Generalized failure envelope for caisson foundations in cohesive soil: Static and dynamic loading

The response of massive caisson foundations to combined vertical (N), horizontal (Q) and moment (M) loading is investigated parametrically by a series of three-dimensional finite element analyses. The study considers foundations in cohesive soil, with due consideration to the caisson-soil contact interface conditions. The ultimate limit states are presented by failure envelopes in dimensionless and normalized forms and the effects of the embedment ratio, vertical load and interface friction on the bearing capacity are studied in detail. Particular emphasis is given on the physical and geometrical interpretation of the kinematic mechanisms that accompany failure, with respect to the loading ratio M/Q. Exploiting the numerical results, analytical expressions are derived for the capacities under pure horizontal, moment and vertical loading, for certain conditions. For the case of fully bonded interface conditions, comparison is given with upper bound limit equilibrium solutions based on Brinch Hansen theory for the ultimate lateral soil reaction. A generalized closed-form expression for the failure envelope in M–Q–N space is then proposed and validated for all cases examined. It is shown that the incremental displacement vector of the caisson at failure follows an associated flow rule, with respect to the envelope, irrespective of: (a) the caisson geometry, and (b) the interface conditions. A simplified geometrical explanation and physical interpretation of the associativity in M-Q load space is also provided. Finally, the derived failure envelope is validated against low (0.67 Hz) and high frequency (5 Hz) dynamic loading tests and the role of radiation damping on the response of the caisson at near failure conditions is unraveled.     

新疆巴楚和塔什库尔干地震台下方地壳结构研究

Using the teleseismic waveform data recorded by the seismic station Bachu( hereafter referred to as station BCH) i n the Tarim Basin and the seismic station Taxkorgan(h ereafter referred to as station TAG) i n the west Kunlun Mountains for years,we applied the receiver function H-κ stacking method to study the crustal structure beneath stations BCH and TAG. The results showed that there are obvious differences in the crustal thickness beneath stations BCH and TAG,and the regional crustal thickness and terrain have a very good corresponding relationship. There are high crustal average V P/ V S values beneath the two stations. The crustal thickness is 44 km,and the crustal average wave velocity ratio is 1. 849 beneath station BCH. There is a sharp discontinuity in the middle of the crust beneath station BCH at a depth of 21 km. There is a low average P wave velocity and low V P/ V S from the surface to the discontinuity beneath station BCH.The depth of the discontinuity is consistent with the lower interface of the focal depth from accurate location in the Jiashi earthquake source area adjacent to station BCH; and may be the crustal brittle-ductile conversion boundary. The crustal thickness is 69 km,and the crustal average wave velocity ratio is 1. 847 beneath station TAG,a thicker crust and high V P/ V S may indicate that materials in the lower crustal are prone to plastic flow,which is responsible for the thickening of the crust.     

龙门山断裂带横断层地质特征及其控震作用

利用区域地质、构造、遥感地貌、地球物理、野外露头等多方面的证据,标定出龙门山断裂带横断层。在分析卧龙—怀远、虎牙断裂南段和白龙江等横断层特征及分布的基础上,探讨了横断层的控震作用。研究认为,龙门山断裂带横断层具有独立发震、使龙门山主断裂带分段活动及分段发震、与主逆冲断裂联合发震、在主震发生后控制余震传播和引发余震等多种方式的控震作用。     

对流层映射函数对陆态网解算精度的影响

对流层映射函数是卫星高度角及其他一些因素的函数,它的好坏直接影响对流层延迟改正的效果。本文介绍了NMF、VMF1及GMF 3种模型,采用2016年陆态网及周边IGS站数据,通过GAMIT软件计算对比分析了3种映射函数对陆态网解算精度的影响。结果表明,在进行陆态网解算时,3种映射函数模型精度差别不大,截止高度角为10°时精度最佳。     

利用TanDEM-X生成DEM的精度评定

目前,许多学者对TanDEM-X生成DEM开展了一些研究,其研究成果也显示了TanDEM-X生成高精度DEM的可行性。为了验证TanDEM-X/TerraSAR-X干涉生成的DEM能否满足测图要求,需要对其进行精度评价和分析。相对于C波段的ERS、ASAR和L波段的ALOS,X波段的高分辨率TerraSAR影像干涉条纹更密集,解缠更加困难。针对这一问题,本文设计了一种低分辨率SRTM辅助高分辨率的X波段的TerraSAR干涉相位解缠方案,提高了解缠的效率和精度。同时,本文提出了一种基于协方差函数的方法对TDX/TSX DEM进行精度分析和评价。该方法通过对各个距离上的协方差值进行拟合,消除了高程误差异常对InSAR DEM精度评价的影响,可以更加客观真实地反映DEM的精度。实例分析结果表明：采用协方差函数方法来评价DEM的精度是可行的,对于试验研究区域,TDX/TSX干涉生成的DEM总体精度为1.42 m,能够满足1：10 000测图要求,为我国空白地区的测图提供了有利条件。     

一种基于三角函数的矢栅地理数据可逆几何脱密模型

矢栅地理数据是基础地理信息数据的重要组成部分,其安全保护研究十分重要。我国有关法律法规对公开版地图的脱密几何精度有明确规定,基础地理数据需要脱密后才能公开共享使用。本文在分析三角函数脱密特性和矢栅地理数据特征的基础上,顾及矢栅地理数据叠加使用的特点,设计了一种基于三角函数的矢栅地理数据一体化的可逆脱密模型。试验证明,该模型较好地保持了地理实体的拓扑关系,脱密处理速度快,安全性高,误差可控,数据接边好。     

基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法

为研究实际水利条件下农业干旱的发生规律,简化农业干旱事件的评估方法,提出基于区域农业用水量的干旱重现期计算方法。通过构建农业用水量距平百分率干旱指标W_A,在基于降雨量距平百分率干旱指标P_A识别干旱事件的基础上,提取W_A干旱指标下的干旱历时和干旱烈度特征变量,并根据以P_A为干旱指标的干旱烈度频率分布曲线F_S（x）和干旱历时频率分布曲线F_D（x）,运用Copula的简化方法计算基于W_A的干旱事件重现期T,最后结合基于P_A的干旱事件重现期T₀,回归分析出T与T₀间关系的计算公式。选取干旱灾害影响严重的亳州市为实证区域开展应用研究,计算得到1975-2007年各场干旱事件的T₀和T以及T₀与T的经验关系式。结果表明:T比T₀更合理地反映区域农业实际受旱状况,重现期T₀和T间存在高度的相关关系,采用T的回归方程可简化计算考虑区域实际抗旱能力下的干旱事件重现期,在区域防旱减灾实践中具有推广应用价值。     

基于杨赤中推估法空间插值的三维地质隐式建模

杨赤中推估法是一种对空间域复合变量通过连续的几何滤波过程来建立核函数的最小二乘推估法,建模过程简便且能基于少量已知数据点取得好的建模效果。针对地质勘查中离散、稀疏而不规则分布的地质特征点数据难以构建地质体三维模型的难点问题,提出了一种基于杨赤中推估法的三维地质空间插值与模型建立的自动化方法。该方法首先以地质特征点数据库为基础,选用负幂指数函数模型建立适合三维地质空间插值的杨赤中推估法估值数学模型;在此基础上,构建一套基于杨赤中推估法的三维地质空间插值计算和地质体隐式建模的自动化实现流程与程序;最后以实例矿化插值数据为基础,采用基于移动立方体算法的三维隐式建模方法,快速构建实例矿体三维模型。与人工交互圈定地质体边界和进行矿体推断的三维地质显式建模相比,这种方法能快速直观地分析地质特征并处理样品分析数据,方法可行且高效。     

附加GIM约束的全球电离层建模

针对目前地基GNSS台站在全球分布不均匀,导致南半球海洋和中高纬地区出现与实际不符的VTEC为负值的问题,利用IGS前1 d的最终GIM作为虚拟观测值对TEC可能为负值的地区进行约束,结合GNSS数据建立全球电离层模型(称为SGG模型),并用2014年200多个IGS台站数据对模型进行验证。结果表明,各台站VTEC的RMS优于3 TECu(赤道异常区域RMS在5~7 TECu)。同时SGG能有效消除南半球海洋(40°~90°S)VTEC为负的情况,且对原有非负VTEC几乎没有影响(其变化小于2 TECu)。SGG的卫星DCB与CODE 相比,RMS和MEAN分别优于0.2 ns和0.04 ns,不同纬度带SGG与CODE的接收机DCB估值变化基本一致,两者之差基本在1 ns以内。     

基于粘弹性球体地球模型的震后位移与重力变化计算软件

在考虑地球曲率、成层结构、可压缩性与自重的前提下,Tanaka等［1-2］提出一套较为完备的粘弹性球体位错理论,可计算全球任意位置由地震产生的同震与震后形变（含位移、重力变化、大地水准面变化）。Gao等［3］给出了与上述理论相匹配、界面友好的计算软件,能计算30个震后时间点对应的震后形变。本研究针对Gao等的软件进行改进,可计算震后任意时间点对应的震后形变。新软件由3个部分组成：1）与32个震后时间点相对应的32套离散格林函数数值框架;2）格林函数插值计算程序,可针对上述32套格林函数数值框架进行插值运算,输出任意震后时间点对应的格林函数数值结果;3）积分计算程序,调用上述格林函数数值结果,计算任意类型地震在地表任意位置产生的同震与震后形变。一般情况下,使用者只需按要求准备辅助文件,提供发震断层模型和观测站位置信息,以及震中周围地区地幔粘滞性因子,先后运行格林函数插值计算程序和积分计算程序,即可计算出目标地震在地表任意位置产生的同震与震后形变。本文基于粘弹球体位错理论与弹性球体位错理论,分别计算2011年日本MW9.0地震引起的远场同震位移,2套结果的高度一致性证明了新程序的正确性。最后,介绍需要注意的若干事项,便于使用者掌握该软件。