考虑地形起伏和障碍体破裂的汶川地震强地面运动数值模拟

2008年5月12日四川汶川地区发生M_W7.9地震,震中位置103.4°E,31.06°N.这次地震造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域建筑物的严重破坏和人员的重大伤亡,且因为高山等地形复杂区域抢险救灾的艰巨性,为及时救援造成很大干扰.为更好理解地形因素对于强地面数值模拟结果的影响,建立了包含地形起伏影响及去除地形影响的两类模型.同时,依据震源破裂过程运动学反演结果,建立了包含障碍体破裂过程的震源滑动模型,实现断层分段、空间倾角以及滑移角的动态设定.基于动力学的地震动模拟方法,通过对地震波传播过程的数值计算和后处理分析,模拟由地震激发的区域强地面运动过程.结果显示：（1）强震动台站的断层距对地形效应具有放大或抑制作用,距离断层破裂带越近,地形效应越明显,反之,距离越远,则地形效应越微弱;（2）因为地形高差与障碍体的影响,地震造成的峰值可能出现在震中区域之外;（3）考虑地形影响模型的地表峰值速度（PGV）区域位于汶川与北川附近;而未考虑地形影响模型的PGV区域位于灌县—江油断层的后半段,处清平、安县附近;对汶川地震近实时强地面运动波场的模拟、峰值图谱的圈定及未来大地震强地面运动特征的预测都有重要指示意义.

     

Evaluating soil moisture estimation from ground-penetrating radar hyperbola fitting with respect to a systematic time-domain reflectometry data collection in a boreal podzolic agricultural field

The upper 30 cm of the soil profile, which hosts the majority of the root biomass, can be considered as the shallow agricultural root zone of most temperate crops. The electromagnetic wave velocity in the soil obtained from reflection hyperbolas in ground-penetrating radar (GPR) data can be used to estimate soil moisture (SM). Finding shallow hyperbolas in a radargram and minimizing the subjective error associated with the hyperbola fitting are the main challenges in this approach. Nevertheless, we were motivated by the recent improvements of hyperbola fitting algorithms, which can reduce the subjective error and processing time. To overcome the difficulty of finding very shallow hyperbolas, we applied the hyperbola fitting method to reflections ranging from 27- to 50-cm depth using a 500-MHz centre-frequency GPR and compared the estimated moisture with vertically installed, 30-cm-long time-domain reflectometry (TDR) sensors. We also compared TDR and GPR sample areas in a 2-D plane using different GPR survey types and different hyperbola depths. SM measured with TDR and GPR were not significantly different according to Mann–Whitney's test. Our analyses showed that a root mean square error of 0.03 m³ m⁻³ was found between the two methods. In conclusion, the proposed method might be suitable to estimate SM with an acceptable accuracy within the root zone if the soil profile is fairly uniform within the application depth range.     

机器基础动力相互作用的研究

本文分别对单台、双台、联合基础与地基土相互作用体系在扰力作用下的振动特性进行了研究。在计算中考虑了外围土体的影响。通过算例,得到了单台、双台、联合基础的一些振动规律。     

测氡仪K值变化对水氡测值的影响及校正

目前对测氡仪闪烁室K值变化引起水氡测值变化的校正方法存在明显的不合理性。利用曲线拟合方法拟合12个闪烁室K值变化的曲线方程,结果显示K值按二次曲线模型变化。采用该方法对甘肃武山22号井水氡进行重新校正,与之前的校正结果相比,重新校正的曲线连贯性和稳定性更好,且更趋于合理。分别分析武山22号井水氡新校正曲线、原始测值曲线和去台阶处理曲线与地震的对应关系,结果显示新校正的水氡曲线不仅在大地震前异常具有重现性特征,且在同一地震前与震中一定范围内其他台站的水氡异常具有同步性特性。这进一步表明,根据K值的变化机理对水氡测值进行重新校正是非常必要的。     

地壳形变分析的抗差最小二乘配置迭代解法

利用最小二乘配置进行地壳形变分析,其结果的合理性关键在于经验协方差函数的拟合.考虑到观测数据存在粗差的情况,提出基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法和基于中位参数法的抗差最小二乘配置方法.两种方法首先分别利用观测值中位数给出观测值初始权阵以及利用中位参数法给出最小二乘配置初始解,然后均在给定协方差函数参数初始值的情况下,应用合适的等价权进行抗差估计并通过迭代计算,最终获得稳健的协方差函数参数估值及最小二乘配置解.利用本文提出的两种方法以及传统方法分别对庐山地震的GPS垂直位移数据和意大利L'Aquila地震的InSAR同震位移数据进行处理分析.结果表明：相对传统方法,基于观测值中位数初值的抗差最小二乘配置方法效果更好,更具稳健性.

     

山东数字地震台网定位子台网 选取对定位结果的影响

选取山东及邻区4个不同区域的地震,分析“定位子台网”分布对地震定位精度的影响,研究“定位子台网”的选取规则.探讨两种台站分布情况下定位偏差、水平误差、拟合残差随空隙角、近台距离、远台距离的变化;定位偏差及水平误差与拟合残差的关系.结果显示,速报时选择4-9个分布相对合理的“定位子台网”参加定位,结果较好,使用水平误差估...     

A six-step practical approach to semivariogram modeling

Geostatistical prediction and simulation are being increasingly used in the earth sciences and engineering to address the imperfect knowledge of attributes that fluctuate over large areas or volumes—pollutant concentration, electromagnetic fields, porosity, thickness of a geological formation. Central to the application of such techniques is the need to know the spatial continuity, knowledge that is commonly condensed in the form of covariance or semivariogram models. Their preparation is subdivided here into the following steps: (1) Data editing, (2) Exploratory data analysis, (3) Semivariogram estimation, (4) Directional investigation, (5) Simple modeling, (6) Nested modeling. I illustrate these stages practically with a real data set from a geophysical survey from Elk County, Kansas, USA. The applicability of the approach is not limited by the physical nature of the attribute of interest.     

基于宽巷载波的GPS周跳探测与修复的算法改进

鉴于双频P码伪距结合相位观测值用于探测周跳存在的不足,提出了结合DCPC图像和相应的算法来分析周跳发生大小以及发生位置的方法。尤其是在载波L1与L2出现大小相同的周跳且宽巷载波失效的情况下,需结合DCPC图像来分析周跳发生的历元,通过M-W宽巷载波组合及其电离层残差组合,用两历元间的二元一次方程来修复周跳。该方法能够快速地探测及修复周跳,具有实用性。     

利用正交多项式对三维地震资料拟合算法的研究

目前在地震勘探中经常采用的拟合方法多是二维的,本文利用正交多项式的性质以及地震资料的相干性对地震资料进行三维拟合.该方法充分利用了三维地震资料,提高了处理效率.     

多面函数拟合在地壳水平运动研究中的应用

多面函数拟合法已被应用于地壳垂直形变模型的分析中。本文利用这一曲面拟合理论研究了地壳水平形变模型，详细推导了相应的公式，为本方法的进一步研究与应用提供了几点启示