用有限元反演2009年拉奎拉(意大利)Mw6.3地震的DInSAR数据

断层滑动分布通常是通过假设当地地壳是弹性、均匀、各向同性的半空间由大地测量数据恢复的。在过去的几十年里,空间密集的大地测量数据(如,DInSAR图像)同震形变突出的复杂图案,需要新的模拟工具,譬如能够代表地壳流变学和复杂几何关系的数值方法。在这种研究中,我们发展了一种能对当地地壳进行更加真实解释的有限元反演大地测量数据的方法。这种方法应用于2009年拉奎拉地震(MW6.3),使用了同震位移的DInSAR图形。结果突出了不可忽略的介质结构的影响:均匀和非均匀模型显示的差异占断层滑动分布值的20%。此外,非均匀模型中在震源的上方出现了一个新滑动区。我们对分辨率也进行了研究,显示出由大地测量数据恢复的有关断层滑动分布的信息应被认为是周围片区的平均。     

近40年来中国大陆地表气温变化估算

 本文对近20年来中国地表气温变化估算方法进行了全面的总结,并对不同研究者所采用的资料、时间尺度及研究结果进行了对比分析。结合当前国际上应用较多的几种升温估算方法,本文以1970-2007年的气温数据为基础,分别应用直接算术平均法、逐站计算法、区域面积加权法、一级差分法和空间插值法,对中国大陆近40年的升温幅度分别进行了估算,从结果的对比分析中揭示中国地表气温变化估算中存在的不确定性:中国大陆地区近40年来的增温趋势在0.30~0.43℃/10a之间,升温幅度在1.16~1.56℃之间;冬季升温最为显著,夏季升温最少;整体上北方升温幅度高于南方。不同计算方法计算得到的增温速率在绝对值上有着一定差异,但整体趋势是相同的。     

地下储层表征的不确定性及科学思维方法

由于地质的复杂性和资料的不完备性,地下储层表现为“灰箱”系统,表征结果存在着不确定性.基于系统论和科学哲学的方法,探讨了地下储层表征中不确定性的成因类型、内涵及解决方案,并论述了地下储层表征过程中所应重视的科学思维方法.地下储层表征中存在两类基本的不确定性类型:①随机不确定性,主要由局部预测整体(如应用多井资料进行井间储层预测)以及第二性资料的非完全映射(如应用地震资料预测储层)所致;②模糊不确定性,主要由储层概念模式认知不足所致.为了使表征结果逼近地质实际,除了正确应用和创新相关理论和方法外,需要具备科学的表征理念和思维,包括总体把握、分级约束,多科一体、地质为核,发散求索、聚焦论证,辩证思维、综合分析;同时,应正确理解和处理宏观与微观、绝对与相对、静态与动态、映射与多解、局部与整体、模糊与置信、确定与随机、个别与一般、复杂与简约、手工与自动等矛盾统一体的关系.     

距离法定量评价储层地质模型的不确定性

针对目前常用的储层地质模型不确定性评价方法存在的主要问题,提出了先用距离函数计算模型之间的差异,再以差异的大小来判断不确定性大小的方法.以WZ油田西区为例,采用相控物性参数建模技术,利用顺序高斯模拟方法建立渗透率的三维模型.对各种度量差异的距离函数进行对比研究和分析,结果显示曼哈顿距离函数和欧氏距离函数能较好地刻画模型之间的差异.选用欧氏距离函数计算模型之间的差异,其原理是先计算每两个模型之间相对应的每一网格节点的渗透率值差的平方和,然后取平方根,得到一个表征各模型之间差异的矩阵.根据该矩阵可得到各个模型之间的差异程度,差异越大,不确定性就越大.最后通过对比模型过井剖面图分析结果与距离矩阵分析结果,说明了本方法的正确性,结果显示该方法能有效评价随机模拟生成的储层地质模型的不确定性.     

动剪切模量比对反应谱影响的定量分析

动剪切模量比的不确定性会对场地地震反应计算的结果产生较大的影响,而目前对这种影响的研究多限于定性分析,笔者利用渤海海域典型场地对这一影响进行定量分析。首先,建立了土层地震反应计算模型;然后,在不改变影响土层地震反应计算结果其他参量的前提下,赋予了原动剪切模量比一系列偏差并求得了场地反应谱的变化;最后,得到了反应谱对动剪切模量比的敏感度。结果表明:1)在动剪切模量比曲线增大(或减小)后,在基准反应谱的特征周期附近,存在一个反应谱相对于基准反应谱由增大转变为减小(或由减小转变为增大)的转变点。2)在概率水准2和3下:反应谱平台段对动剪切模量比的敏感度最高,其值基本上分布在1.0~3.0;反应谱下降段的敏感度绝对值随着周期的增大先迅速增大后逐渐趋于0,最大值达1.0以上;反应谱上升段的敏感度分布平稳,其值多分布在1.0~2.0。     

考虑地层变异的边坡稳定不确定性分析

目前涉及岩土体不均匀性的岩土问题可靠度分析大多只考虑岩土体的固有变异,即岩土体特性参数的不均匀性,未考虑涉及不同岩土体材料的地层变异。地层变异在实际滑坡中广泛存在,其表现为不同类型岩土材料(如黏土、粉土、砂土)的互相嵌套,或一种类型岩土体在另一种较均质岩土体中的随机分布。为此,提出了利用钻孔资料评估考虑地层变异时边坡稳定不确定性的分析方法。根据已有钻孔资料设计了不同的钻孔布置方案,建立了表征地层变异的马尔可夫链模型,采用有限元强度折减法进行边坡稳定性分析,探讨了钻孔布置方案对评估边坡稳定安全系数和失效概率不确定性的影响。以澳大利亚珀斯市钻孔资料为例,分析了所提方法的有效性。结果表明,钻孔布置方案对边坡稳定安全系数和失效概率的不确定性评估有重要影响。考虑地层变异时,边坡稳定安全系数可以用Johnson分布来描述;边坡稳定安全系数统计量和失效概率不一定随钻孔数量增加而单调变化,边坡影响区域以内钻孔对评估边坡稳定安全系数的不确定性最为有效;当钻孔数目逐渐增加时,边坡安全系数均值逐渐收敛至精确值。     

基于子区间法的隐式功能函数非概率可靠性方法研究

从统计资料不足的角度出发,研究一种岩土工程隐式功能函数非概率可靠性方法,作为概率可靠性方法的有益补充。首先利用系列区间扩展函数降低区间相关性,建立基于子区间法的隐式函数区间解的迭代程序;然后采用试验设计的方法,从全面设计的角度建立统计优化模型搜索最优解,达到一个目标区间内获得一个简单计算方案的目的;最后通过对功能函数中应力函数的区间解设置置信区间,形成有限计算代价下的偏向于绝对安全的隐式功能函数非概率可靠性模型。通过岩土工程中最小支护阻力函数演示该方法的具体操作程序。工程算例结果表明,由此得到的最小支护阻力上限值与蒙特卡洛模拟法最大值的相对误差为0.83%,偏向于绝对安全。     

2008年10月当雄MW6.3级地震断层参数的InSAR反演及其构造意义

2008年10月6日在西藏当雄发生了M_W6.3地震.我们从一对降轨ENVISAT ASAR资料获得了这次地震的同震位移场,通过同震位移场的反演确定了发震断层参数.并且应用一维变异理论评估了InSAR结果中的误差协方差矩阵,直接用于评价断层反演参数的不确定性水平.结果表明,此次地震发生于羊易盆地东缘的次级断层,走向178°,倾角58°,倾向近正西,以正断层运动为主,兼具少量右旋走滑分量,且资料的误差水平对反演结果的影响不大.这次地震引起震中位置地表下沉至少30 cm,似乎是亚东-谷露裂谷带北段的羊易地堑下沉的表现.     

粘性土剪切波速不确定性的统计分析

土体剪切波速具有显著的不确定性。基于全国地震安全性评价工作实测的粘性土的大量剪切波速数据,采用2χ检验方法研究了粘性土不同埋深的剪切波速的概率分布。依据所获得的概率分布,采用相应的统计方法给出了粘性土不同埋深的剪切波速的平均值、最大值、最小值、标准差和变异系数,并给出了95%参考值下限和上限,所获得的结果可用于检验场地剪切波速测试结果的可靠性和粗略估计无实测资料场地土的剪切波速。     

强震复发概率模型中的参数不确定性研究

在强震发生概率计算过程中, 往往只考虑参数的随机不确定性, 却很少考虑参数的认知不确定性． 本文以布朗过程时间(BPT)模型为例, 利用贝叶斯估计法定量分析了强震平均复发间隔的认知不确定性; 研究了在强震发生概率计算过程中如何考虑这种认知不确定性． 结果表明: 采用不同的强震复发间隔参数估计方法, 所得的参数认知不确定性存在明显差异; 在计算强震发生概率时, 是否考虑参数认知不确定性所得的结果存在较大差异．