地震反应分析中Caughey阻尼系数的优化解

传统方法建立Caughey阻尼矩阵时,存在选择多个合理参考频率及避免负模态阻尼比的问题。为此,基于地震反应谱分析,以结构的峰值位移误差最小为优化目标,将模态阻尼比大于零为约束条件,提出了优化Caughey阻尼系数的约束二次规划方法。然后,以一个直径90米,高15米的穹顶结构为例,讨论说明当结构的显著贡献模态多且不同动力反应相关显著贡献模态的频率有巨大差异时,采用Caughey阻尼矩阵的必要性。同时,分析比较了传统方法和优化方法对结构地震反应误差的影响。计算结果表明：传统方法选择的参考频率忽略了不同模态对动力反应贡献的差别,动力反应的计算误差无法有效控制;优化方法可使显著贡献模态的阻尼比合理,因此,对于4阶以上Caughey级数,优化方法的计算误差都小于传统方法。     

地震动力:由巨观到微观——1999年台湾集集地震

决定地震发生时的断层破裂能量和了解一个断层带的孕育与发展都需要地震和地质数据的结合.在一个大地震的发生过程中,藉由地震仪的记录分析,了解地震断层破裂过程中其断层的几何破裂行为及其机制,甚至分析其运动学上的灾害行为.在地震源分析中文章作者将以上行为分析称为地震的巨观分析.而地震的微观分析,则是以探讨当地震断层及破裂前缘持续向前前进时,其所需的破碎能量及其形成的极小颗粒之断层泥的物理化学机制.此断层滑移带中的断层泥之物理机制、化学组成及地震断层滑移带厚度,皆为了解地震滑移时摩擦行为及能量释放的重要参数.地震的巨观及微观行为的结合分析,为地震学上重要的突破,使人们得以进一步了解地震破裂过程中的摩擦行为、温度及压力的变化,并探讨地震时造成的地表位移、速度及加速度行为.但断层滑移带的断层泥并小易获得,除非有清楚的深部断层几何,并能以深钻的方式取得断层泥材料进行分析.1999年7.6级的台湾集集大地震产生地表或近地表8-12m的滑移,此近地表的滑移足钻井容易达成的,因此提供一次难得的机会,得出大地震滑移带的断层泥了解大滑移断层的动力机制.而2008年四川汶川地震为另一了解此巨观与微观机制的地震.     

高温高压下矿物流变强度与深源地震机制

利用高压原位同步辐射X射线衍射和衍射谱宽的分析,测量了地幔主要矿物橄榄石(olivine,α相)、卫思里石(wadsleyite,β相)、林伍德石(ringwoodite,y相)及钙钛矿相(perovskite)高温高压下的流变强度.实验结果证明,上地幔和过渡层的矿物与下地幔矿物有非常不同的特点.橄榄石、β相和y相的流变强度都对温度十分敏感,但唯有橄榄石强度在相对低温时就显著减弱,在873K时,橄榄石的强度只有β相的三分之一.与此相反,钙钛矿相的流变强度对温度的敏感度极低.地幔主要矿物流变强度(即矿物积累应力的能力)的特征及其对温度的敏感性可以帮助解释深源地震的发生频率随深度变化的规律.     

与地震预测预报有关的几个物理问题

文章简要介绍了与地震预测预报有关的几个物理问题,包括地震活动性问题、地球深部物质的物理性质及其变化问题、地球深部的流体问题、地震破裂问题、地球深部的形变和应力问题.这些问题的研究涉及当代物理学的一前沿领域.唐山大地震后30年来有诸多重要进展.     

基于中红外痕量甲烷检测的地震预警仪

随着地震断裂带气体观测技术的快速发展,为了对地震进行精确的预报,减少因地震给人民群众生命和财产带来的损失,根据甲烷气体的释放与地震前上地壳岩石的微裂隙有直接关系的这一微观变化,设计并研制中红外痕量甲烷气体检测仪。仪器采用激发波长为7.65 μm的量子级联激光器(QCL),结合双光路长度为76 m的多次反射herriott长光程气体吸收池,可以在4 s的采样时间内实现40 nmol·mol-1气体检测灵敏度。同时,采用半导体激光器频率调制直接光谱吸收技术,降低了该仪器噪声的主要来源1/f噪声,使气体检测下限达到5 nmol·mol-1 (40 s采用时间)。在野外实验中,利用可控震源车作为模拟地震源,将6个痕量甲烷检测仪以100 m为距离等间隔放置,对距震源中心不同距离下的地表面甲烷气体浓度进行动态测量。实验表明,该仪器可以监测地震前地下痕量甲烷气体的释放,为地震前兆预警提供新的途径。     

氟吗啉合成工艺热危险性及动力学研究

氟吗啉是一种新型杀菌剂, 合成工艺热危险性和动力学研究将解决工程问题, 并保障安全生产. 采用差示扫描量热-热重分析仪(DSC-TG)测试主要原料、中间体和产品的热稳定性, 采用反应量热仪(RC1)研究反应热行为, 同时开展反应动力学研究. 研究结果显示, 主要中间体(3,4-二甲氧基苯基)(4-氟苯基)甲酮吸热分解温度为559.3 K, 乙酰吗啉吸热分解温度为478.2 K, 氟吗啉吸热分解温度为638.6 K. 氟吗啉合成反应摩尔放热量为15.44 kJ/mol, 绝热温升ΔT_ad为9.1 K, 本研究合成工艺的热危险性较小. 氟吗啉合成反应动力学方程为：r_A=kc_A^a=8.34×10^-3C_A^0.57, 对主要中间体(3,4-二甲氧基苯基)(4-氟苯基)甲酮的反应级数为0.57 级.     

不同介质地下爆炸的地震耦合效应

对黄土、砂砾石和花岗岩等几种不同介质中的地下爆炸实验进行了地表速度测量,利用实测数据 获得爆炸源频谱以及以折合速度势低频稳态值表示的地震耦合强度。实验结果表明,对于相同当量、相当比 例埋深下的地下爆炸,地震耦合强度和源区介质特性有着强烈的依赖关系,其中介质强度是影响地震耦合效 率的最主要因素,而介质的干孔隙率和水饱和度也是影响地震耦合效率的重要因素。考察了M.D.Denny等 提出的经验公式在估算100kg级当量地下爆炸地震耦合强度的适用性和局限性。     

地震作用下高层建筑结构的分散模糊迭代学习控制研究

针对地震作用下高层建筑结构的模糊半主动振动控制方法进行研究,引入分散控制的策略,将模糊逻辑理论与迭代学习控制算法原理相结合,提出分散模糊迭代学习控制DFILC（Decentralized Fuzzy Iterative Learnin gContr01）算法,并应用于高层结构地震反应振动控制中。对某20层钢结构Benchmark结构模型进行数值计算与分析,结果表明,采用分散控制策略的DFILC算法可以有效地抑制结构地震反应,相对于集中控制的单一失效分散控制系统的可靠性更强且数据实时处理效率大为提高;同时,模糊逻辑理论的运用解决了模型的不确定性和外扰的非线性。     

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷构造变形特征分析

鉴于准噶尔盆地南缘地区已经成为新疆石油勘探的重要靶区,但由于其勘探程度低,四棵树凹陷的构造研究不够深入,无法进行彻底的油区构造分析,对进一步寻找油气圈闭造成了困难.文中对四棵树凹陷地质构造特征进行了详细的分析,将其分为五大构造体系:(1)四固南断裂构造体系;(2)四棵树—–西湖—–奎屯南背斜;(3)固尔图断裂构造体系;(4)艾卡西断裂构造体系;(5)卡因迪克断裂构造体系;然后分别对每个构造体系进行逐一解剖,即主要从地震剖面入手,一一进行地震地质剖面解释,将其划分为每个具体构造,讨论其形成的时期以及动力学特点.重点是建立四棵树凹陷的构造格架,为进一步四棵树凹陷的油气勘探提供了有力的证据.     

逆冲断层地震主震的突变理论分析

逆冲断层系统作准静态形变时的功、能量增量关系可以分解为关于体积应变能的功能增量关系和关于偏应力能的功能增量关系．采用突变理论方法对逆冲断层系统的偏应力功能量增量关系进行的分析表明:折迭突变模型展示的性状可对逆冲断层地震主震的发震条件、演化过程和若干震后特性作恰当描述．围岩的围压大,最大主应力大,逆冲潜断层面倾角小,围岩切向刚度与断层抗剪强度曲线软化段拐点处斜率的比值小, 则震时围岩弹性能释放量大、 震级高, 断层破裂半错距大, 围岩端面位移振幅也大．断层岩体破裂扩容和震时围岩体积应变能释放, 增强了前述效应．