两步SVD在极低频电场透地通信中的应用

在极低频电场透地通信中,通常同步采集 2 个互相垂直的电场水平分量。当收发距较大时,采集获得的电场数据往往具有较小的信噪比,接收信号严重受到噪声的干扰,所传递的信息不清晰甚至错误。因此,当在极低频电场透地通信数据信噪比较低时,需要对其进行滤波处理,压制噪声成分,提高数据的质量。提出了一种两步奇异值分解滤波方法,该方法第 1 步压制极低频电场透地通信数据中较强的噪声,第 2 步在第 1 步的基础上继续压制数据中残留的噪声。将该方法应用到某湖上极低频电场透地通信数据中,处理结果表明,该方法可以有效改善各接收点电场数据的质量,极大地提高了数据的信噪比。     

2021年日本福岛海域MW7.1地震S-net海底地震动特征

2021年2月13日日本福岛县东部海域(Off-Fukushima)发生的M_W7.1地震是目前世界最大的海底观测系统——日本海沟地震和海啸海底观测网(S-net)——迄今为止记录到最大的俯冲带地震.为认识海底地震动并探究海陆差异,本文介绍了S-net海域台网及其数据处理的特殊性和必要性,分析了Off-Fukushima地震的地震动幅值、频谱和持时特征,比较了海底与陆地震动衰减特性的异同,对比了近海岸埋置台站、近海沟未埋台站及陆地台站地震动的差异,并与俯冲带地震动模型(GMM)进行了比较.结果表明：Off-Fukushima地震海底水平向PGV和周期大于0.5 s的加速度反应谱值显著大于陆地记录;相比陆地,海底动力放大系数谱向长周期方向偏移,表明海底记录长周期成分更丰富;受到海水的抑制作用,海底记录V/H反应谱比值小于陆地记录;由于海底记录与陆地GMM在路径和场地方面存在差异,水平向PGA及反应谱的残差分布出现明显偏移;海底近海岸埋置台站与近海沟未埋台站的地震动特征存在系统性差异,水平向差异很可能与海底地形有关,而竖向可能受到布设方式对台站与海底耦合程度的影响.本文...     

2021年漾濞地震序列破裂方向性研究

基于2021年云南漾濞M_S6.4地震序列的强震动记录,建立了地震动参数预测方程,采用破裂方向性效应拟合方法估计了强震动记录丰富且空间分布均匀的九次地震的震源破裂方向性特征.结果表明:其中的四次地震(1号、4号、8号、9号)表现出破裂方向性效应,且均为不均匀双侧破裂,但优势破裂方向不同(4号和8号为东南向,1号西北向,9号西南向),说明2021年漾濞地震序列的地震破裂较为复杂;由于主震(4号地震)的破裂速度较慢(约为2.2 km/s),其破裂方向性效应较弱且主要对峰值速度有影响,其它三次地震破裂方向性效应十分显著,破裂速度大于主震;此外,四次地震的破裂方向性效应还存在一定的周期相关性.     

不同小波基对水泥路面脱空信号时频特征的影响

水泥路面脱空是导致路面板块断裂的主要因素,及早确定脱空区域的范围,可为水泥路面结构安全性的力学分析提供依据,避免断板现象．以水泥路面脱空病害为研究对象,采用正演模拟方法研究了脱空形状和深度对探地雷达（Ground Penetrating Rada,GPR）响应信号的影响．使用连续小波变化（Continuous Wavelet Transform,CWT）提取脱空区域信号的时频域特征,并用CWT时频特征重构脱空区域的3D模型．在此基础上,研究了不同小波基对脱空特征的影响,并在室内模型上进行验证实验．结果表明,正演模拟与室内模型的脱空特征一致,且脱空与正常路面的GPR信号在时频域差异明显,CWT图谱能量集中区域可表征脱空的深度和范围;不同小波基函数的CWT处理结果不同,相比于morse小波和bump小波,amor小波的CWT的处理结果更精确,更能反映脱空的时频特征;CWT时频特征可实现脱空病害的3D可视化,为分析脱空区域范围提供参考,这为后续开展道路养护提供理论依据．     

旋转地震合成及其在大跨度悬索桥中的应用

为探究旋转地震动在大跨度悬索桥中的应用,首先,从线弹性理论和功率谱角度基于随机振动理论提出了6维地震动加速度功率谱模型;其次,基于MATLAB编制旋转地震动人工地震合成程序,从反应谱角度对合成地震动进行了正确性验证和拟合精度迭代调整;最后,分析了旋转地震动与地震动入射角对桥梁结构地震响应的影响。研究表明：人工合成的地震动平动分量反应谱与实测地震动的平动分量反应谱吻合度较高;六维地震动的主梁跨中竖向位移越是三维平动地震动的3倍,而主缆轴力峰值接近2.25E+05kN,约是三维平动地震动的1.3倍;旋转地震动和地震动入射角将会加大桥梁结构的位移响应和内力响应,且会减小塔底截面和桩最不利截面的安全性。     

断层走向对刚构桥地震反应的影响

我国西部部分连续刚构桥临近地震断层建设,在抗震分析时通常会忽略断层走向与桥梁纵桥向夹角对其地震反应的影响。利用Midas Civil软件建立4座墩高不同的大跨度连续刚构桥模型,选取10组近断层强震记录进行时程分析,研究断层走向对刚构桥地震反应(位移和弯矩反应)的影响。结果显示：在水平双向近断层地震动输入下,桥梁主墩及主梁纵桥向地震反应在断层走向与纵桥向夹角为75°～135°范围内最大,而横桥向最大地震反应则发生在夹角为0°～30°或120°～180°范围;在三向近断层地震动输入下,与仅考虑水平双向地震动输入下的桥梁地震反应相比,竖向地震动对主梁竖向弯矩响应的影响较大,特别是主墩和主梁的交界处,增大比例可达2倍及以上。就文章选取的4座桥梁算例,不考虑断层走向和桥梁纵桥向的夹角则存在低估桥梁地震反应的可能,低估误差在15%～40%左右。     

甘肃定西地电阻率年变形态及异常特征分析

通过数值模拟及褶积滤波方法,对甘肃省定西台地电阻率两测道“冬低夏高”的反向年变形态进行分析,并利用自适应计算变化幅度法提取该台地电阻率资料的中短期异常数据。结果表明,定西地电阻率的年变形态主要受地表薄层介质电阻率季节变化和降雨影响;褶积滤波法可以拟合短期降雨影响,并且可以过滤地电阻率的年变形态,但2021年出现的趋势性转折下降的低值破年变与降雨量和薄层季节干扰关系不大;九寨沟7.0级和门源6.9级地震前出现较为显著的中短期下降异常变化,最大下降率为0.983%;2022年门源6.9级地震后的两测道去年变趋势变化幅度中的异常形态依然存在,且并未恢复。因此定西台地电阻率对甘东南和祁连山中东段具有指示意义,有必要利用该方法进一步重点关注该区域的强震危险性。     

青海都兰地电场地震异常统计特征研究

在地震孕育发生过程中,不同频率地电场观测出现异常现象已有相关报道,但地电场不同频率成分与地震震级(能量)的相关性统计特征仍不清晰。文章基于小波变换对都兰台地电场观测资料进行分析处理,使用滑动相关性方法对地电场不同频率成分与台站周围400km范围内地震事件进行分析研究,并以青海玛多M_S7.4地震前后大地电场优势方位角计算结果进行回溯性检验。结果表明：(1)都兰地电场不同频率成分不仅在地震孕育发生过程中会出现异常现象,而且出现异常的频率与地震事件震级(能量)存在一定关联性：高频成分(3.4h和8h)与■及■两个地震序列的地震事件均有关联性,其中与■在震前约25(±5)天、10天和5天相关性异常显著,与■在震前约55天、35天、15天和5天相关性异常显著,而低频成分(24h)则仅与■地震序列中的地震事件在约55、35、20及5天左右出现较强的相关性;(2)玛多M_S7.4地震前,都兰地电场低频成分(24h)的大地电场优势方位角在地震前约55(±5)、20(±5)天左右出现明显异常现象,其出现的时间与相关性统计特征具有较高的一致性,原因可能是孕震断层与...     

宁强MS5.3地震前的LURR综合分析

2018年9月12日在陕西省汉中市宁强县发生了M_S5.3地震,震源深度11 km。基于陕西区域2014—2018年地球物理观测资料,选取地下水位、洞体应变、体应变以及地电场等观测手段的20个观测站点,采用库仑应力触发模型的加卸载响应比计算方法,计算各个站点的加卸载响应比(LURR),对此次地震前的异常信息进行分析讨论。初步获知：(1)LURR异常出现时间集中在2017年底至2018年5月,其中地下水位LURR出现异常变化时间最早,出现极大值的时间也最早,而洞体应变、体应变、地电场LURR异常开始时间较晚,集中在2018年2—5月,极大值出现时间集中在2018年3—7月。(2)从各观测手段的异常变化幅度来看,地下水位的变化幅度最小,洞体应变和体应变的变化幅度最大,地电场的变化幅度居中;从空间分布看,不同测项的异常站点有分布较为集中的现象。(3)周至地电场LURR与优势方位角异常变化在时域上较为同步。(4)总体上,地下水位、洞体应变、体应变以及地电场这几种地球物理观测资料反映的LURR异常演化具有准同步性。这为尝试多种观测资料计算LURR,进行多重物理量相互验证,提高...     

地电阻率观测系统自动检测装置的研制及应用

地电阻率观测系统主要包括测量系统和装置系统,在台站的日常工作中,对测量系统准确性和装置系统稳定性都需要人工检测,不仅耗时费力,而且还会受天气和人为因素的影响。本文在研究地电阻率测量误差和装置系统稳定性自动检测方法的基础上,利用单片机技术研制了地电阻率观测系统自动检测装置。利用这一装置不仅可以实现台站地电阻率整个观测系统的自动检测,大大减轻人力消耗,更重要的是可以将国家计量标准直接传递到台站,保证检测结果的可靠性和科学性。该系统经过台站长期的应用,结果表明,地电阻率观测系统自动检测装置运行可靠,可以满足台站观测系统自动检测的需求。