基于主成分分析和因子分析的宁夏水资源承载力研究

为了探求宁夏水资源承载力状况,利用主成分分析法和因子分析法,在分析宁夏2004~2014年水资源承载力状况的基础上,对宁夏5市2013年水资源承载力分水资源支持力、社会经济技术水平和社会生活水平3个方面进行综合考虑,得到宁夏5市的水资源利用状况指数和分级标准。具体得到以下几个结论:(1)2004~2014年间,宁夏水资源承载力仅在2005~2006年有所波动,其余年份两种方法结果一致,11年间保持稳定上升;(2)对于宁夏5市2013年水资源承载力状况,主成分分析结果由大到小排序为吴忠市、银川市、石嘴山市、固原市和中卫市,因子分析结果由大到小排序为吴忠市、银川市、固原市、石嘴山市和中卫市;(3)建立宁夏5市水资源承载力状况分级阈值,主成分分析下吴忠市和银川市的水资源利用状况高,石嘴山市的水资源利用状况中等,固原市和中卫市的水资源利用状况低;因子分析下吴忠市和银川市的水资源利用状况高,其余3市水资源利用状况都较低。     

劲芯水泥土桩承载路堤渐进式失稳破坏机制

劲芯水泥土桩是一种软土地基处理的新方法,近年来已成功应用于公路、铁路路基处理工程中。然而由于人们对其承载路堤的失稳破坏机制认识不足,无法正确指导设计。采用反映桩体材料破坏后特征的应变软化模型,模拟劲芯水泥土桩承载路堤失稳破坏1g模型试验,通过分析路堤失稳破坏过程中桩体塑性区的开展和桩身受力的变化情况,研究了桩体的破坏顺序及其破坏模式。结果表明：路堤失稳过程中,劲芯水泥土桩并非同时发生破坏,路面正下方桩体首先发生受压破坏,坡面下方桩体自坡脚至坡肩依次发生弯剪破坏;由于桩体的存在,路基中滑动面并非完全穿过桩体破坏位置。基于桩体破坏顺序、破坏模式、受力情况变化,以及荷载传递规律,阐释了劲芯水泥土桩承载路堤渐进式失稳破坏机制。采用现行规范中基于残余强度的柔性桩处理方法,计算的安全系数与试验结果较为接近,但其适用性还需做进一步研究。     

稻壳灰加筋土力学性能研究

稻壳灰与土体混合应用,一方面废弃资源再利用,环保,又可增强土体强度。通过三轴试验,研究不同比例稻壳灰混合黏土及其加筋土应力?应变性能、强度特性以及不同应变水平下模量、偏应力及加筋强度比等土体变化特征。试验结果表明,随稻壳灰比例增加,混合土最大干密度显著减小,最优含水率显著增加。添加不同比例稻壳灰对加筋土抗剪强度有较大影响,10%～15%稻壳灰比例下,加筋稻壳灰混合土初始切线模量和应力峰值达到最大,抗剪强度较优。与土工织物加筋稻壳灰混合土相比,土工格栅加筋稻壳灰混合土偏应力及抗剪强度更大,土工格栅层数对土体抗剪强度增大效果更明显,对应的应力?应变曲线拐点也更突出。试样弹性模量与稻壳灰比例及筋材种类、层数有关,加入稻壳灰后,土体弹性模量增长显著,土工格栅加筋稻壳灰混合土较优比例下可增加1.5倍多,稻壳灰及筋材均能有效提高土体强度。随加筋层数增加,稻壳灰混合土加筋强度比明显增大,与围压关系较小。     

分布埋入式光纤与隧道衬砌耦合性能试验及应用

为探究埋入式光纤与隧道衬砌的耦合性能,分别从理论与试验两个方面进行研究,并在实际工程中进行了验证。构建了光纤、中间体和基体结构力学分析模型,进行光纤应变传递机制理论分析,计算了光纤应变传递效率;使用钢筋混凝土梁模拟隧道衬砌,进行了2组不同加载速率的试验。其中,在同一根梁内（同一工况）设计6种光纤的布设方式,以位移控制的方式在梁跨中部位进行单点多级加载,使用BOFDA（布里渊散射光频域分析）技术分别对6条光纤进行监测。试验结果表明：6条光纤均可以有效监测梁从开始加载至钢筋开始屈服阶段,光纤与梁耦合性最好;钢筋开始屈服直至梁破坏阶段,光纤应变不再增加甚至减小或呈现出光纤断裂的状态,此过程光纤与梁耦合性较差;除开槽埋入式光纤的有效监测应变差为3 000×10?6外,其余布设方式光纤有效监测应变差为2 000×10?6;光纤在长距离（>>146 mm）埋入式布设情况下可认为其应变传递效率接近100%,2组不同试验结果呈现相似规律。在北京市新机场线地铁暗挖隧道CRD工法区间进行了工程应用研究,监测结果表明分布埋入式光纤布设工艺是可行的,可为分布式光纤技术在地下工程结构监测中的应用提供有价值的参考。     

一种横观各向同性岩体蠕变模型

层状岩体由于层理面或者结构面的存在,在力学上具有横观各向同性的特点,现有的各向同性蠕变模型难以全面反映横观各向同性岩体的蠕变力学特性。为构建能够反映横观各向同性岩体的三维蠕变模型,以能反映瞬时应变、减速蠕变和稳态蠕变特征的黏弹性Burgers模型为基础,基于常泊松比假定,在三维各向同性蠕变本构方程的基础上,按照算子替换的方法,将横观各向同性柔度矩阵代替各向同性柔度矩阵,并考虑了平行和垂直层理方向岩体蠕变力学行为的差异性,推导了横观各向同性岩体的三维蠕变本构方程。根据本构方程的特点,提出了根据平行和垂直方向岩体蠕变试验结果进行三维蠕变本构模型中蠕变参数的辨识方法。将提出的模型应用于三轴蠕变试验参数辨识,从而获得了一套完整的三维蠕变参数,并与试验结果进行对比分析,从而验证了所提模型与方法的合理性和有效性。进一步,指出了传统蠕变试验设计方案的局限性,给出了横观各向同性材料蠕变试验设计建议。研究成果为研究岩体三维蠕变机制提供了新思路,可对岩体蠕变试验设计提供相应的科研支撑。     

Cathodoluminescence and Trace Element Composition of Scheelite from the Middle-Lower Yangtze River Metallogenic Belt (MLYB): Implications for Mineralization and Exploration

The Middle–Lower Yangtze River Metallogenic Belt (MLYB) is known to contain abundant copper and iron porphyry-skarn deposits, with an increasing number of tungsten deposits and scheelite in Fe–Cu deposits being discovered in the MLYB during recent decades. The ore genesis of the newly-discovered tungsten mineralization in the MLYB is poorly understood. We investigate four sets of scheelite samples from tungsten, iron and copper deposits, using CL imaging and LA–ICP–MS techniques to reveal internal zonation patterns and trace element compositions. The REE distribution patterns of four studied deposits show varying degrees of LREE enrichment with negative Eu anomalies. The oxygen fugacity of ore-forming fluid increased in Donggushan, while the oxygen fugacity of ore-forming fluid decreased in Ruanjiawan, Guilinzheng and Gaojiabang. The scheelites from the Donggushan, Ruanjiawan, Guilinzheng and Gaojiabang deposits show enrichment in LREEs and HFSE, with Nb/La ratios ranging from 1.217 to 52.455, indicating that the four tungsten deposits are enriched in the volatile fluorine. A plot of (La/Lu)N versus Mo/δEu can be used to distinguish quartz vein type, porphyry and skarn tungsten deposits. This study demonstrates that scheelite grains can be used to infer tungsten mineralization and are effective in identifying magmatic types of tungsten deposits in prospective mining sites.     

中国古代牧业社会骨制品的初步考察:以新疆巴里坤石人子沟遗址为例

考古遗址出土骨制品的研究对于揭示古代社会的动物资源获取和利用、手工业生产、社会组织结构等问题具有重要意义.国内骨制品研究目前多集中在农业区域,这些研究为探讨新石器时代至青铜时代的动物使用及其与社会发展、早期国家形成的关系等问题作出了重要贡献.然而,针对牧业社会骨制品的考察十分缺乏.新疆哈密地区巴里坤草原分布有大量古代牧业文化遗址,石人子沟遗址(43°31′12.8″~43°34′28.9″N,93°13′44.8″~93°16′49.1″E)是其中一处青铜时代晚期至铁器时代早期的大型聚落.本文从动物考古学视角研究该遗址2006年至2011年发掘出土的426件骨制品.结果显示,石人子沟遗址骨制品的原料主要为以羊(Ovis aries/Capra hircus)、马(Equus caballus)为主的家养动物和以鹿(Cervidae)为主的野生动物,其中羊的比例最高(69.7%),鹿(13.8%)、马(2.3%)次之,这与中原地区青铜时代农业文化遗址的骨制品多以牛为原料的情况明显不同.羊在骨制品原料中占绝对多数且大量使用羊距骨制品的现象是对石人子沟遗址以牧业为主的生业经济方式的直接反映.石人子沟遗址不同类型骨制品的制作各具特点,但整体表现出"省时省力"的特点,即对使用部位细致打磨,对非使用部位仅做简单处理.与中原地区商周时期大型制骨作坊规范化、规模化、产业化的骨器生产不同,石人子沟遗址未见专门的制骨场所,骨制品生产的操作链条也并不完整.遗址的骨制品生产可能是以家庭为单元进行的,产品的专业化、精细化程度也相对较低.该研究填补了我国古代牧业文化遗址出土骨制品动物考古学专门研究的空白,为进一步探究我国古代不同区域、不同生业经济基础下的制骨手工业面貌提供了重要资料.     

考虑桩间土体抗滑作用的单排抗滑桩受力计算方法

为了充分考虑桩间距范围内滑体对抗滑桩受力的影响,从单排抗滑桩加固边坡的整体稳定角度出发,在采用传递系数法分析指定设计安全系数情况下抗滑桩的内力时,提出对一个桩间距范围内的加固坡体进行整体分析,将抗滑桩所在部位单独划分条块,该条块包括桩体受荷段及其两侧桩间距范围内的滑体。推导了与此分析模型相应的桩体受荷段底端内力计算公式,并给出了在滑坡推力线性分布条件下作用于受荷段的净滑坡推力计算表达式。分析结果显示,在不考虑与完全考虑受荷段两侧桩间距范围内滑体抗力作用时,得到是桩体内力及位移的上、下边界值。实例分析进一步表明,理论分析与数值模拟结果具有良好的一致性。所提出的方法比传统方法更有利于抗滑桩设计的经济性。     

基于GPU的地形可视化加速算法研究

地形可视化是利用数字高程模型DEM,采用计算机图形学和图像处理技术进行三维地形模拟显示。该技术在深部矿产预测、矿产资源评价、虚拟现实、娱乐游戏、飞行模拟等诸多领域有着广泛的应用。随着数据量的增大,三维地形可视化的实时、流畅视觉效果受到当前的计算机硬件技术水平限制。针对这一问题,本文运用ROAM算法进行地形建模,利用GPU高速并行运算性能加速地形可视化建模速度,加速模型显示效果。实验对比表明:当计算量比较小时,加速效果不显著;随着计算量的增大,计算效果越来越明显;当计算量达到一定值时,加速效果达到一个稳定的加速趋势。研究结果为地形可视化及矿产资源评价等类似工作提供了原创性可视化技术支撑。     

江南造山带(湖南段)金矿成矿规律与资源潜力

扬子地块—华夏地块经历武陵期—雪峰期增生造山-碰撞造山形成江南造山带,构成统一的华南板块,进入板内演化阶段。本文从构造-岩浆作用-沉积建造角度,结合地质年代学、古地磁、岩相古地理分析,加里东运动、印支运动属陆内作用,造就了加里东期、印支期两次主要的金矿成矿事件。湖南雪峰山—幕阜山(俗称“金腰带”)加里东期和印支晚期金矿床分区成带产出,构成一条复合型造山型金矿带。区域性构造导矿、次级构造交汇或叠加控矿明显;矿石普遍发育条带状构造,属韧性剪切递进变形的产物。通过对区域成矿背景、金矿成矿理论,金矿床(体)地质特征,结合同位素地球化学、地质找矿成果及深部验证情况等多方面研究表明该成矿带深部找矿潜力巨大,2000 m以浅金远景资源量有望达到3000 t。