Dynamic mechanisms controlling the topography of Longmenshan area   总被引：1，自引：0，他引：1  

Xie  Yuan  Li  Yongdong  Xiong  Xiong 《中国科学:地球科学(英文版)》2020,63(1):121-131

The Longmenshan fault, which defines the eastern edge of the Tibetan Plateau, is one of the steepest margins of the plateau with a sharp elevation drop of about 4 km over a distance less than 100 km across the Longmenshan fault. The mechanism which is responsible for controlling and maintaining the elevation difference is highly debated. Using multiple observations including seismic velocity model, Moho depth, effective elastic thickness of the lithosphere, we conducted a quantitative study for elucidating the contributions from crust and lithospheric mantle by an integrated analysis of lithospheric isostasy and flexure. It is shown that the topography of the Longmenshan fault is supported by both lithospheric isostasy and flexure statically, and lower crustal channel flow and mantle convection dynamically. Different mechanisms have different weights for contribution to the topography of the Songpan-Ganzi block and the Sichuan Basin. The static and dynamic support contribute roughly the same to the topographic difference of ~4 km between the two sides of the Longmenshan fault. The static topographic difference of ~2 km is mainly resulted from the lithospheric isostasy, while the dynamic one of ~2 km is contributed by the uprising of the accumulated material in the lower crust beneath the Songpan-Ganzi block and the downward drag force caused by the upper mantle convection under the Sichuan Basin. It is thus suggested that the lower crustal flow and upper mantle convection are dynamic forces which should be taken into account in the studies on the dynamics in the Longmenshan and surrounding regions.  相似文献   

Feedback control system for blow-out preventer positioning     

《Applied Ocean Research》2019

During the drilling of ultra-deep-water subsea petroleum wells, a blow-out preventer (BOP), a piece of safety equipment, must be assembled on the wellhead. The BOP is suspended using the drilling riser during the wellhead approach operation, and the riser's top end is connected to the floating platform rig. This article presents a feedback control system for the automatic approach of the BOP to the wellhead. Compared to state-of-the-art controls, ours does not require ancillary thrusters installed alongside the riser nor inclination sensors atop of the drilling riser. Additionally, our proposed control embeds a closed-loop dynamic positioning system, thus retaining the characteristics of the original control system and adding an extra closed-loop. This eases implementation of the BOP approach control to an existing platform. To calculate the optimal gains for the BOP controller, we assume a linear system for the riser, including only the pendulum-shape. The simulation is carried out using nonlinear models for both riser and floating platform. We assume an International Towing Tank Conference standard semi-submersible platform, coupled with a 3000-m free-hanging vertical riser for the time-domain simulation. The results show the BOP tracking to be a step-shaped input signal under current and wave loads. A discussion of the performance of feedback control under different environmental loads is also included.  相似文献   

基态位涡径向分布对浅水涡旋系统动力稳定性的影响分析          下载免费PDF全文

刘爽  钟玮  刘宇迪 《地球物理学报》2018,61(6):2207-2219

本文基于正压浅水模型，分析基态位涡（Potential Vorticity：PV）结构对热带气旋（Tropical Cyclone：TC）类涡旋系统稳定性及其波动特征的影响.通过引入基态PV结构参数：宽度δ（眼墙内外边界涡度发生陡变的半径长度之比）和中空度γ（眼心相对涡度与内核区域平均相对涡度之比），设计具有相同基流最大切向风速和最大风速半径的170组不同基态PV环结构的敏感性试验，并讨论了不同基态PV结构下涡旋系统最不稳定波数（the most unstable wavenumber：MUWN）和系统最不稳定模态（the most unstable mode of System：MUMS）的特征频率及其不稳定增长率的大小.结果指出：当PV环较宽，系统表现为低波数最不稳定，相应的MUMS为低频波且增长率小；当PV环较窄，系统表现为高波数不稳定，且PV环越实最不稳定波数越高；当PV环窄且空时，MUMS均为中高频波动，且不稳定增长率随PV环的宽度变窄和中空度变空而明显增大.分析典型PV结构下系统演变特征可知，当PV环较宽，MUMS表现为具有平衡约束的低频波动的线性不稳定特征；当PV环趋向窄且空时，MUMS的平衡性约束趋向弱化，同时不稳定增长表现为明显的指数型增长.进一步讨论系统内部非对称结构的形成和传播机制发现，对于弱不稳定的PV环来说，低波数波最不稳定的特征波动具有典型涡旋Rossby波特征；而对于强不稳定的PV环来说，高波数不稳定的特征波动混合波性质明显.  相似文献   

基态位涡径向分布对浅水涡旋系统演变的影响分析Part Ⅱ:扰动发展和结构变化          下载免费PDF全文

刘爽  钟玮  刘宇迪 《地球物理学报》2018,61(9):3592-3606

本文在基态位涡（Potential Vorticity，PV）径向分布和基态涡旋强度对热带气旋（Tropical Cyclone，TC）类涡旋系统稳定性特征影响的研究基础上，结合理想试验和数值模拟诊断分析基态PV径向分布对扰动增长和系统结构变化的影响.基于线性正压浅水模型，设计三种典型基态PV中空结构下基态涡旋强度对系统稳定性影响的敏感性试验.结果表明：基态涡旋的强度主要影响稳定性的强弱，强度越强，不稳定增长率越大，而基态PV径向分布对系统最不稳定波动性质起着决定作用.分析不同波数下扰动的发展及不同波数间扰动的相互作用可知，对于宽且实的PV环，系统稳定性主要取决于低波数不稳定，且最不稳定波数扰动的发展具有明显的优势地位；对于窄且空的PV环，系统稳定性主要取决于高波数不稳定，且多个高波数下增长最快模态的不稳定增长率值十分接近.利用模态线性叠加法讨论扰动增长对系统结构变化的影响表明：最不稳定波数的扰动发展对系统结构变化有关键影响，而多个波数的扰动不稳定增长相当时，不同波数的扰动发生相互作用从而影响系统结构变化.最后，利用实际个例模拟资料分析基态PV径向分布及其变化对TC结构和强度的影响表明：TC内核区出现的多边形眼墙结构与当前时刻基态PV径向分布所决定的最不稳定波数有很好的对应关系，同时基态PV径向分布变化所反映出的系统动力稳定性强弱与TC强度发展阶段具有很好的相关性.  相似文献   

使用宽频带地震记录研究2017年6月24日茂县新磨滑坡的动力学过程   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

黄兴辉  李正媛  余丹  许强  苏金蓉 《地球物理学报》2018,61(10):4055-4062

北京时间2017年6月24日5时39分左右，四川省茂县叠溪镇新磨村发生大型岩质滑坡.体积约4.3×10⁶ m³的巨型岩体从山顶脱落，顺坡滑行约2.6 km后破碎沉积；碎屑物掩埋了整个新磨村，造成了巨大的人员伤亡和财产损失.本文使用来自滑坡周围的10个地震台站的宽频带观测资料的长周期信号反演了这次滑坡的受力时间函数；同时使用逐步细化的格点搜索方法得到了滑坡的位置，与其真实位置一致；根据反演的受力时间函数计算了滑坡过程中滑体的运动学参数，得到的滑体运动轨迹与实际路径吻合.综合分析地震信号、受力时间函数和运动学参数表明，本次滑坡主运动的持续时间约为79 s；脱落岩体在5∶38∶50.2启动后持续加速，在5∶39∶37.2达到速度峰值，约为52.1 m·s^-1；这段时间内岩体没有明显的破碎；之后，岩体开始铲刮并裹挟古滑坡造成的碎屑沉积物，自身也开始破碎解体，总体开始减速运动，直到5∶40∶9.2主运动停止；此后，小规模的碎屑散落又持续了约10 s的时间.  相似文献   

设备所在楼层对设备-结构相互作用的影响     

姜忻良  马小丹 《震灾防御技术》2018,13(2):320-330

为了研究设备所在楼层位置对设备-结构相互作用的影响，以某高层钢框架为例，将设备分别放置于结构顶层和底层设计了2种设备-结构体系模型，然后利用ANSYS有限元分析软件对整体模型进行地震响应时程分析。分析结果表明:在El Centro波、Taft波和人工波作用下，当设备频率与结构基频调谐时，设备-结构相互作用会令结构动力响应减小而设备动力响应显著增大；设备-结构相互作用的大小与设备所在楼层密切相关:顶层设备与结构间的相互作用比底层更加剧烈，这与位于不同楼层的设备间等效质量以及底端输入激励频谱的差异有关。  相似文献   

移动荷载对桥梁动力响应的影响研究——以开裂预应力混凝土简支梁为例     

谢颖川  高静  刘长玲  刘迪 《震灾防御技术》2020,15(3):510-518

混凝土桥梁在工作过程中会产生裂缝，为分析移动荷载对开裂混凝土桥梁结构刚度的影响，对开裂梁动力响应进行分析。建立简支T梁桥有限元模型，并将移动荷载施加至有限元模型中。根据简支T梁桥破坏横向分布位置和强度的不同，研究不同工况下各梁荷载横向分布及不同移动速度对裂缝扩展宽度的影响。结果表明，数值模拟结果能较好地验证计算模型的准确性；在较大的移动荷载作用下，混凝土开裂，导致结构刚度减小、位移增大；随着移动荷载和速度的增加，开裂时间增加，结构刚度降低，持续时间增加，位移增大，使结构响应呈现明显非线性。  相似文献   

青藏高原东北缘重力场深部结构及其动力学特征          下载免费PDF全文

王鑫  姜文亮  张景发  王德华  田云峰  申文豪 《地球物理学报》2020,63(3):988-1001

本文采用欧拉反褶积、场源参数成像(SPI)、场源边界提取(SED)、莫霍面反演、地壳三维可视化等多源方法,对青藏高原东北缘地区的布格重力场进行反演与分析,深入研究该地区的深部结构与变形特征,探讨区域深部孕震环境及动力学机制.研究表明,青藏高原东北缘的布格重力场整体呈负异常值,具有明显的分区性,表现出鄂尔多斯盆地异常值相对偏高、阿拉善块体次之、青藏高原块体极低的特点,其中海源断裂系形成了一条宽缓的弧形重力梯度条带,梯度值达1.2 mGal·km^-1.欧拉结果显示,鄂尔多斯盆地相比于青藏高原块体而言,场源点具有较强的均一性,场源强度值高(密度值高)且深度稳定在25~32 km范围内,而高原块体的中下地壳尺度广泛分布着低密度异常体.SPI图可知,海源弧形断裂系位于“浅源异常”弧形区,反映其地壳较为活跃,易发生中强地震.SED图揭示青藏高原地壳向东北扩展,经过几大断裂系的调节后运动矢量向东或东南转化,SED与GPS、SKS运动特征大致相同,说明地表-地壳-地幔的运动特征有着较强的一致性.青藏高原东北缘地区壳幔变形是连贯的,加之莫霍面由北向南、由东向西是逐渐加深的,因此属于垂向连贯变形机制,不符合下地壳管道流动力学模式.区域形成了似三联点构造格局,其中海源弧形断裂系的深部地壳结构复杂,高低密度异常体复杂交汇,是青藏高原、阿拉善、鄂尔多斯三大块体相互作用的重要枢纽,其运动学特征总体为中段走滑尾端逆冲,而断裂系正处于大型的弧形莫霍面斜坡带之上,具备强震的深部孕震环境,因此大尺度的运动调节与深部孕震条件共同促使了该地区中强震的多发.  相似文献   

Dynamic modeling and vibration suppression for an offshore wind turbine with a tuned mass damper in floating platform     

《Applied Ocean Research》2019

The worldwide demand for renewable energy is increasing rapidly. Wind energy appears as a good solution to copy with the energy shortage situation. In recent years, offshore wind energy has become an attractive option due to the increasing development of the multitudinous offshore wind turbines. Because of the unstable vibration for the barge-type offshore wind turbine in various maritime conditions, an ameliorative method incorporating a tuned mass damper (TMD) in offshore wind turbine platform is proposed to demonstrate the improvement of the structural dynamic performance in this investigation. The Lagrange's equations are applied to establish a limited degree-of-freedom (DOF) mathematical model for the barge-type offshore wind turbine. The objective function is defined as the suppression rate of the standard deviation for the tower top deflection due to the fact that the tower top deflection is essential to the tower bottom fatigue loads, then frequency tuning method and genetic algorithm (GA) are employed respectively to obtain the globally optimum TMD design parameters using this objective function. Numerical simulations based on FAST have been carried out in typical load cases in order to evaluate the effect of the passive control system. The need to prevent the platform mass increasing obviously has become apparent due to the installation of a heavy TMD in the barge-type platform. In this case, partial ballast is substituted for the equal mass of the tuned mass damper, and then the vibration mitigation is simulated in five typical load cases. The results show that the passive control can improve the dynamic responses of the barge-type wind turbine by placing a TMD in the floating platform. Through replacing partial ballast with a uniform mass of the tuned mass damper, a significant reduction of the dynamic response is also observed in simulation results for the barge-type floating structure.  相似文献   

固结时间对软土动力特性影响的试验研究     

兰景岩  王延伟  曹振中  刘娟 《震灾防御技术》2019,14(4):742-749

固结试验是研究软土动力特性的重要环节，固结时间是影响软土动力特征参数的重要因素。围绕岩土工程及科研工作中对动三轴试验中固结时间影响规律的认识较为模糊的问题，拟对天津滨海软土开展动三轴平行试验，分别采用8h、12h、24h、48h进行固结，针对软土的最大动剪切模量G_max、最大阻尼比λ_max及动剪切模量比G_d/G_max和阻尼比λ随动剪切应变γ_d的变化规律，分析固结时间对软土动力特性参数的影响。试验结果表明:G_max、λ_max、G_d/G_max-γ_d曲线、λ-γ_d曲线受固结时间的影响较为显著。G_d/G_max-γ_d曲线随着固结时间的增加而减小。阻尼比试验结果表明动剪切应变存在明显的分界点，分界点以下，中长期固结时间所得阻尼比较大，而分界点以上，短期固结时间所得阻尼比较大。  相似文献