一维固结条件下黏土微结构再造过程研究和描述

采用冷冻制样方法,对不同固结压力作用下得到的重塑黏土压缩试样进行了真空干燥,对其水平截面、45o截面和垂直截面上获得的SEM照片域微结构参数进行了研究。对简单微结构参数的研究表明,随固结压力增大颗粒体所占比重越来越大。对合成微结构参数的研究包括主成分分析和聚类分析两方面,结果表明,随固结压力增大,第一主成分指标近似线性增大;不同固结压力作用下的样品具有明显的聚类特征,且类内距离随固结压力增大逐渐增大。在建立各种土力学关系时,可以考虑纳入合成微结构参数而并非简单微结构参数,以反映土微结构的整体特征。     

基于微结构参数主成分的黄土湿陷性评价

黄土的湿陷性与其微观结构特征密切相关,它的微结构又受其应力状态和所处的含水状态影响。通过改变含水率与固结压力,对西安原状黄土进行了湿陷性试验,由此分析了不同含水率与固结压力条件下湿陷性的差异与联系,同时通过电镜扫描（SEM）获取了湿陷前、后黄土试样的微结构照片,进而获取了相应条件下的SEM照片的简单微结构参数。分析了湿陷前、后微结构参数的变化,探讨了简单微结构参数间相关关系,基于主成分分析法构建了合成微结构参数。研究表明：随着固结压力的增大,颗粒体所占比重越来越大,第1主成分近似线性增大,黄土湿陷系数与其累积主成分呈线性关系。根据这一重要认识,建立了主成分得分的湿陷系数计算方法,进而建立了黄土湿陷性评价方法。该研究对定量研究黄土湿陷性的微结构效应做了有益的探索。     

基于主成分分析的反射光谱在岩石学中的应用——以哈密地区为例

本文首先总结并分析了岩矿常见光谱特征的波长位置及其产生原因。然后基于主成分分析技术对哈密42条岩石实验室光谱进行了定量分析。前两个主成分共包含了96．7％的信息量，代表了原始信息。第一主成分反映了岩石总体反射率大小，称为反照率因子；第二主成分反映了光谱曲线斜率变化，称为形状因子。使用这两个主成分可以区分该区主要岩类，达到了数据压缩和分类的目的。第三和第四主成分尽管所占信息很少，但反映了岩石蚀变信息。为了突出蚀变岩石光谱吸收特征，进而又对经过连续统去除后的光谱进行主成分分析，结果发现，在新生成的第三和第四主成分图上，4种矿石被清晰区分开来。     

基于主成分和半参数的大坝变形监测回归模型

主成分分析在一定程度上可以解决大坝变形监测回归模型因子间的复共线性,然而当提取的主成分信息不充分时,主成分回归用于大坝安全预测可能失效。提出以主成分分析提取的主成分作为半参数回归的参数分量,剩余成分和模型误差作为未知的非参数分量对主成分回归进行补偿,建立一种基于主成分和半参数的大坝变形监测混合回归模型。利用某大坝实测资料进行建模分析,结果表明该混合模型能克服回归因子间的复共线性,避免半参数回归补偿最小二乘估计中法矩阵的病态性,比传统的主成分回归和逐步回归模型具有更好的拟合和预报精度。     

阿拉善高原盐湖水化学特征的主成分分析研究

运用数理统计的主成分分析法对阿拉善高原腾格里沙漠地区和巴丹吉林沙漠地区的21个盐湖、八种水化学特征变量进行研究,获得四个可以揭示水化学特征的主成分及相应的数学模型,进一步得出各盐湖在四个新的主成分变量上的得分值,从而解释八种水化学成分变量与盐湖类型之间的相关信息。     

灰度阈值对粘土合成微结构参数的影响

为了评估和描述阈值对SEM照片反映的微结构特性的影响,本文基于多维分析方法,研究了随阈值变化,来自同一粘土样品不同观测点颗粒体域微结构之间的差别和联系。研究表明:颗粒体面积和周长可以表示为阈值的三角函数;不同观测点颗粒体域微结构参数各主成分随阈值的变化趋势是一致的,且在最大方差阈值附近,第一主成分取值达到最大;不同阈值对应的颗粒体微结构具有非常明显的聚类特征,其中三类法和四类法与实际完全相符;SEM照片之间的距离随阈值的增大有逐步增大的趋势,但在最大方差阈值处取得极小值。     

利用PCA和神经网络预测尾矿坝地下水位

针对尾矿坝安全监测需要对尾矿坝地下水位进行预测及时分析尾矿坝稳定性的问题,提出利用主成分分析和神经网络建立尾矿坝地下水位的预测模型。首先采用自相关分析选择预测模型的输入变量,然后利用主成分分析法对原始多维输入变量进行降维和去相关处理,最后利用提取的主成分作为神经网络的输入,对某尾矿坝地下水位进行预测实验。实验结果表明,经过主成分分析处理后的神经网络预测模型不仅简化了网络的结构,具有更高的预测精度,而且提高了网络泛化性能和稳定性。     

湘西南元古宙高涧群微量元素主成分分析

主成分分析法（PCA）是多元样本数据的数理统计方法。本文结合湘西南元古宙高涧群地层剖面等离子光谱分析所得Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Sr、Ba、Mn、Co、Ti、Cr共13个微量元素的主成分计算结果和图解,解释了主成分参数和图解的地质含义。在C剖面和L剖面上,主成分F1具有相似的信息量,反映高涧群“原始”沉积物以铁镁矿物为主要特征。F2的信息量不同,在L剖面上,F1－F2图解可以将13个“原”变量分为5组“原”变量的组合：Co-Zn-Cu(Mn、Ba)、Ti-Cr、As-Pb、Au-Pb-Sr和Ag,Ag主要来自碎屑沉积物;在C剖面上,“原”变量的组合特征不明显,As、Cr、Sb、Ti与F2呈正相关,Sr与F2呈负相关。在L剖面上,Au主要受氧化条件制约;在C剖面上,海水较深,还原条件有利于Au、Ag的沉积。由于沉积环境不同,研究区的南部和北部一些微量元素存在明显的差异。根据（di^k)^2计算值,Ag、Pb的分布部分与后期构造破坏有关。     

基于灰度共生矩阵的图像纹理特征地物分类应用

针对传统遥感影像分类方法的分类精度不高,在分析图像的光谱信息的基础上,对基于灰度共生矩阵的纹理特征在地物分类中的应用进行了研究.本研究利用原始图像进行主成分分析后的前两个主成分,经过编程运算,提取了基于灰度共生矩阵方法的不同测度的纹理特征,将提取的纹理特征作为新的波段,与原始波段进行组合,再对组合图像进行监督分类,探索...     

基于微结构模拟的土体自相关距离分析

土体具有显著的空间变异性,描述土体空间变异性的重要指标是自相关距离。提出基于土体微结构模拟的方法来求解土体的自相关距离。在生成土体的微结构数值模型时,对四参数随机生长法（QSGS法）进行改进,考虑土体的粒径分布信息,使得生成的土体微结构更加合理。改进的四参数随机生长法（MQSGS法）所需的输入参数可以结合土体的扫描电镜试验及粒径分析试验获取。基于生成的土体微结构数值模型,即可计算土体的2点自相关函数,再通过曲线拟合即可求解土体的自相关距离。研究表明：与QSGS法相比,采用MQSGS法生成的土体微结构更加符合自然界的真实土体;基于MQSGS法生成的微结构数值模型计算得到的土体自相关距离略小于QSGS法得出的自相关距离。     

土体微观结构定量分析系统及应用

土体微观结构图像的计算机处理是土体微观结构定量化研究的关键技术之一.在分析我国土体微观结构定量研究的进展的基础上,针对土体微观结构图像计算机处理软件对土体微观结构非确定型参数定量分析功能的不足,设计和开发了新版土体微观结构定量分析系统,以太原高阶地黄土为例,通过各夯击次数对应土样的定量化结构效应分析,探讨了其动力固结的微观结构变化规律.该系统的应用对推动我国土体微观结构的研究具有积极意义.     

Environmental factors of road slope stability in mountain area using principal component analysis and hierarchy cluster

Nine environmental factors of 147 roadside soil samples were administered in Sichuan Basin of China and principal component analysis was conducted using the Pearson correlation matrix. The results show that the first four principal components whose eigenvalue is over 1.00 can be extracted. The first principal component which is consisted of rock type, soil type, weathering degree, and soil depth is the most important factor of all. The geographical position which is consisted of altitude, longitude, and latitude is included in the second and the third principal components. The fourth principal component shows that the terrain factor influences the rock slope stability. The hierarchy cluster shows that rock type and soil type play the maximum positive correlation, while the slope and the aspect present the maximum negative correlation.     

Evaluation of spatial and seasonal variations in surface water quality using multivariate statistical techniques

In this study, spatial and seasonal variations of water quality in Haraz River Basin were evaluated using multivariate statistical techniques, such as cluster analysis, principal component analysis and factor analysis. Water quality data collected from 8 sampling stations in river during 4 seasons (Summer and Autumn of 2007, Winter and Spring of 2008) were analyzed for 10 parameters (dissolved oxygen, Fecal Coliform, pH, water temperature, biochemical oxygen demand, nitrate, total phosphate, turbidity, total solid and discharge). Cluster analysis grouped eight sampling stations into three clusters of similar water quality features and thereupon the whole river basin may be categorized into three zones, i.e. low, moderate and high pollution. The principle component analysis/factor analysis assisted to extract and recognize the factors or origins responsible for water quality variations in four seasons of the year. The natural parameters (temperature and discharge), the inorganic parameter (total solid) and the organic nutrients (nitrate) were the most significant parameters contributing to water quality variations for all seasons. Result of principal component analysis and factor analysis evinced that, a parameter that can be significant in contribution to water quality variations in river for one season, may less or not be significant for another one.     

中主应力系数影响下的冻结砂土损伤本构模型

人工冻结法是饱水砂层开挖过程中常用的止水和临时支护方法,通过冻土损伤特性研究为冻土力学特性和冻结体稳定性分析奠定基础。为研究冻结砂土的损伤力学特性,在-5℃下进行了不同中主应力系数的冻结砂土三维室内试验。从冻土微元破坏服从Weibull随机分布的特点出发,将Drucker-Prager强度准则作为冻土微元统计分布变量,利用应变等价性假说,建立了三维应力状态下冻结砂土损伤本构模型;在此基础上,讨论模型参数F₀与m和中主应力系数的关系,对模型参数进行合理修正,建立中主应力系数影响下的冻结砂土损伤本构模型,并与试验结果进行对比。分析结果表明:参数F₀和m随着中主应力系数的增大呈现先减小后增大的趋势;参数F₀反映了冻结砂土的强度特性,参数m代表了冻结砂土的延性及脆性特征,考虑中主应力系数影响的冻结砂土损伤本构模型能很好地模拟冻结砂土应力-应变全过程曲线。研究成果为人工冻结法工程设计提供一定的理论依据。移动阅读      

内蒙古东来地区土壤养分空间分布特征及评价

在中小尺度上确定土壤养分状况并准确表达其空间分布特征仍需深入研究,了解和掌握土壤养分现状可为土地资源利用提供一定的科学参考。基于内蒙古东来地区土地质量地球化学调查中采集的468件表层土壤样品分析结果,采用主成分分析法和GIS技术对碱解氮、速效磷、速效钾、有机质4项养分指标进行空间分布特征分析及养分丰缺评价。结果表明,研究区土壤养分属于中度变异,呈不均匀分布。主成分分析提取的2项主成分指标可反映土壤养分指标90.34%的原量信息,得出的土壤肥力综合得分IFI值为-1.643～1.972。空间分布特征显示,研究区土壤整体有机质缺乏,碱解氮稍缺,速效磷适中,速效钾较丰富。IFI值的空间插值结果表明：土壤养分达到丰富及以上的区域占研究区面积的29.35%,主要分布在研究区中部的工农村、七间房附近;达到适中等级的占比为41.74%;稍缺—缺乏等级的占比为28.91%,其中缺乏等级分布面积为10.43%,主要分布在辽河农场三分场附近。建议在研究区进行农林业生产活动时,应注意有机肥和氮肥的增施。     

软土非线性蠕变压缩模型

从土的力学行为与微观结构相结合的途径探讨滨海软土单向压缩的本构特征,旨在构造一个用于软土一维变形计算的合理形式.据多级加荷压缩试验成果,进一步证明了软土具有非线性蠕变特性;并用幂函数描述了软土压缩蠕变规律,用割线模量法概化了单向压缩的应力-应变的关系.提出了压缩蠕变率(CCR)的概念,并建立与土的结构定量参数(定向概率熵和孔隙分布分维数)、应力比之间的幂函数关系.在此基础上,建议了一个考虑非线性蠕变特性的单向压缩本构模型,并用试验资料初步验证了模型的有效性.建议的模型具有参数少、简便实用之特点,可用于软土地基的沉降计算分析.     

土壤水中可溶性盐分离子对电导率的影响分析——以新疆尉犁县为例

为了研究土壤水中盐分离子对其电导率的影响程度.文章采用主成分分析法对影响电导率的盐分离子进行分析.结果表明:土壤水电导率主要受Cl-、SO4-、Na+这3种离子的影响,其次受控于水溶液中的HCO3-与K+这2种离子;影响土壤水电导率的7种离子之间存在严重的多重共线性,应用主成分回归方法建立的电导率预测模型效果较好.这为...