面向深地探测的光纤重力梯度仪测量原理与研制进展

发展深地探测技术对于推进地球物理发展有重要意义.基于重力梯度的深地传感技术具备自身独有的优势,可以有效弥补现有主要方法的局限.本文提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量原理,将重力梯度转化为角加速度并利用光纤角加速度计进行精密传感.本文设计了重力梯度原型样机,并利用ANSYS有限元仿真论证了其可行性与稳定性,在此基础上对光纤重力梯度原型样机进行了长达14天的连续静态测试,得到角加速度测量本底噪声低于3×10^-10rad·s^-2·Hz^-1/2,对应重力梯度测量噪声达0.68 E·Hz^-1/2.基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量没有对传感单元一致性的要求,无需复杂的环境控制与辅助设备,测试结果展现了其高灵敏度特性以及应用于深地探测的巨大潜力.

     

南太平洋富稀土海区海水中的溶解态稀土元素空间分布特征研究

深海富稀土沉积物因其资源潜力巨大,近年来备受关注。一般认为,沉积物中稀土元素和钇（总称REY）的主要来源为上覆海水,但针对富稀土海区上覆海水中REY的研究较少。本研究针对南太平洋富稀土海区采集的3个站位的全水深海水样品,测试出了15种溶解态REY,并对比了邻近海域已发表的数据,分析了该海区REY的空间分布特征。研究区表层水中溶解态REY浓度主要受风尘输入影响,而中层和深层水体中溶解态REY浓度主要受水团控制。经过澳大利亚后太古代页岩（PAAS）和北太平洋深层水（NPDW）归一化后的配分模式可确定REY间的分馏特征,分辨出不同水团。与其他大洋中报道的REY数据比较发现,表层水中REY浓度受风尘和河流输入影响导致差别较大,中层水中REY浓度与印度洋较为接近,深层水中REY浓度与不同大洋的水团年龄表现为正相关趋势,即REY浓度由小到大依次为大西洋、印度洋、南太平洋、北太平洋。     

滑裂面形状对挡土墙主动土压力的影响

滑裂面的准确选取对挡土墙稳定性分析有重要影响。基于塑性极限分析理论,分别推导了直线和对数螺旋线滑移模式下挡土墙主动土压力的计算公式,通过算例对比分析研究了平面滑裂面和对数螺旋滑裂面主动土压力的特点。研究结果表明:直线滑裂面为对数螺旋滑裂面的一种特例,随着滑裂面曲率增大,主动土压力合力作用点逐渐上移,主动土压力合力略有增加,但对墙趾的弯矩显著增加,不利于挡土墙稳定性;挡土墙各参数对直线滑裂面主动土压力合力作用点有不同影响,随着填土内摩擦角、挡墙倾角、填土倾角的增大而上移,随着墙土间摩擦角、黏聚力与容重挡土墙高度的乘积之比的增大而下移,合力作用点位置大致在0.2~0.4倍墙高处,说明主动土压力的非线性分布。研究结果对准确选取滑裂面形状计算挡土墙主动土压力有实际工程应用价值。     

球谐函数变换快速计算扰动引力

在球谐函数变换基础上,利用新极下轨道的特殊性,在新坐标下引入Clenshaw求和计算轨道扰动引力。从理论上对比分析了传统方法、球谐函数变换方法和改进方法的计算速度和存储模型需要的物理空间。模拟试验分别采用3种方法计算了一段轨道的扰动引力,试验结果表明,改进的球谐函数变换方法比传统球谐函数变换方法计算速度可提高100倍,数据存储量仅占传统方法的3%。     

湘东北栗山铜铅锌多金属矿床热液萤石稀土元素地球化学特征及其指示意义

江南造山带中段幕阜山地区栗山大型铜铅锌多金属矿床中伴生规模可观的萤石资源, 储量达41.5万t。该区萤石形成过程与机制尚缺乏有效约束, 制约了对其矿床成因机制的认识和找矿实践。本文通过栗山绿色、紫色及蓝色萤石组构分析、荧光测试和ICP-MS微量元素含量分析, 探讨栗山矿床成矿过程与物理化学环境。岩相学与矿相学证据指示栗山热液活动可划分为四个阶段: 乳白色石英+少量绿色萤石(Ⅰ), 蓝色、紫色萤石+石英+绿泥石+金属硫化物阶段(Ⅱ), 石英+绿色萤石+绿泥石+金属硫化物阶段(Ⅲ)以及石英+方解石阶段(Ⅳ)。各颜色萤石Diamond View荧光测试结果显示深紫色萤石荧光最弱, 蓝色萤石次之, 绿色萤石荧光最强。绿色萤石的∑REE高于蓝色、紫色萤石, 且绿色萤石LREE相对富集而蓝色、紫色萤石HREE相对富集, 表明成矿Ⅱ阶段至Ⅲ阶段成矿温度整体降低且pH值升高。Tb/Ca-Tb/La以及Y/Ho-La/Ho图解指示不同颜色萤石属同源岩浆流体和大气降水产物, 栗山萤石的沉淀机制主要为水岩反应并伴随流体混合。

     

西昌普诗地区中—下白垩统小坝组岩石–紫色土剖面稀土元素地球化学特征分析

探究山地–丘陵区稀土元素地球化学特征,对了解区域生态地质环境具有十分重要的意义。本文在大凉山区生态地质调查的基础上,选取西昌市普诗地区中–下白垩统小坝组4个典型土壤垂向剖面进行系统采样分析,揭示了西昌普诗地区岩石–土壤剖面中14种稀土元素（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）的地球化学分布、迁移及富集特征。结果表明：相似的环境下不同类型成土母岩形成的同类土壤中稀土元素含量有所不同,泥岩–紫色土剖面（PM0909）、砂岩–紫色土剖面（PM03-3）、粉砂质泥岩–紫色土剖面（PM04-4）、泥质粉砂岩–紫色土剖面（PM0924）等代表性剖面土壤中,稀土元素含量依次为126.870 mg/kg、116.472 mg/kg、163.926 mg/kg、175.231 mg/kg,各个剖面稀土元素含量差异与成土母岩的岩性和粘土矿物含量关系密切,黏土矿物对稀土元素具有一定的吸附作用;研究区4个剖面呈现明显的“V”字形右倾模式,负Eu异常明显,重稀土部分较为平坦,属于轻稀土富集型,这与成土过程中稀土元素（REEs）淋溶及其成土母岩化学性质差异有关;不同成土母岩形成的剖面迁移系数存在一定的差异,迁移系数高值主要分布在各个剖面的淀积层（B层）底部及母质层（C层）,这是由于REEs受到淋溶、淀积作用和黏土矿物吸附、解吸作用的共同结果。本次研究结果可以为大凉山区大尺度的生态地质研究提供一定的理论支持和科学依据。

     

固体潮对泾县地震台洞体内静力水准系统的影响研究

介绍了静力水准系统hydrostatic 　levelin g　system hls的测量原理以及固体潮对hls测量精度的影响并对hls数据进行固体潮调和分析获得了该地区高精度的倾斜固体潮参数及模型 在此基础上利用该地潮汐模型对hls监测数据进行潮汐改正进而得出当地两监测点之间的实际地面形变为静力水准系统在高精度 m量级加速器准直测量中的应用奠定基础     

FEM for stability analysis against overturning of portal water injection sheet pile

Portal water injection sheet pile （PWISP）, as a retaining wall, appeared in seashore engineering in 2000. Although there have been many systematic methods addressing the issue, there are very few focusing on the new structure because of the difficulties in defining the earth pressure between the two piles. A new method is proposed in this paper to obtain the earth pressure between the PWISPs. Stability analysis against overturning follows as a consequence. Using Finite Element Analysis （FEA） software ANSYS, both the nonlinear characteristics of the soil and those of the contact elements are taken into account to obtain the earth pressure distribution on the contact surface. Based on the results of the FEA, Rankin＇s theory and the slip plane theory, the formula of the earth pressure on the inner surfaces between the piles is given. Assuming the PWISP as the analysis object and the earth pressure as an outside force acting upon it, the equation of stability against overturning of the PWISP is presented. Finally, some parameters are discussed about the stability of the PWISP against overturning, such as the embedded depth of the front pile, the distance between the two rows of piles, the internal friction angle and the cohesion of the earth. The results show that the increase of the cohesion and the internal friction angle will decrease the distance and the embedded depth, and therefore enhance the stability against overturning. Specifically, when the distance is 1/3-2/3 of the maximal excavation depth, the two rows of piles give the best performance in stability.     

高邮地震台地电阻率和地电场勘选及建设

地震预报是建立在观测数据基础上的研究,地电阻率、地电场是观测地下介质电性结构随时间的变化,要求观测系统有足够的分辨率和长时间范围的测量准确度。这就要求拥有先进的观测仪器和优良的观测场地,高邮地震台采用ZD8BI地电阻率仪器和ZD9A地电场仪器进行观测,并严格按照《地震及前兆数字观测技术规范》、《地震台站观测环境技术要求（第2部分,地磁观测）》（GB／T19531．2-2004）和《地震台站建设规范（地电台站,第1部分：地电阻率台站）》（DB／T18．1-2006）和《地震台站建设规范（地电台站,第2部分：地电场台站）》（DB／T18．2-2006）的技术要求,对观测场地进行认真的勘选和测试,对外线路的走向设计和建设,考虑地电阻率和地磁同场地的供电干扰问题,采取有关措施加以解决。对外线路进行全部地埋方式,解决了风扰和外线路被盗的问题,提高了观测精度,保证资料连续可靠。     

延庆地震台地电阻率改造影响的分析研究

对延庆地震台地电阻率的观测系统进行改造后的变化特征进行了初步研究,介绍了电极和外线路改造技术环节,并通过改造前后观测资料的对比分析对改造后的观测系统情况进行了评价。