断层滑动特征与多种反演数据的相对权比关系研究

以断层活动引起的水平位移、高程变化、重力变化为反演基本数据,研究3种数据联合反演断层滑动参数的定权问题。分别对断层走滑、倾滑、张性活动为主相对权比问题进行数值模拟,结果表明:1)走滑断层水平位移的权最大,重力变化的权次之,高程变化的权最小;2)倾滑断层高程变化的权大于重力的权;3)张性断层重力变化的权最大,高程变化的权次之,水平位移的权最小。

我国黄土地区滑坡的形成条件及滑动特征探析

主要介绍了我国黄土地区滑坡形成条件以及黄土滑坡类型和滑动特征。其基本类型进一步划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土—泥岩顺层滑坡和黄土—泥岩滑坡4种类型,并对其滑动特征进行了分析探讨,这些对黄土地区滑坡的预测防治有现实的指导意义。

鹰厦线铁路某边坡的滑动特征分析

运用边坡内部分块方法针对鹰厦线某边坡测斜数据进行分析,将滑坡体分为若干个块体,采用深部位移来对边坡进行描述,研究结果表明,与单个点的位移相比较,块体的位移能更好地反映边坡的滑动特征。

香山-天景山断裂带西段晚第四纪的特征滑动行为

香山-天景山断裂带是青藏高原东北缘弧形构造带的重要组成部分,其东段曾发生1709年7级地震。虽然该断裂带西段缺乏历史地震记录,但在其各次级段上却保留了最新一次地震产生的较新鲜的地表破裂,以及沿其发生的大量冲沟同步左旋位错。为了确定西段晚第四纪以来的活动特征,通过野外实测与卫星解译获得了240个冲沟或山脊的左旋水平位移量,以及62个垂直位移量。将所测位移量值投影到断裂展布方向上,得到了水平和垂直位移量沿断裂的分布特征。对水平位移量做进一步的概率密度模拟和频率统计分析,结果显示水平位移量具有明显的分组性与倍数关系。6组水平位移量可能分别代表了6次古地震事件,而西段上开挖的探槽也揭露了相似的事件期次。其中,最新一次地震的同震水平位移量为3m,而其他几次较老地震产生的累积位移量分别为6m,9m,12m,16m和20m,每次地震的同震位移量近似。因此,推断香山-天景山断裂带西段晚第四纪以来的地震活动遵循特征滑动模型。

基于滑动统计特征的信号非平稳度评价和比较

对多种典型的信号整体和局部非平稳度计算方法及其局限性进行比较,在此基础上根据滑动统计分析的思想提出滑动均值、滑动方差以及滑动变异系数的概念和计算方法,以充分表征信号的时变细节和不同信号的差异。针对不同的机械故障信号和心电信号,对不同算法的平稳度评价能力和适用范围进行分析和比较。结果表明,相对于传统评价方法,基于滑动统计特征的信号非平稳度评价方法具有较突出的理论基础、精度和稳定性。

基于特征滑动面的横观各向同性土强度特性研究

滑动面的概念旨在基于材料内摩擦,从几何与物理机制的角度来理解土体破坏的机理。基于特征应力的概念,提出了二维应力条件下特征滑动面,并推导得出特征滑动面与应力Mohr圆相对应的破坏应力条件。基于现有对横观各向同性土体强度特性的认识,并结合大主应力、沉积面法线以及特征滑动面法线之间的相对位置关系,将微观结构张量投影到特征滑动面与沉积面的相对位置向量上,推导得出横观各向同性土体的特征强度参数及其破坏条件。利用所提破坏条件对横观各向同性土体的强度方向性效应进行分析,并对照分析了沉积面法线与滑动面法线夹角ζ和沉积面法线与大主应力夹角δ对破坏条件的影响规律。更进一步利用开发的真三轴仪器的制样模具,并结合冷冻法,制作不同沉积面角度的试样并进行了真三轴试验。利用试验结果与文献中试验数据对所提破坏条件进行对比分析,验证了文中对横观各向同性土体强度特性的新认识。

强震复发的随机特征滑动模型及其应用方法研究

本文针对具有明确分段的特征断层源,从震级的不确定性出发,在弹性回跳理论的基础上提出一种随机特征滑动模型（stochastic characteristic-slip model,SCS）。在随机特征滑动模型中,不仅在参数确定过程中考虑了震级与复发间隔之间的相关性,还可以在计算未来一段时间内地震发生概率的过程中,同时得到特征地震的震级分布。本论文主要包括两个研究方向：1随机特征滑动模型及其参数的确定方法,其中,强震复发的统计规律是确定模型参数的基本依据;2随机特征滑动模型在强震发生概率计算和地震危险性分析中的应用方法研究。随机特征滑动模型及其参数的确定方法包括以下3个主要内容：（1）针对强震复发概率的计算,本文在弹性回跳理论和特征地震模型的基础上提出一种随机特征滑动模型。它是一种计算强震复发概率的模型,其目的是为地震危险性分析提供依据。在地震危险性分析过程中,要考虑强震复发的时间相关性,不仅需要给出复发周期的分布,还需要给出震级的分布。从地震矩累积的角度来考虑,两者是相关联的,不可以独立考虑。因此,在随机特征滑动模型的建立及其参数确定的过程中,均需考虑震级与复发间隔的相关性。虽然断裂上的地震矩累积率并不是恒定不变的,因此累积时间和震级的关系也存在一定的不确定性和随机性,但对于大地震特别是7.5级以上的特大地震而言,研究表明这种随机扰动并不大。此外,在当前的认识水平上,在强震发生概率的计算中,若还同时可以得到一个合理的具有平均意义的震级分布,对地震危险性分析工作具有一定的实用价值。针对断层破裂尺度数据和历史地震数据,本文分别提出了两种SCS模型参数的确定方法。若利用断层破裂尺度来确定随机特征滑动模型的参数,需要首先得到震级-破裂尺度的经验关系式;若利用历史地震或古地震数据来确定模型的参数,则需要首先确定强震复发周期的自然变异性或不确定性。（2）震级-破裂尺度的统计规律研究。本文系统搜集和整理了48个中国板内强震的发震断层的震源破裂参数和震级资料（包括面波震级与矩震级）,并在此基础上利用最小二乘拟合方法得到各种震级与破裂尺度之间的经验关系式,并与前人给出的关系式进行了比较研究。同时还得到了我国面波震级与矩震级之间的经验关系式。（3）强震复发周期的统计规律研究。对于归一化无量纲地震复发间隔数据（T/Tave）,本论文利用蒙特卡罗方法研究表明：不同样本量的T/Tave数据是不符合独立同分布的,而不符合独立同分布的数据不可以放在一起进行统计。针对这个问题,本研究对利用归一化无量纲地震复发间隔（T/Tave）数据进行拟合的方法做了改进,提出对非同分布的数据先进行标准化处理,然后再放在一起统计,与前人的计算方法相比,这种新的计算方法在数学上更为合理。本研究分别利用前人和自己收集的不同区域范围（环太平洋地震带、郯庐断裂带、青藏高原东北部等区域）的T/Tave数据集进行统计分析,结果表明：利用不同区域范围的数据集所得到的στ存在一定的差异,变化范围在0.30~0.42之间。但由于每个数据集中的T/Tave的数据量有限,我们也很难确定στ是否存在区域性差异,更难对这种差异性进行定量化。断层源上复发周期的自然变异性一般也会采用复发间隔变异系数α来描述。对于变异系数α的确定,除了可以由T/Tave统计得到,本研究还提出了一种通过对大量断层源上的复发间隔变异系数估值α′的统计来确定α的方法。该方法首先利用最大似然估计法计算出不同地震序列的变异系数估计值,然后再对这些变异系数的估计值进行统计分析。本文在广泛搜集的39个地震序列的基础上,利用本文给出的计算方法得到了一个通用的变异系数值α=0.34。随机特征滑动模型在强震发生概率计算和地震危险性分析中的应用方法研究包括以下4个主要内容：（1）在随机特征滑动模型的基础上,本文又提出了基于随机特征滑动模型的地震危险性分析方法。该方法中独立考虑研究区域内地震地质资料较丰富的一级破裂源,时间分布上采用随机特征滑动模型,空间分布上采用特征地震的原地复发模式,同时考虑断层几何形态的不确定性。利用本文方法得到的地震危险性计算结果具有很强的时间相关性,可以为地震灾害预防和地震备灾等工作提供数据支持。（2）利用随机特征滑动模型或其他更新模型来计算未来几十年内发生强震的条件概率时,需要给出上一次大震的离逝时间T,而很多活动断裂缺少历史大震的记载,若采用泊松模型可能会低估强震发生的概率。针对这种缺少大震离逝时间的活动断裂,本研究提出了一种以记载完整的强震平静期长度Ts为参数的条件概率计算方法。本文以东昆仑断裂带塔藏段为例,利用本文给出的条件概率计算方法得到：塔藏段未来50年发生强震的可能性为0.075 8。该计算方法不仅适用于随机特征滑动模型,还适用于其他更新模型。跟世界上大多数国家相比,我国有着相对悠久的地震史料记载,因此,该方法对于强震发生概率的估计具有重要意义。（3）由于断层破裂活动的复杂性,一个大的破裂往往不是单一的破裂,而是包含有较小量级的破裂。这些较小量级的破裂,可能分布于破裂段上的特定段落,构成次级破裂单元。对于一些较大断裂,次级破裂源上也可以发生震级较大的强震。采用泊松模型可能会低估这种中强地震的发生率,因此,在次级破裂源上强震发生概率的计算中考虑到地震复发的时间相关性也很重要。若要建立次级破裂源上的随机特征滑动模型,首先需要明确不同破裂源上的年平均地震矩累积率M0,这就要求将断层上的地震矩累积率合理地分配到不同级别的破裂源上。本文分成两种情况分别讨论次级破裂源上的地震矩累积率M0的确定方法。第一种情况是次级破裂源上历史地震（或古地震）序列比较稀少,只有地质学家给出的不同破裂源发生地震的相对发生率,针对这种情况,本研究基于地震矩平衡的原则,提出一种地震矩累积率分配方法;第二种是次级破裂源上有相对丰富的历史地震（或古地震）序列的情况,并以古地震资料较为丰富的海原断裂为例,计算了次级破裂源上的地震矩累积率和强震发生概率。（4）随机特征滑动模型的基本假定是特征断层源上的地震矩累积率在较长时期上是恒定的,这是一个理想化模型,实际上,特征断层源上的地震矩累积率不是恒定的,而是存在一定的随机扰动和不确定性,这种扰动可能由中小地震的地震矩释放以及断层间库仑应力转移等原因造成的。为了在随机特征滑动模型中考虑这种不确定性,本研究提出了一种考虑断层间相互影响的改进随机特征滑动模型。在该模型中,假定断层源上的地震矩自然累积率是恒定的,同时还要考虑中小地震释放和附近大地震库仑应力转移对该断层源上地震矩积累量的改变量。本研究选取鲜水河北西段为研究对象,反复模拟未来50年的地震序列,得到了鲜水河北西段的炉霍、倡促、道孚和乾宁各段上包括单段破裂和联合破裂在内的各种大地震事件的发生概率。

溃屈型滑坡滑动面特征及滑带土强度参数的关联性分析

论证了溃屈型滑坡顺层滑带和切层滑带形成条件、物质组成、破坏方式的差异性以及强度参数的差异性,并用力学理论证明了这类滑坡滑动面顺层和切层滑带强度参数的关联性,其结论为工程实例应用证实。

天山内部走滑断裂晚第四纪活动特征研究--以开都河断裂为例

天山是典型的陆内再生造山带,其内部构造变形样式复杂且多样。其中尤为显著的是多条长度长、线性良好的NW-SE和ENE-WSW的走滑断裂切割山体内部,并表现出线性笔直的槽谷型地貌景观。现今天山内部的多次强震活动与这类走滑断裂关系密切,因此精细化厘定这些断裂的活动速率和活动特征对于认识现今天山内部变形方式和变形过程具有重要的意义。文中对南天山内部1条NW-SE向右旋走滑断裂——开都河断裂的活动特征进行研究。开都河断裂起自大尤鲁都斯盆地南缘并向SE延伸,切穿南天山焉耆盆地内部,在盆地西南部形成线性连续且笔直的陡坎地貌,尤其是断层在穿过中晚更新世2期洪积扇时断错了扇体上一系列不同时代的河流冲沟,形成从3～248m不等的右旋位错量。通过利用多视角摄影测量技术沿断裂对近12km线性构造地貌进行了条带状航拍,建立了分辨率高达0. 25m的数字地形数据。精确测量了22个典型右旋位错值,发现其位错峰值主要集中在3. 5m、7. 0m、11. 8m和14. 5m,总结认为开都河断裂单次地震右旋走滑位移量大致在3～4m之间。此外,利用原地宇宙成因核素深度剖面法测定断错洪积扇面的暴露年龄约为235. 7ka。结合所测得的冲沟最大的右旋位移量248m,得到开都河断裂晚更新世以来最小右旋走滑速率约1mm/a。通过与天山内部其余活动构造变形速率进行对比,认为开都河断裂在调节天山内部构造变形中起到重要作用,应是天山内部主要的变形构造和应力应变积累区,未来具有发生强震的危险性。

热水条件下透辉石的摩擦本构特征

为了研究下地壳主要造岩矿物之一的辉石在摩擦滑动中的力学性质,本文选择辉石中的透辉石作为实验样品,在约200 MPa有效正应力(30 MPa孔隙水压)及100~600℃的热水条件下进行了速度阶跃摩擦滑动实验,在滑动开始后将剪切滑动速率在0.122μm·s^-1和1.22μm·s^-1之间进行切换来确定摩擦滑动对速度变化的响应.通过实验发现:透辉石在102~200℃表现为速度强化,随着温度升高,在约215℃附近从速度强化转变为速度弱化.在310℃以上,速度弱化的程度受温度的影响不大,而且摩擦本构参数a值和b值随温度的变化趋势相同.对变形样品的显微观测发现,与其速度强化行为相对应的微观变形主要以数条平行的R1剪切为主,卸样时造成的裂纹集中在R1剪切内部,形态长而曲折;与其速度弱化行为相对应的断层泥内部,剪切带变窄且数量明显增加,在内部互相连接,在边界附近多发育B剪切,卸样时形成的裂纹大量存在于B剪切带与R1剪切附近,形态短且平直.

一种改进动态特征参数的话者语音识别系统

研究语音动态特征参数提取问题,在话者语音识别过程中,动态特征参数可以有效提高识别率。但是传统算法在其提取过程中存在大量干扰冗余信息,造成了识别率降低并带来运算速度的降低。为解决上述副作用,提出在说话人识别系统中,使用一种动态时频倒谱系数参数的方法。上述方法在不减少反应话者个体特征分布特性的前提下,可消除冗余信息并降低样本特征的维度。利用上述方法提取语音特征参数并输入混合高斯-通用背景模型进行说话人语音分类。在Matlab上仿真结果表明,动态时频倒谱系数可有效改进话者语音识别系统的识别正确率。

一种静态特征与动态特征结合的方言辨识方法

针对MFCC仅反映语音静态特征导致的方言识别率低的问题,而SDC由于考虑了前后帧差分倒谱的影响,能反映语音的动态特征;同时考虑方言的静态与动态特征,对普通话、上海话、广东话和闽南话4种方言进行MFCC特征和SDC特征提取,将其两组特征组合送入支持向量机进行辨识,并研究了针对4种方言的SDC的局部最优参数组合。仿真实验结果表明,同时考虑方言的静态与动态特征方法的识别率高达92.5%,但识别率的提高是以延长运算时间为代价的。

龙门煤矿含煤煤系高流变特性及滑动构造分析

龙门煤矿主采偃龙煤田山西组二1煤层,因煤层顶底板及太原组地层受层滑断裂等构造破坏严重,给煤矿的防治水带来了一定的困难。通过对含煤煤系地层高流变现象、滑动构造现象以及滑动构造发育机理进行分析,为今后煤矿底板注浆改造以及其他防治水工作提供了科学依据。

云南红土室内滑坡可行性试验研究

以红土作为室内滑坡模型材料制作红土型边坡,考虑边坡尺寸、土体特性、成型方法、降雨等级的影响,开展降雨作用下红土型边坡的室内滑坡模型试验研究。试验结果表明,直接选用红土开展室内滑坡模型试验的成功率较低,但如果控制好试验条件,红土型边坡仍然可能发生滑坡。室内暴雨作用下,红土型边坡的滑动过程可以分为边坡成型、降雨实施、滑动面形成发展、整体滑动等几个阶段;其滑动特征表现为先坡顶开裂下沉、后坡侧开裂延伸;其滑动条件为坡高、坡角较大,坡顶宽适中,塑性指数偏小,干密度偏小,含水率接近塑限,堆积法成型以及暴雨等方面。

基于D-InSAR的长宁地震形变场提取与模拟

2019年6月19日四川长宁县发生Ms6.0地震,提取地震同震形变场,反演震源机制,对于地震破裂分析、指导救灾具有重要意义。本文利用两轨差分干涉处理覆盖长宁地震影响区域的两景Sentinel-1A影像,在对D-InSAR关键技术和影像特征研究的基础上,配置处理方法和参数,提取了此次地震的同震形变场,采用Okada模型和正向建模对发震断层的几何参数及形变场进行了反演和模拟。结果表明,长宁地震形变场呈西北-东南走向的次级断层控制的不规则椭圆形,断层的两侧区域特征差异明显,断层左下侧为沉降区,右上侧为隆升区,两者的最大视线向形变分别为8、6 cm。断层的运动主要以左旋走滑为主,平均滑动距离约0.38 m,平均滑动角约55°,正向模拟的形变场与观测结果相符,这表明观测结果较可靠,同时也提高了低相干形变区的观测精度。

习水县程寨乡滑坡机制分析

程寨滑坡发生于2012年6月4日,是2012年贵州省发生的重点地质灾害之一。通过对程寨滑坡勘查资料的分析,查明了滑坡的形态、规模及滑体结构,并结合大量第一手资料,应用地貌学与工程地质学等理论分析了程寨滑坡的成因,认为滑坡体前缘左侧开挖和集中降水是滑坡的主控因素,脆弱地质结构是滑坡产生的内因。在充分认识程寨滑坡成因的基础上还对滑坡机制进行了分析。

海原断裂带强震发生概率的评估方法

近20余年来,国内外学者在海原断裂带上获得了大量的古地震数据,为探讨该断裂带上大地震的重复行为提供了重要依据.本文利用这些古地震资料,推断海原断裂带上存在全段破裂、中段破裂和西段破裂等3种破裂源,其中中段和西段破裂属于次级破裂,受全段破裂的控制.文中提出一种随机特征滑动模型来计算海原断裂带上的强震发生概率,该模型假定分段断层源上的地震矩累积率是恒定不变的,而分段断层源上的震级分布则符合特征地震模型.同时根据海原断裂带上的古地震数据及其不确定性范围,利用蒙特卡罗方法得到两级破裂源(西段破裂、中段破裂和全段破裂)上的最大可能年平均地震矩累积率.计算结果表明,海原断裂带未来百年强震(MW≥6.8)发生的可能性为0.058 6.

地震预警中P波位移峰值曲线特性研究

地震预警技术(EEW)是目前防震减灾相对有效的方法之一,研究震源破裂初始段波形信息可为EEW系统的震级实时估算提供理论支持。本文结合P波初动波形特征,分别计算日本和中国地震的强震动记录的位移峰值曲线,对比各震级的位移峰值均值曲线的特征,然后利用分段函数模型进行拟合,量化初动上升斜率B1和上升时间T1等特征参数,并统计此类参数与震级相关性。结果表明:当不考虑幅值差异时,随震级的增大,P波初动波形由简单变复杂,均值曲线初始上升段斜率逐级降低,初始上升时间变长,B1等特征参数与震级具有很好的相关性。此外在不同地质构造环境中地震的强震动记录此特征基本一致。因此P波初始段的特征参数可用于估算震级大小,同时证实震源初始破裂过程的信息可反映最终地震的强弱。

基于多策略滑动伸缩窗特征提取方法预测蛋白质同源寡聚体

寡聚蛋白质广泛地参与多种生命活动,对其预测研究有重要的意义。文章从蛋白质序列出发,提出多策略滑动伸缩窗特征提取方法,采用"一对一"的多类分类策略,对蛋白质同源寡聚体进行预测研究。结果表明,在Jackknife检验下,基于支持向量机的多策略滑动伸缩窗特征和氨基酸组成成分构成的特征集在加权情况下,其总分类精度最高达到了75.37%,比单纯的氨基酸组成成分法提高10.05%,比参考文献最好特征BG_Zhang提高了3.82%。说明多策略滑动伸缩窗特征提取方法对于蛋白质同源寡聚体分类,是一种非常有效的特征提取方法。

平动模式下墙后有限黏性填土破坏模型试验研究

以挡土墙背和临近建筑物间的有限黏性填土为研究对象,通过透明土的模型试验以及PIVlab的图像分析,研究平动模式下墙后土体变形特征及破坏规律。结果显示:在挡土墙背离填土平动的过程中,剪切滑动面逐渐形成,并产生二次滑动,最终演变为一条由墙踵贯穿至填土表面的二次曲线形滑动面,与水平方向夹角为57°,填土有限与半无限的界限为b/h=0.7;有限宽度下填土的破坏形式与半无限工况不同,滑动面在临近建筑物墙面产生交点,与水平方向夹角约为55°,未出现砂土“反射”多道的现象。