Theory and methods of selecting sites for spherical telescope in Guizhou, China
副标题:无
作 者:宋建波等著
分类号:
ISBN:9787116050266
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简介
《大射电望远镜贵州选址理论与方法》主要内容:我国大科学工程——大射电望远镜项目(FAST/SKA)需利用喀斯特洼地作为支撑台址,并在贵州优选数十个甚至上百个呈对数螺旋分布的台址以建设大射电望远镜阵。奉专著结合大射电望远镜的台址条件、布局要求及选址中需解决的关键科学问题,分上、中、下三篇阐述了大射电望远镜(FAST/SKA)贵州喀斯特地区选址理论与方法。上篇主要阐述贵州区域地质背景、新构造运动特征、地震活动性与地震危险性、现今构造应力场特征及区域构造稳定性分区;中篇重点介绍贵州喀斯特及峰丛洼地分布规律、台址三维仿真及优化设计系统、500米口径大射电望远镜(FAST)台址评价与优选理论、一平方公里阵大射电望远镜(SKA)台址布局与实现方法;下篇初步探讨核心台址——大窝凼洼地的区域地质环境条件、地震及动力响应特征、岩质边坡稳定性评价理论、岩溶塌陷及顶板稳定等关键工程地质问题。
《大射电望远镜贵州选址理论与方法》是世界上第一部介绍大射电望远镜选址理论与方法的学术专著,也是我国首部与喀斯特地区重大工程选址有关的学术著作。全书内容丰富,图文并茂,思路清晰,文字流畅,三大专题既独立成篇,又组成了完整的理论和方法体系。可以作为工程地质、岩土工程、天文学等专业大学生和研究生的教学参考书,也可供相关行业的工程技术人员参考。
目录
目录
序
前言
1 绪论
1.1 大射电望远镜项目简介
1.2 大射电望远镜研究历程
1.2.1 FAST/SKA研究概况
1.2.2 FAST/SKA选址历程
1.2.3 FAST/SKA建在中国贵州的意义
1.3 大射电望远镜台址条件及布局要求
1.3.1 FAST台址基本条件
1.3.2 SKA台址布局要求
1.4 大射电望远镜选址中的关键科学问题
1.5 大射电望远镜贵州选址思路与方法
1.5.1 选址思路
1.5.2 研究内容
1.5.3 工作进度
上篇 贵州区域构造稳定性评价
2 贵州区域地质背景
2.1 自然地理
2.2 地形地貌
2.3 地层岩性
2.3.1 中、新元古界
2.3.2 古生界
2.3.3 中、新生界
2.4 大地构造单元
2.4.1 扬子陆块
2.4.2 江南造山带
2.4.3 右江造山带
2.5 主要构造体系
2.5.1 巨型纬向构造体系
2.5.2 经向构造体系
2.5.3 扭动构造体系
2.6 区域构造发展简史
2.6.1 先燕山期
2.6.2 燕山期
2.6.3 喜马拉雅期
3 贵州新构造运动特征
3.1 概述
3.2 贵州新构造运动类型
3.2.1 地形地貌
3.2.2 沉积物组成的演变与构造变形
3.2.3 温泉
3.2.4 地震
3.3 活断裂与活动构造体系
3.4 贵州新构造运动发展简史
3.4.1 区域地貌演化历史
3.4.2 区域构造应力场演化历史
4 贵州地震活动性与危险性
4.1 概述
4.2 贵州地震概况
4.2.1 历史地震
4.2.2 仪测地震
4.2.3 毗邻省份的地震
4.3 贵州地震时空分布特征
4.3.1 空间分布的不均匀性
4.3.2 时间变化的非平稳性
4.3.3 继承性和新生性
4.3.4 相关性和转化性
4.3.5 迁移性
4.4 发震构造背景与地震危险性地段
4.4.1 地震活动带划分
4.4.2 构造断块地震危险性
4.5 贵州地震烈度区划
4.5.1 地震烈度区划的概念
4.5.2 贵州地震烈度区划
4.6 本章小结
5 贵州现今构造应力场基本特征
5.1 概述
5.2 中国现今构造应力场基本特征
5.2.1 中国大陆构造应力场的动力学环境
5.2.2 中国大陆现今构造应力场及其分区
5.2.3 中国大陆地壳运动速度场
5.3 贵州现今构造应力状态的震源机制解
5.3.1 震源机制解的基本原理
5.3.2 贵州及邻区现今构造应力状态的震源机制解
5.4 贵州现今地应力状态原位测量
5.4.1 地应力测量方法简介
5.4.2 贵州地应力原位测量结果
5.5 贵州现今构造应力场反演
5.5.1 基本思路
5.5.2 计算模型的建立
5.5.3 贵州区域构造应力分布特征
5.5.4 贵州区域构造应力场模拟效果评价
5.6 本章小结
6 贵州区域构造稳定性评价
6.1 概述
6.2 贵州区域地壳稳定性评价的基本原则
6.2.1 区域构造稳定性评价的影响因子
6.2.2 区域构造稳定性分区的标准
6.2.3 区域构造稳定性评价的基本方法
6.3 贵州区域构造稳定性的模糊综合评判法
6.3.1 模糊综合评判法的数学模型
6.3.2 贵州区域构造稳定性的模糊综合评判法
6.4 贵州区域构造稳定性分区特征
6.4.1 相对稳定区
6.4.2 相对基本稳定区
6.4.3 相对基本不稳定区
6.5 本章小结
中篇 FAST/SKA台址优选与布局
7 贵州喀斯特及峰丛洼地发育规律
7.1 概述
7.2 贵州喀斯特地貌类型与地域结构
7.2.1 贵州喀斯特地貌基本类型
7.2.2 贵州喀斯特地貌组合类型
7.2.3 贵州喀斯特地域结构
7.3 贵州喀斯特地貌演进及影响因素
7.3.1 地层岩性与喀斯特区域分组
7.3.2 地层岩性与区域喀斯特地貌形态
7.3.3 地质构造与多元喀斯特系统
7.3.4 新构造大幅度抬升与喀斯特高原-峡谷演化分异
7.3.5 新构造差异性抬升与特殊水文地貌景观的形成
7.3.6 气候波动与喀斯特作用强度
7.4 贵州喀斯特发育演化历史
7.4.1 贵州喀斯特发展简史
7.4.2 贵州喀斯特发育的演化过程
7.5 贵州喀斯特发育强度分区
7.5.1 喀斯特强烈发育区(Ⅰ)
7.5.2 喀斯特较强发育区(Ⅱ)
7.5.3 喀斯特中等发育区(Ⅲ)
7.5.4 喀斯特弱发育区(Ⅳ)
7.5.5 非喀斯特区(Ⅴ)
7.6 峰丛洼地形成机理及动力过程
7.6.1 峰丛洼地的水文地貌结构
7.6.2 峰丛洼地形成的动力过程
7.6.3 峰丛洼地形成的地貌过程
7.7 贵州峰丛洼地区域发育规律
7.7.1 评价指标体系
7.7.2 模糊综合评判法
7.7.3 模糊可靠度分析法
7.7.4 区域预测结果分析
7.8 本章小结
8 台址三维仿真与优化设计系统
8.1 概述
8.2 喀斯特洼地数字地形模型
8.2.1 数字地形模型的概念
8.2.2 喀斯特洼地数字高程模型
8.3 台址三维仿真及参数优选系统
8.3.1 台址三维仿真及参数优选系统研发
8.3.2 台址三维仿真及参数优选系统检验
8.3.3 尚家冲洼地对FASTV系统的验证
8.3.4 大窝凼洼地三维仿真及台址参数优选
8.3.5 台址三维仿真及参数优选系统评价
8.4 馈源支撑系统优化设计
8.4.1 n塔馈源支撑系统受力分析
8.4.2 n塔馈源支撑系统优化设计原理
8.4.3 n塔馈源支撑系统优化设计技术
8.4.4 大窝凼台址馈源支撑系统优化设计
8.5 本章小结
9 FAST台址优选与评价
9.1 概述
9.2 台址评价指标体系
9.2.1 几何条件
9.2.2 工程条件
9.2.3 地质条件
9.2.4 气象条件
9.2.5 无线电环境
9.3 台址适宜性评价的单因素指标法
9.4 台址适宜性评价的模糊综合评判法
9.4.1 模糊综合评判模型
9.4.2 建立隶属度函数
9.4.3 确定权重
9.4.4 FAST台址适宜性综合评判结果
9.5 台址适宜性评价的神经网络法
9.5.1 BP神经网络基本原理
9.5.2 多层自适应神经网络模型的BP算法
9.5.3 FAST台址适宜性BP神经网络法评价结果
9.6 台址适宜性评价的灰色关联分析法
9.6.1 灰色关联分析法简介
9.6.2 灰色关联度分析过程
9.6.3 台址适宜性评价指标体系及量化方法
9.6.4 FAST台址适宜性评价的灰色关联分析
9.6.5 FAST台址适宜性评价结果
9.7 FAST台址评价与优选
9.8 本章小结
10 SKA台址布局与实现
10.1 概述
10.2 SKA台址布局原理与方法
10.2.1 输入洼地集
10.2.2 确定核心位置
10.2.3 SKA台址布局实现方法
10.3 小N大D型SKA台址布局
10.4 大N小D型SKA台址布局
10.5 SKA台址核心区及中央区简介
10.6 SKA基础设施支撑中心城市
10.6.1 贵阳概况
10.6.2 基础交通设施及运输能力
10.6.3 日常生活供应
10.6.4 专业服务
10.6.5 对潜在SKA工作人员的遥远程度和吸引力
10.7 SKA站址中心城市
10.7.1 都匀市
10.7.2 兴义市
10.7.3 安顺市
10.8 贵州SKA台址建造价格及运营成本
10.9 贵州对中国SKA计划的支持
10.10 本章小结
下篇 核心台址关键工程地质问题
11 大窝凼台址区区域地质环境
11.1 大窝凼台址区简介
11.2 地层岩性
11.3 区域构造背景
11.3.1 区域构造体系
11.3.2 台址及周边区域性褶皱构造
11.3.3 台址区及周边活断裂
11.4 主要构造形迹
11.4.1 羡塘-克度向斜
11.4.2 大井褶皱断裂
11.4.3 地质构造基本特征
11.5 喀斯特水系发展演化过程
11.5.1 地表河流系统
11.5.2 地下暗河系统
11.5.3 喀斯特水系发展与演化过程
11.6 不良地质现象
12 大窝凼台址地震及动力响应
12.1 概述
12.2 活断裂优势分级
12.2.1 优势断裂评价指标体系
12.2.2 优势断裂等级的灰色关联度分析
12.2.3 评价结果分析
12.3 地震概率统计预报
12.3.1 地震时间过程预报模型
12.3.2 地震带危险性预报模型
12.3.3 地震动参数估算
12.3.4 大窝凼台址地震预测
12.4 地震波人工模拟
12.4.1 基本原理
12.4.2 地震波拟合结果
12.5 地震效应动力有限元时程分析
12.5.1 时程分析法基本原理
12.5.2 动力有限元计算模型
12.5.3 大窝凼台址地震效应动力有限元时程分析
12.6 本章小结
13 核心台址岩质边坡稳定性评价
13.1 概述
13.2 核心台址工程地质环境条件
13.2.1 核心台址概况
13.2.2 基本地质条件
13.2.3 岩土物理力学性质
13.3 台址边坡变形机制与破坏模式
13.3.1 台址边坡类型划分
13.3.2 台址边坡基本特征
13.4 台址边坡稳定性数值模拟
13.4.1 数值计算模型
13.4.2 台址边坡应力场特征
13.4.3 台址边坡位移场特征
13.4.4 台址弧形边坡的动力响应特征
13.5 台址区层状岩质边坡稳定性计算理论
13.5.1 整体稳定性计算
13.5.2 危岩体稳定性计算
13.5.3 台址边坡危岩体稳定性计算流程
13.6 本章小结
14 大窝凼台址塌陷及顶板稳定
14.1 概述
14.2 大窝凼台址喀斯特发育规律
14.2.1 大窝凼台址区水文地质条件
14.2.2 大窝凼台址区喀斯特发育规律
14.3 大窝凼台址洼底地球物理探测
14.3.1 高密度电法原理
14.3.2 洼底喀斯特水渗流途径地球物理探测
14.3.3 洼地顶板岩土体结构地球物理勘探
14.4 大窝凼台址排水途径与顶板稳定综合评价
14.4.1 物探结果综合分析
14.4.2 排水途径与顶板稳定综合评价
14.5 大窝凼台址圈梁高度与基底开挖深度优化
14.6 本章小结
15 结语
主要参考文献
跋
图版
序
前言
1 绪论
1.1 大射电望远镜项目简介
1.2 大射电望远镜研究历程
1.2.1 FAST/SKA研究概况
1.2.2 FAST/SKA选址历程
1.2.3 FAST/SKA建在中国贵州的意义
1.3 大射电望远镜台址条件及布局要求
1.3.1 FAST台址基本条件
1.3.2 SKA台址布局要求
1.4 大射电望远镜选址中的关键科学问题
1.5 大射电望远镜贵州选址思路与方法
1.5.1 选址思路
1.5.2 研究内容
1.5.3 工作进度
上篇 贵州区域构造稳定性评价
2 贵州区域地质背景
2.1 自然地理
2.2 地形地貌
2.3 地层岩性
2.3.1 中、新元古界
2.3.2 古生界
2.3.3 中、新生界
2.4 大地构造单元
2.4.1 扬子陆块
2.4.2 江南造山带
2.4.3 右江造山带
2.5 主要构造体系
2.5.1 巨型纬向构造体系
2.5.2 经向构造体系
2.5.3 扭动构造体系
2.6 区域构造发展简史
2.6.1 先燕山期
2.6.2 燕山期
2.6.3 喜马拉雅期
3 贵州新构造运动特征
3.1 概述
3.2 贵州新构造运动类型
3.2.1 地形地貌
3.2.2 沉积物组成的演变与构造变形
3.2.3 温泉
3.2.4 地震
3.3 活断裂与活动构造体系
3.4 贵州新构造运动发展简史
3.4.1 区域地貌演化历史
3.4.2 区域构造应力场演化历史
4 贵州地震活动性与危险性
4.1 概述
4.2 贵州地震概况
4.2.1 历史地震
4.2.2 仪测地震
4.2.3 毗邻省份的地震
4.3 贵州地震时空分布特征
4.3.1 空间分布的不均匀性
4.3.2 时间变化的非平稳性
4.3.3 继承性和新生性
4.3.4 相关性和转化性
4.3.5 迁移性
4.4 发震构造背景与地震危险性地段
4.4.1 地震活动带划分
4.4.2 构造断块地震危险性
4.5 贵州地震烈度区划
4.5.1 地震烈度区划的概念
4.5.2 贵州地震烈度区划
4.6 本章小结
5 贵州现今构造应力场基本特征
5.1 概述
5.2 中国现今构造应力场基本特征
5.2.1 中国大陆构造应力场的动力学环境
5.2.2 中国大陆现今构造应力场及其分区
5.2.3 中国大陆地壳运动速度场
5.3 贵州现今构造应力状态的震源机制解
5.3.1 震源机制解的基本原理
5.3.2 贵州及邻区现今构造应力状态的震源机制解
5.4 贵州现今地应力状态原位测量
5.4.1 地应力测量方法简介
5.4.2 贵州地应力原位测量结果
5.5 贵州现今构造应力场反演
5.5.1 基本思路
5.5.2 计算模型的建立
5.5.3 贵州区域构造应力分布特征
5.5.4 贵州区域构造应力场模拟效果评价
5.6 本章小结
6 贵州区域构造稳定性评价
6.1 概述
6.2 贵州区域地壳稳定性评价的基本原则
6.2.1 区域构造稳定性评价的影响因子
6.2.2 区域构造稳定性分区的标准
6.2.3 区域构造稳定性评价的基本方法
6.3 贵州区域构造稳定性的模糊综合评判法
6.3.1 模糊综合评判法的数学模型
6.3.2 贵州区域构造稳定性的模糊综合评判法
6.4 贵州区域构造稳定性分区特征
6.4.1 相对稳定区
6.4.2 相对基本稳定区
6.4.3 相对基本不稳定区
6.5 本章小结
中篇 FAST/SKA台址优选与布局
7 贵州喀斯特及峰丛洼地发育规律
7.1 概述
7.2 贵州喀斯特地貌类型与地域结构
7.2.1 贵州喀斯特地貌基本类型
7.2.2 贵州喀斯特地貌组合类型
7.2.3 贵州喀斯特地域结构
7.3 贵州喀斯特地貌演进及影响因素
7.3.1 地层岩性与喀斯特区域分组
7.3.2 地层岩性与区域喀斯特地貌形态
7.3.3 地质构造与多元喀斯特系统
7.3.4 新构造大幅度抬升与喀斯特高原-峡谷演化分异
7.3.5 新构造差异性抬升与特殊水文地貌景观的形成
7.3.6 气候波动与喀斯特作用强度
7.4 贵州喀斯特发育演化历史
7.4.1 贵州喀斯特发展简史
7.4.2 贵州喀斯特发育的演化过程
7.5 贵州喀斯特发育强度分区
7.5.1 喀斯特强烈发育区(Ⅰ)
7.5.2 喀斯特较强发育区(Ⅱ)
7.5.3 喀斯特中等发育区(Ⅲ)
7.5.4 喀斯特弱发育区(Ⅳ)
7.5.5 非喀斯特区(Ⅴ)
7.6 峰丛洼地形成机理及动力过程
7.6.1 峰丛洼地的水文地貌结构
7.6.2 峰丛洼地形成的动力过程
7.6.3 峰丛洼地形成的地貌过程
7.7 贵州峰丛洼地区域发育规律
7.7.1 评价指标体系
7.7.2 模糊综合评判法
7.7.3 模糊可靠度分析法
7.7.4 区域预测结果分析
7.8 本章小结
8 台址三维仿真与优化设计系统
8.1 概述
8.2 喀斯特洼地数字地形模型
8.2.1 数字地形模型的概念
8.2.2 喀斯特洼地数字高程模型
8.3 台址三维仿真及参数优选系统
8.3.1 台址三维仿真及参数优选系统研发
8.3.2 台址三维仿真及参数优选系统检验
8.3.3 尚家冲洼地对FASTV系统的验证
8.3.4 大窝凼洼地三维仿真及台址参数优选
8.3.5 台址三维仿真及参数优选系统评价
8.4 馈源支撑系统优化设计
8.4.1 n塔馈源支撑系统受力分析
8.4.2 n塔馈源支撑系统优化设计原理
8.4.3 n塔馈源支撑系统优化设计技术
8.4.4 大窝凼台址馈源支撑系统优化设计
8.5 本章小结
9 FAST台址优选与评价
9.1 概述
9.2 台址评价指标体系
9.2.1 几何条件
9.2.2 工程条件
9.2.3 地质条件
9.2.4 气象条件
9.2.5 无线电环境
9.3 台址适宜性评价的单因素指标法
9.4 台址适宜性评价的模糊综合评判法
9.4.1 模糊综合评判模型
9.4.2 建立隶属度函数
9.4.3 确定权重
9.4.4 FAST台址适宜性综合评判结果
9.5 台址适宜性评价的神经网络法
9.5.1 BP神经网络基本原理
9.5.2 多层自适应神经网络模型的BP算法
9.5.3 FAST台址适宜性BP神经网络法评价结果
9.6 台址适宜性评价的灰色关联分析法
9.6.1 灰色关联分析法简介
9.6.2 灰色关联度分析过程
9.6.3 台址适宜性评价指标体系及量化方法
9.6.4 FAST台址适宜性评价的灰色关联分析
9.6.5 FAST台址适宜性评价结果
9.7 FAST台址评价与优选
9.8 本章小结
10 SKA台址布局与实现
10.1 概述
10.2 SKA台址布局原理与方法
10.2.1 输入洼地集
10.2.2 确定核心位置
10.2.3 SKA台址布局实现方法
10.3 小N大D型SKA台址布局
10.4 大N小D型SKA台址布局
10.5 SKA台址核心区及中央区简介
10.6 SKA基础设施支撑中心城市
10.6.1 贵阳概况
10.6.2 基础交通设施及运输能力
10.6.3 日常生活供应
10.6.4 专业服务
10.6.5 对潜在SKA工作人员的遥远程度和吸引力
10.7 SKA站址中心城市
10.7.1 都匀市
10.7.2 兴义市
10.7.3 安顺市
10.8 贵州SKA台址建造价格及运营成本
10.9 贵州对中国SKA计划的支持
10.10 本章小结
下篇 核心台址关键工程地质问题
11 大窝凼台址区区域地质环境
11.1 大窝凼台址区简介
11.2 地层岩性
11.3 区域构造背景
11.3.1 区域构造体系
11.3.2 台址及周边区域性褶皱构造
11.3.3 台址区及周边活断裂
11.4 主要构造形迹
11.4.1 羡塘-克度向斜
11.4.2 大井褶皱断裂
11.4.3 地质构造基本特征
11.5 喀斯特水系发展演化过程
11.5.1 地表河流系统
11.5.2 地下暗河系统
11.5.3 喀斯特水系发展与演化过程
11.6 不良地质现象
12 大窝凼台址地震及动力响应
12.1 概述
12.2 活断裂优势分级
12.2.1 优势断裂评价指标体系
12.2.2 优势断裂等级的灰色关联度分析
12.2.3 评价结果分析
12.3 地震概率统计预报
12.3.1 地震时间过程预报模型
12.3.2 地震带危险性预报模型
12.3.3 地震动参数估算
12.3.4 大窝凼台址地震预测
12.4 地震波人工模拟
12.4.1 基本原理
12.4.2 地震波拟合结果
12.5 地震效应动力有限元时程分析
12.5.1 时程分析法基本原理
12.5.2 动力有限元计算模型
12.5.3 大窝凼台址地震效应动力有限元时程分析
12.6 本章小结
13 核心台址岩质边坡稳定性评价
13.1 概述
13.2 核心台址工程地质环境条件
13.2.1 核心台址概况
13.2.2 基本地质条件
13.2.3 岩土物理力学性质
13.3 台址边坡变形机制与破坏模式
13.3.1 台址边坡类型划分
13.3.2 台址边坡基本特征
13.4 台址边坡稳定性数值模拟
13.4.1 数值计算模型
13.4.2 台址边坡应力场特征
13.4.3 台址边坡位移场特征
13.4.4 台址弧形边坡的动力响应特征
13.5 台址区层状岩质边坡稳定性计算理论
13.5.1 整体稳定性计算
13.5.2 危岩体稳定性计算
13.5.3 台址边坡危岩体稳定性计算流程
13.6 本章小结
14 大窝凼台址塌陷及顶板稳定
14.1 概述
14.2 大窝凼台址喀斯特发育规律
14.2.1 大窝凼台址区水文地质条件
14.2.2 大窝凼台址区喀斯特发育规律
14.3 大窝凼台址洼底地球物理探测
14.3.1 高密度电法原理
14.3.2 洼底喀斯特水渗流途径地球物理探测
14.3.3 洼地顶板岩土体结构地球物理勘探
14.4 大窝凼台址排水途径与顶板稳定综合评价
14.4.1 物探结果综合分析
14.4.2 排水途径与顶板稳定综合评价
14.5 大窝凼台址圈梁高度与基底开挖深度优化
14.6 本章小结
15 结语
主要参考文献
跋
图版
Theory and methods of selecting sites for spherical telescope in Guizhou, China
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