姑咱台的十年钻孔应变观测和汶川地震前兆异常

姑咱台的YRY-4型四元件钻孔应变仪是2006年底安装的,至今仍在正常工作,已经有十多年的分钟值观测数据.姑咱台的这种观测的高质量,首先体现在连续性上,除仪器本身的耐久性外,认真有效的运维管理是一个重要原因.这种高质量观测的另一个特点是稳定性,十年来耦合系数保持稳定,说明观测系统的稳定.这种观测数据保持了良好的自洽性,作为四元件钻孔应变观测,这是一项关键指标.所有这些指标(连续性、稳定性和自洽性),说明了观测技术和产出数据的可靠性.根据这十多年的可靠观测数据,得到两个重要认识:一个是这种仪器可以观测长期的构造应变速率,改变了过去对钻孔应变观测频响性能的认识,有助于对现今构造运动特别是地震断层现今活动性的研究;另一个是汶川地震前观测到的异常变化得到进一步确认,这为地震前兆研究提供了一个可靠的个案.不仅如此,姑咱台还进行了这种钻孔应变仪的高频观测实验,采样率达到每秒100次,与摆式地震仪相同.结果表明,这种应变仪在高频端的观测表现非常好.这为地震波研究提供了新手段.更重要的是,它说明这种钻孔应变观测是一个地球动力学的全频段观测技术.这种观测创造了一种可能性,就是将地震孕育以及发生的过程完整地记录下来:从趋势改变到蠕变,从慢地震到低频地震,从前震到主震,可以用这种四元件钻孔应变仪将所有各种变化全部记录下来.     

3种钻孔应变仪记录的玛多MS7.4地震同震响应特征对比分析

针对2021年5月22日青海玛多MS7.4地震,采用3种型号的钻孔应变仪观测到的应变资料对比分析同震应变波,结果表明3种仪器记录同震的初动时间、波动幅度和持续时间等存在一定差别:在震中距相当的情况下,TJ型体应变仪和RZB型四分量钻孔应变仪存在波动幅度变化小、持续时间短的问题,难以从背景变化中区分同震响应,影响钻孔仪器同震规律研究; YRY?4型四分量钻孔应变仪波动幅度变化大,持续时间长,在映震效果上表现较为突出。     

基于B/S的钻孔应变数据可视化分析平台

随着四分量钻孔应变观测数据的积累和观测可靠性的提升,提高钻孔应变观测数据的处理分析和可视效率是当前钻孔应变观测研究的重要任务。钻孔应变观测数据在超宽频带内具有高分辨率,使得钻孔应变观测对地震和地震预报研究具有重要意义。利用正应力花瓣图表示法来显示地应力的变化,不仅有助于定性分析台站所处地点的相对地应力变化,也可以定量读取在某时刻任一方向上观测到的正应力。本文通过这种方法与数据可视化技术结合,以图表数据结合地图展示作为平台主体,搭建了基于B/S体系结构的四分量钻孔应变数据可视化分析平台。该平台可以直观展示钻孔应变仪记录的地应力时空变化,实现钻孔应变数据的可视化分析与多用户共享访问。     

周期气压波对地壳应变场观测影响的若干因素分析

地壳应变场常用钻孔体应变仪进行测量,而周期为几分钟到几小时的短周期气压波是影响体应变仪工作的一种长期因素.本文以Evertson等人推导的体应变短周期气压干扰模型为基础,从理论上进一步探讨了体应变气压影响系数与气压周期、岩石弹性参数和井孔深度的关系及变化规律.由于体应变观测井孔存在耦合效应,又建立了大气压垂直载荷作用下观测井孔耦合系数计算方程,比较了在多重因素作用下体应变气压影响系数理论观测值与无孔岩石真实值之间的差异,并与涞水、顺义、东三旗和昌平台的Sacks体应变实际观测资料进行了比对分析.这对地震前兆微动态信息背景场的探索具有实际意义.      

SKZ-3分量钻孔应变仪的测试方法研究

基于四分量自检原理研制出的SKZ-3分量钻孔应变仪,不仅具有传统地应力观测优势,还具备地球深部高频应变监测。而对SKZ-3分量钻孔应变仪进行测试和校验,是保证观测数据真实有效的基础。     

小陶地震台钻孔体应变仪观测质量与映震能力分析

对小陶台钻孔体应变仪前兆数据开展研究、统计,分析观测曲线的同震地震波,归纳出2016-2020年体应变的国内国际同震地震波形特点,并画出地震能力线,量化评估小陶台钻孔体应变仪映震能力,得到小陶钻孔体应变仪对不同震级地震的响应范围.通过数据分析来看,小陶台钻孔体应变仪数据质量较高,映震效果较好.     

天山中段2次6级地震前钻孔应变高频异常分析

2014年以来,天山中段分量钻孔应变仪空前增多,这些高采样率的应变观测资料蕴含着丰富的构造信息。如何从高采样率观测资料中提取有效的前兆异常信息,是分析研究人员亟待解决的问题。文章通过对天山中段分量钻孔应变观测数据进行S变换和超限率分析发现,在天山中段2次6级地震前有5套应变资料出现高频信息异常。这些异常均在震前出现,随后达到峰值,临震前或地震后衰减,其中短周期异常信号主要集中在10～720 min频段,且S变换与超限率分析结果具有很好的同步性。结合精河地震震源区及附近的GPS分析结果,发现高频异常信息的分布与该地区地壳运动场具有很好的一致性,进一步验证了高频信息异常的可信度。     

从5.12汶川地震前后分量应变仪观测到的应变异常看建设密集应变观测网络的必要性

2004年我国“数字地震观测网络工程”决定在我国布设40套YRY-4型四分量钻孔应变仪。本文介绍5·12汶川地震前后分量应变仪观测到的应变异常及根据应变异常与其它观测手段对8·30会理6.1级地震较准确的预测。据此,提出我国有必要加速应变密集台网建设。     

钻孔应变观测干扰及异常分析

怀来台体积式钻孔应变仪安装于1988年,以应变固体潮为主要观测目标.多年来,取得了连续完整高质量的观测资料.本文列举了怀来钻孔应变的台址背景及仪器观测条件;分析了实际观测中钻孔应变资料受仪器零漂、气压、水位、降雨等因素的干扰;研究了钻孔应变在本区及邻区震前出现的记录曲线畸变、潮汐因子异常、应变固体潮畸变等不同形式的异常变化并对其进行特征分析.研究表明,钻孔应变观测是获取构造活动异常变化信息,进行地球物理研究、地震预测预报的有效途径.     

Sacks-Evertson钻孔应变仪观测网在京津地区的安装

Sacks-Evertson钻孔应变仪最深可置于500米的钻孔底部。这种仪器的主要优点是灵敏度高(可分辨10~(-11)应变)工作频带宽(频响曲线的平直段从零频至十几赫兹),动态范围大(10~(-11)至10~(-5)应变),由于安装在钻孔深部,尽可能地避免了太阳热辐射、降雨、地面振动等因素的干扰。它可用于地震前兆观测、确定震源过程、地球自由振荡、应变固体潮、火山活动与地质构造活动等方面的研究。     

湖泊藻类动态模拟

以过程模拟研究为主线,从藻类生长与吸收,生态过程,尺度与空间异质性等方面阐述了湖泊藻类动物模拟研究的发展态势与存在问题,认为结构动力学模型、生态与水动力耦合模型、面向对象模型和神经网络模型等具有良好的发展前景。     

基于VTK的医学图像系统研究

医学三维数据场可视化是当前科学计算可视化应用的重点。本文论述了可视化工具包VisualizationToolkit(VTK)的主要特点,介绍了三维医学可视化系统实现的原理和方法。根据一系列人体断面图像,应用VTK实现了三维医学图像重构,对重构后的三维图像进行解剖分析;并实现对人体的二维图像逐帧浏览及柱状统计。实验结果表明,VTK具有使用灵活,功能强大的优点,是医学三维数据场可视化的有力工具。     

有关钢结构地震作用的讨论

简要介绍了6本国内标准(TJ11-74、TJ11-78、GB J11-89、GB50011-2001、JG J99-98、CECS160:2004)有关钢结构地震作用的计算方法,包括荷载组合方法和底部剪力法。通过归一化后的结果比较,评价了各本标准地震作用的大小。分析表明,除JG J99-98和GB50011-2001 2本标准由于考虑钢结构的阻尼比为0.02或0.035后,其地震作用有显著增大外,其它4本标准的地震作用处于接近的水平。考虑到钢筋混凝土和砖石结构等的地震作用水平在新旧抗震规范中并无多大变化,过分提高抗震性能较优的钢结构的地震作用水平显然是不合理的。     

基于Lg波识别判据的特性分析

Lg波是检测、识别地下核爆炸的重要震相.通常情况下,地下核爆炸的低频段Lg波能量相对较强,基于Lg波的识别判据在高频段表现较好.然而在低频范围内却表现出难以用球对称爆炸源模式解释的现象,如Lg/Pg判据在1 Hz附近失效等现象.本文利用理论地震图方法,分析了伴随层裂过程产生的重要辅助源——CLVD源对Lg波低频成分的调...     

Occurrence of water ponding on soil surfaces depending on infiltration rates on Mongolian rangeland

The occurrence of water ponding on soil surfaces during and after heavy rainfall produces surface run‐off or surface water accumulation in low‐lying areas, which might reduce the water supply to soils and result in a reduction of the soil water that plants can use, especially in arid climates. On Mongolian rangeland, we observed ponded water on the surface of a specific soil condition subjected to a heavy rainfall of 30 mm/hr. By contrast, ponded water was not observed for the same type of soil where livestock grazing had been removed for 6–8 years via a fence or for nearby soil containing less clay. We measured the infiltration rate (the saturated hydraulic conductivity of the surface soil, K_s) of the three sites by applying ponded water on the soil surface (an intake rate test). The results showed that K_s in the rangeland was lower than the rainfall intensity in the site where water ponded on the soil surface; however, K_s of the soil inside of the fence has recovered to 3 times that of the soil outside of the fence to exceed the rainfall intensity. Heavy rainfall that exceeds the infiltration rate occurs several times a year at the livestock grazing site where we observed ponded water. Slight water repellency of the soil reduces rain infiltration to increase the possibility of surface ponding for the soil.     

断层错动对隧道的影响分析

隧道通过潜在地震地区时.存在活动断层的错动形成的重大工程地质问题的威胁.基于断裂儿何学和震源的运动学特征,以广州地区活动断裂为研究背景,通过在断层左右盘施加一定的速度荷载,模拟了断层错动达到0.28 m时对隧道的影响.得出隧道结构在断层错动影响下的位移和应力的变化规律.分别建立隧道结构距离断层50 m、100 m、150 m三个模型,比较了三种情况下的位移和应力状况.归纳出隧道与断层之间的安全距离.     

基于地震动参数的建筑物震害研究

本文介绍了多步简化的push—over(MSP)方法,引导出求解单体建筑物易损性指数和群体建筑物易损性指数的办法,并通过建筑物平均易损性指数曲线,来评价城市的总体抗震性能。本文不采用过去以烈度为地震输入的易损性评定方法,采用地震动参数作为城市建筑物易损性的评定标准。给出的易损性指数曲线,可用来查找不同地震动参数下各类建筑物的易损性结果,比较城市各类建筑物的抗震性能。本文研究可望在城市建筑物震害评估中有好的应用前景。     

基于ActiveMQ平台的地震消息服务探讨

重点介绍了ActiveMQ消息平台的特点和功能,并对遥测台网中速报、台站参数共享、标定信息等部分应用进行了探讨和阐述,并给出了部分相关代码和应用实例流程图。     

New results on radiation effects on human health

Humans are exposed to ionizing radiation all the time, and it is known that it can induce a variety of harmful biological effects. Consequently, it is necessary to quantitatively assess the level of exposure to this radiation as the basis for estimating risks due to ionization radiation. During the Work Package 2400 of the COST-724/WG-2 action, a number of spacecraft and aircraft experiments have been performed with both active and passive detectors. A large data base has been created. In this contribution we would like to stress the results obtained and their importance in three particular directions: (i) Simultaneous investigation of galactic cosmic rays on aircraft and on the International Space Station (ISS); (ii) Onboard spacecraft neutron contribution as estimated on the basis of the comparison of results measured with MDU/Liulin equipment onboard ISS, foton capsule and a commercial aircraft flying at subsonic altitudes; (iii) Complex analysis of the results of long term measurements onboard a Czech Airlines aircraft. The results obtained are presented, analyzed, and discussed, and their complementary nature is underlined. The contribution represents a version of the Final Report of the Work Package 2400 of the COST-724/WG-2: Radiation Environment of the Earth.     

A note on edge waves on a flat shelf

Abstract

A variational approximation to the dispersion relation for trapped waves on a flat shelf of depth h ₁, bounded internally by a vertical coast and externally by a semi-infinite ocean of depth h ₂>h ₁, is obtained through an integral-equation formulation that accounts for all of the non-propagated modes that are excited at the discontinuity in depth (the conventional formulation of the edge-wave problem allows only for the propagated mode on the shelf and the dominant, non-propagated mode in the deep water). Coriolis effects are neglected. The exact result in the limit ω² h ₂/g↓0 (ω = angular frequency) is obtained by conformal mapping and compared with the variational approximation, which proves to be quite accurate over the entire range 1>h ₂/h ₁>x. The effects of the higher-order, non-propagated modes are found to be small for the long waves observed over the Southern California shelf by Snodgrass, Munk and Miller (1962).