前人对铜陵地区中生代岩浆岩的研究资料和成果,并在此基础上进行了仔细的岩相学观察和深入的岩石学、岩石化学和微量元素及同位素地球化学研究,系统总结了该区中生代侵入岩的地质地球化学特征,并探讨了其成因机制.研究认为:①铜陵地区中酸性侵入岩形成于晚侏罗世-早白垩世(135 ～ 147Ma),岩浆活动持续时间大约为10～15Ma;岩体沿近东西向深断裂呈带状分布,浅成侵入产出,受多期不同方向和性质的断裂控制.②依据Q-A-P图解确定区内侵入岩主要为辉石闪长岩、石英(二长)闪长岩和花岗闪长岩3类中酸性闪长质岩石,均属亚碱性高钾钙碱性系列.③3类侵入岩具有相似的微量元素、稀土元素和Pb-Sr-Nd-O同位素地球化学特征,反映原始岩浆起源于富集岩石圈地幔,受到壳源物质的混染.④3类侵入岩可能是地壳深部带状岩浆房不同岩浆层中的岩浆与构造运动诱发的深断裂相沟通并随机地上升、脉动式侵位形成的;深部岩浆房中的带状岩浆层可能是由于温度梯度引起扩散对流作用进而发生一定程度的熔离分异作用所致;岩浆演化过程中存在镁铁矿物及磷灰石和锆石等矿物的结晶分异作用.⑤铜陵地区中生代岩浆活动的大地构造背景是大陆板块内部,岩浆作用与晚侏罗纪古太平洋板块的俯冲作用密切相关,但同时受区域前中生代基底构造的制约;侵入岩原始岩浆起源于挤压向拉张转换的动力学背景下的岩石圈地幔加厚之后的减压熔融并底侵下地壳岩石.