Kinematic source model for simulation of near-fault ground motion field using explicit finite element method

1 Introduction The prediction of broadband near-fault ground motion is an important aspect of seismic risk analysis, and is essential for the evaluation of urban seismic safety. Many methodologies are used to model the near-fault ground motions, such as the Green function method, ?nite element (FE) / ?nite difference (FD) method and a hybrid method (Aagaard, 1999; Oprsal and Zahradnik, 2002; Oprsal et al., 2003 a and b). In the hybrid method, the FE / FD method is used to model the low fr…     

3D viscous-spring artificial boundary in time domain

After a brief review of studies on artificial boundaries in dynamic soil-structure interaction, a three-dimensional viscous-spring artificial boundary （VSAB） in the time domain is developed in this paper. First, the 3D VSAB equations in the normal and tangential directions are derived based on the elastic wave motion theory. Secondly, a numerical simulation technique of wave motion equations along with the VSAB condition in the time domain is studied. Finally, numerical examples of some classical elastic wave motion problems are presented and the results are compared with the associated theoretical solutions, demonstrating that high precision and adequate stability can be achieved by using the proposed 3D VSAB. The proposed 3D VSAB can be conveniently incorporated in the general finite element program, which is commonly used to study dynamic soil-structure interaction problems.     

水文地球化学信息对岩溶地下水流动系统特征的指示意义--以山西神头泉域为例

神头泉域岩溶水的水化学特征显示,岩溶水样的总溶解固体质量浓度、Sr2 质量浓度及宏量组分质量浓度均由泉域北、西、南部向排泄区增大,与岩溶水的流动方向一致.根据c(Sr)/c(Ca)与总溶解固体质量浓度可将神头泉群划分为3个泉组,对应于3个不同的岩溶水子系统,岩溶水样的聚类分析结果与这一结论相符合.研究表明水文地球化学信息对地下水系统的水动力特征分析具有指示意义.     

玛湖-盆1井西复合含油气系统二叠系地下水动力场的形成与演化

油气运聚及分布和地下水动力场的形成与演化密切相关,随着盆地的演化,地下水动力场也经历了形成、发展和消亡的过程.对水化学、水动力分布特征研究表明,玛湖-盆1井西复合含油气系统二叠系的现今水动力场由于达巴松凸起而呈现分割性,形成玛湖和盆1井西2个独立的水动力体系,欠压实的存在使凹陷内仍然保持离心流特征,而盆地西北缘则是大气水下渗向心流区.研究区二叠系的水动力场演化具有南移特征.     

印度-澳大利亚板块应力场数值模拟及其动力学分析

印度-澳大利亚板块的边界类型和性质十分复杂。本文采用伪三维有限元方法,利用WSM2000观测应力场数据的应力取向和应力状态作为主要约束,建立了印度-澳大利亚板块岩石层三维模型,对印度-澳大利亚板块构造应力场进行了数值模拟,进而探讨印度-澳大利亚板块所受边界力对板块内部应力场的影响。结果显示,印度-澳大利亚板块的构造应力场主要受到两个因素的控制:①软流层静压推力;②来自碰撞带的阻力,包括喜马拉雅、巴布亚新几内亚、新西兰和印度-澳大利亚板块与欧亚板块的西北边界。而来自俯冲消减带的拉张作用力对板内应力场的作用相对较小。      

长江三峡巴东复杂斜坡系统成因研究

三峡库区巴东县新城区所在的扇形大斜坡是一个复杂斜坡系统。斜坡后缘边界的挤压变形带是斜坡整体沿其底界面（T1j^3-T2b^1）之间岩层界面向长江发生重力蠕滑作用的结果,不存在“巴东断裂”问题。斜坡系统内部未发现成规模的褶皱,也不存在数量众多的内动力成因的断裂带。巴东斜坡区浅表生变形破坏类型可概括为侧向拉裂、“雪崩式”垮塌、表层风化、侧向滑移张剪破裂、岩层折断变位、软岩膝折剪破裂和压扭破裂又重胶结7种重力卸荷破坏力学模式。斜坡系统内部发育分期分区（块）滑动（滑坡）现象,但不存在构造地质意义上的“断层”形迹。在地貌形态上,巴东大斜坡被4条冲沟分割成5个斜坡单元。在斜坡地质结构、成因类型与空间分布上,巴东大斜坡可划分为3个层次,即表层崩塌滑坡成因为主的堆积层（第一层次）,冲沟分割且浅表生地质形迹发育的层状顺倾的中间基岩层（第二层次）和整体连续顺倾的深层基岩层（第三层次）。分形几何计算证明,巴东大斜坡的地貌形态尚处于侵蚀发育的青（幼）年期。FLAC^3D数值模拟发现,在长江侵蚀下切的不同阶段,巴东斜坡体前缘和后缘接近底界面位置塑性变形区分布集中,但不具备沿深层界面发生整体滑动剪出的可能性。基本认识是,“巴东复杂斜坡系统”是在官渡口-东瀼口向斜南翼（单斜山）的地质背景下,持续经受长江快速侵蚀下切外动力作用,河谷岸坡快速临空导致其自身重力产生强烈的侧向卸荷与滑移等浅表生地质改造作用过程而形成的,可简单地概括为“重力成因论”。     

电镀金刚石钻头镀前超声清洗机理及工艺研究

电镀金刚石钻头镀前清洗是钻头生产的关键制造工艺.超声清洗作为一种精清洗技术,在不少领域获得了成功.本文阐述了超声波对金刚石钻头镀前清洗工艺的适应性,分析了电镀金刚石钻头中的主要清洗对象及超声清洗机理,对超声清洗中的各项工艺参数及工艺流程进行了研究,说明了超声清洗的经济适用性及可操作性.     

应用泉水均衡法分析四川省兴文县新坝水库岩溶渗漏问题

岩溶地区水库渗漏是碳酸盐岩地区兴建水利枢纽的主要工程地质问题之一,尤其是在可溶岩广布、岩溶发育强烈、地形复杂地区。拟建兴文县新坝水库地处岩溶地区,存在岩溶渗漏的可能性。通过对该水库库区地质概况、岩溶水系统进行分析研究,论证了水库潜在的三条岩溶渗漏途径均不会发生渗漏;并利用库区降雨量与泉流量进行水均衡计算,计算结果进一步论证了该水库不存在岩溶渗漏问题。     

焦作市矿产资源开发的环境地质问题

焦作市是在矿产资源开发基础上建立起来的新兴工业城市,随着社会经济的发展,环境地质问题日益突出。现有采空区149 km2,煤矸石堆存量1 180.77×104t,占地41.81×104m2,尾矿坝4座,方量已达2 660×104m3,矿坑突水700余次,经济损失达3亿多元,矿区水环境污染严重,大部分地下水为Ⅳ类、Ⅴ类水。每年投入治理与赔偿地面变形、塌陷损失金额达数百万元。本文分析认为矿产资源开发环境保护的法律法规不健全,环境保护意识淡薄,矿区环境恢复治理资金不畅,技术投入不足是造成矿区生态环境地质问题与影响矿区生态环境治理的主要因素。加强宣传教育,推广实用技术,从源头减少矿产资源开发诱发的环境地质问题,建立矿山生态环境保护与恢复治理相关制度,实施矿业权资产化管理,是有效预防因矿产资源开发诱发生态环境恶化及进行恢复治理的重要途径。     

八岭山古墓群保护区地下水水化学特征及其对古墓的影响

湖北荆州八岭山地下埋藏有特大型、大型及中型古墓560余座,具有极大的历史文化价值,然而长期以来对影响古墓保存条件的地下水水文地球化学特征缺乏深入认识,因此,开展该保护区地下水水位动态监测与分析十分必要。基于水文地质调查、地下水水化学、同位素分析和地球化学模拟,识别了八岭山古墓群保护区地下水水文地球化学特征,揭示了地下环境中主要的水文地球化学过程。结果表明：研究区地下水主要来源于大气降雨,雨水经包气带入渗向下依次补给潜水、潜水-承压水、承压水,潜水-承压水经历了一定程度的蒸发过程;地下水pH值范围为6.50～8.06,总体上为微酸性到弱碱性的水环境条件;水化学类型以Ca-HCO₃型为主,溶解性总固体(total dissolved solids, TDS)含量范围为149.30～608.56 mg/L,离子组分主要来源于水-岩相互作用;硅酸盐岩的风化溶解以及方解石、白云石的溶解-沉淀平衡和离子交换是八岭山古墓群保护区地下水水化学的主要控制过程;垂向渗滤是八岭山古墓群保护区地下水运移和影响古墓葬埋藏条件的一个重要形式,强烈的水-岩相互作用形成的水环境条件可能对古墓葬埋...