TEM法斜坡函数断电效应的修正及正反演计算

介绍了层状大地上水平共平面共心线框在阶跃函数或矩形脉冲激发时使用Gaver-Stehfest算法计算互阻抗的方法以及斜坡函数断电效应的修正、给出了重叠回线装置时全时域视电阻率的计算方法和TEM资料的反演算法。     

瞬变电磁场时域格林函数解

近源时间域电磁场具有信号强、探测深度大、精度高等优点,但传统勘探电磁场理论中偶极子近似在近源会引起较大误差,导致这一优势的发挥受到了制约.开展直接时间域电磁场解析式研究,是解决这一问题的途径之一.本文提出在点电荷微元假设下,引入时域格林函数,求取瞬变电磁场时间域解析解.采用积分运算法,把电磁场阻尼波动方程的求解问题转化为求其格林函数积分形式解的问题;建立辅助路径解决奇点问题,利用复分析中的约当引理、留数定理和广义函数等理论和方法,推导计算出时间域格林函数的时空四重广义积分.得到达朗贝尔方程的直接时域格林函数精确解析式,与传统方法“比拟”出的公式具有相同的形式,验证了本文推导的时域格林函数解析公式的正确性;推导出扩散方程的直接时间域解析解.通过与时变点电荷源时间域的电磁响应近似表达式进行对比,得出本文所推导的公式计算精度较高的结论;建立了全空间回线源瞬变电磁场问题的直接时间域求解公式.为解决全场区瞬变电磁场精细探测直接时域解析问题提供了基础理论.     

多层可压缩性地基非轴对称固结解耦分析

采用Schiffman和Fungaroli提出的位移函数,从非轴对称可压缩地基固结的基本控制方程出发,引入中间变量,通过对坐标θ的Fourier级数展开,关于坐标t、r的Laplace-Hankel变换,得到了6×6阶和2×2阶两组非轴对称固结问题的非耦合传递矩阵,然后利用传递矩阵法,结合层间连续性条件和边界条件,得到了多层可压缩地基非轴对称固结问题在积分变换域内的解耦解。最后应用Laplace-Hankel逆变换技术,得到了该问题在物理域内的理论解。编制了相应的计算程序,并进行了数值计算与分析,讨论了可压缩性对地基固结过程的影响。     

利用远震接收函数探测四川盆地及周边地区的地壳结构

青藏高原东南缘的龙门山断裂两侧具有陡峭的地形特征,在约50~100 km的水平距离内,地形高程从2000 m增加到4000 m,该区强烈的壳幔变形特征及地球动力学模式一直是研究的热点问题.本文从四川地区49个固定台站记录的远震资料提取了P波接收函数,获得了四川盆地及周边的地壳厚度和泊松比,并以此构建反演的初始模型.在线性反演的基础上,引入了分别拟合低频和高频接收函数的两步反演技术,用以反演台站下方的地壳S波速度结构.数字试验表明,该方法可以有效抑制接收函数反演的不唯一性,为了得到最优解,最后用Bootstrap重采样技术估计解的不确定性.结果表明,四川盆地的地壳厚度在40~46 km,松潘-甘孜块体北部的地壳厚度为46~52 km,而南部增厚到50~60 km.从四川盆地向西跨过龙门山断裂,地壳厚度增加了10~15 km.在四川盆地及周边地区,地壳泊松比在0.26~0.32之间,呈块体分布特征,高泊松比（0.28~0.32）主要沿龙门山断裂以及安宁河-小江断裂分布.地壳S波速度结构表明,来自青藏高原中部的中下地壳低速层可能受到了坚硬的四川盆地阻挡,改变原来的运动方向并沿龙门山断裂展布,由于低速层的囤积导致该区地形陡峭和下地壳增厚.

     

兴蒙造山带诺敏河火山群地壳厚度与波速比研究

利用布设于兴蒙造山带诺敏河火山群地区的宽频带流动地震台站资料,基于接收函数方法,获取了该地区的地壳厚度与波速比值.研究结果显示,该地区的地壳厚度介于32~38 km,莫霍面深度在空间上分布特征与五大连池为中心的火山带分布具有较好的一致性：沿着火山带延展方向地壳较薄.该地区的波速比介于1.74~1.84,波速比在空间上与地壳厚度变化具有一致性：高波速比主要集中于靠近五大连池火山带地区,向诺敏河火山和小古里河火山延展.研究认为：诺敏河火山与五大连池火山带可能具有相同的岩浆来源,可能与富钾岩石圈地幔拆沉作用造成的地幔热物质上涌有关.研究区地壳厚度与波速比呈现负相关关系,暗示该地区可能发生过岩浆底侵作用.

     

洞庭湖地区耕地功能时空演变特征及影响因素研究

耕地功能时空演变规律及影响因素研究是凸显耕地价值与作用、推动地区协调发展的重要科学依据。综合运用熵值法、地理探测器模型等方法,以湖南省洞庭湖地区24个县市区为研究区域,对该地区耕地功能的时空演变、空间分异及其影响因素进行研究。结果表明：① 1998—2018年洞庭湖地区耕地经济生产功能整体呈增强趋势,主要集中于洞庭湖地区中部、西南部等农业基础较好的区域;社会保障功能整体增强明显,仅有临澧县、津市市和鼎城区3个地区功能强度有所减弱;生态维护功能空间格局变化较小,整体呈中间高两边低的态势。② 自然地理条件是早期影响地区耕地功能的主要因素,随时间推移其影响能力逐渐弱化;社会经济发展到一定阶段,社会经济因素对耕地功能空间分异的影响能力逐渐增强,并凸显出决定性作用;耕地利用水平的不断提升,对耕地功能空间分异影响能力逐渐增强;不同因子之间的交互作用能够明显增强对洞庭湖地区耕地功能空间分异的解释力,共同推动地区耕地功能多元化发展。     

基于Chebyshev自褶积组合窗的有限差分算子优化方法

有限差分法广泛应用于地震波数值模拟、成像和波形反演中,差分数值解的精度直接影响着地震成像和反演的效果.因为有限差分算子可以通过截断伪谱法的空间褶积序列得到,而截断窗函数的属性影响有限差分算子逼近微分算子的精度.具体地讲,窗函数的幅值响应的主瓣和旁瓣决定了有限差分算子逼近的精度,主瓣越窄,旁瓣衰减越大,则有限差分算子逼近微分算子的精度越高,更好地压制数值频散.基于此认识,本文提出了一种基于Chebyshev自褶积组合窗截断逼近的有限差分算子优化方法.Chebyshev自褶积组合窗的主瓣较窄,且旁瓣衰减大,其可通过只调节三个参数,更直观和可视化地控制主瓣和旁瓣的形状,改变有限差分算子逼近微分算子的精度;该窗函数截断逼近的有限差分算子不仅有较大的谱覆盖范围,而且精度误差波动较小,这表明低阶的差分算子可以达到高阶算子的精度,且逼近误差更稳定;从经济上来讲,将有效地减少模拟计算花费,提高计算效率.     

利用模糊统计法进行天然气水合物靶区预测——以青海木里地区为例

运用模糊统计法,以木里地区的物化探资料为例,对木里地区的天然气水合物资源分布情况进行预测,结果表明,应用这种方法进行水合物预测是可行的,预测区域与已知钻遇到水合物的钻孔有很好的对应,且圈定了6个水合物有利区,这不仅对物化探方法技术优选、异常特征分析和评价指标确立等工作具有指导意义,而且对加速推进我国陆域冻土区天然气水合物资源勘查与潜力评价工作具有十分重要的意义.     

流域湿地水质净化功能研究进展

湿地具有去除水中营养物质或污染物质的特殊结构和功能属性,在维护流域生态平衡和水环境稳定方面发挥巨大作用。提出了流域湿地是将流域中湿地看作一个整体,研究其水质净化功能。对国内外湿地净水功能的特殊属性、湿地系统各组分对污染物质的去除作用及湿地对污染物质的去除过程研究作了不同程度的探讨。在流域的尺度上,进行了流域湿地水质净化功能的环境因子、影响流域湿地水质净化功能的重要湿地类型和流域湿地整体水质净化功能的研究,总结了流域湿地水质净化功能。对流域湿地水质净化功能未来的研究进行了讨论与展望。     

Linear viscoelastic behavior of asphalt mixes from dynamic frequency response functions

In the small strain domain, asphalt mixes (AM) have a linear viscoelastic (LVE) behavior that is strongly dependent on frequency and temperature. The maximum ratio of modulus values can be up to 1000, and traditional elastic analyses are not pertinent. The possibility to characterize AM from frequency response functions (FRFs) was studied. A new optimization process using the finite element method (FEM) has been developed to back-calculate the LVE properties of AM from FRFs. The numerical optimization process was applied to a reference material with averaged LVE properties determined from tension-compression tests performed on a wide variety of AM types. The LVE properties were modeled considering the 3-Dim version of the model 2S2P1D (2 Springs, 2 Parabolic elements, and 1 Dashpot). Reference FRFs for the considered reference material were obtained from FEM simulations. Three different configurations that may be of interest for practical tests were studied at five different temperatures. The proposed numerical optimization method consists in performing separate optimizations at each temperature to obtain the LVE properties for the considered temperature. Then values obtained at each temperature are considered to optimize 2S2P1D and Williams Landel Ferry (WLF) Equation constants to simulate the global LVE behavior of the material. The accuracy of the process was assessed regarding both the calculated FRFs and the complex modulus evaluation. Results indicate that the proposed optimization process converges almost perfectly towards the reference FRFs. The simulated complex modulus values are also in very good agreement with the values of the reference material.