Information, uncertainty and decision making in site investigation for rock engineering

Although there is general awareness that uncertainty, information and decision making are key elements of site investigation, there has previously been little comprehensive attempt to formalize these factors in the site investigation process. In modern design, rock engineering is considered as a system and it is necessary to establish the key variables and interactions between the variables within the system as a precursor to design. Then, questions concerning (i) the information required to characterize the system, (ii) the uncertainty associated with this information, and (iii) the influence that this has on decision making, naturally arise and need to be addressed. We consider the application of information theory to geotechnical engineering through interpretation of informatic concepts in a rock mechanics context. Examples are then given, concentrating on the ideas of information received in sequential phases of site investigation, the information content of rock-mass classification systems, and the information content of scalar and vector quantities using discontinuity frequency as an example. In the concluding section, there are recommendations for making improvements to site investigation using information theory.     

沉积岩石学的室内研究方法综述*

为了正确、高效地完成沉积岩石学的研究内容,势必要求沉积岩石学的研究方法具多样性和先进性,并可在实践中不断完善和发展。作者着重阐述了沉积岩石学的室内研究方法,旨在为沉积岩石学研究者系统介绍合适的技术和手段。室内研究方法主要包括矿物成分与结构分析、无机与有机地球化学分析和其他实验方法。矿物成分与结构分析主要包括薄片鉴定、粒度分析、重矿物分析、激光拉曼光谱和荧光光谱分析、微区矿物识别和元素分析、阴极发光分析,以及X射线衍射、红外光谱和热谱分析。无机地球化学分析主要包括元素地球化学、风化强度的量化、稳定同位素分析和测年分析。有机地球化学分析主要包括总有机碳、岩石热解分析、镜质体分析、气相色谱分析和生物标志物色谱—质谱分析、非生物标志化合物和有机化合物稳定同位素组成分析等。此外,沉积岩石学的室内研究方法还包括磁性矿物学、物理和数值模拟、岩石地球物理方法和地质大数据方法等。新技术、新方法的应用和发展,是促进沉积岩石学发展的重要原因之一。     

地下水开采量调查和校核方法探讨

地下水开采量数据的准确与否直接关系到地下水资源评价的精度，进而影响到水资源利用规划。作者在长期调查工作的基础上，总结出地下水开采量调查尤其是农村地下水开采量的调查和校核方法，与同行探讨。     

根据试验视频确定石灰岩中的位移场

根据室内石灰岩抗压强度试验拍摄得到的彩色视频图像与试验数据,使用数字图像相关分析技术,在对原始彩色视频图像进行可读格式转换、灰度变换、傅里叶变换基础上,利用最大相关匹配技术与小变形假设实现了石灰岩视频图像中不同位置相对位移的计算,通过循环计算得到整个石灰岩试样中的位移场与试样中各点位置的变化过程。本文方法对分析岩石变形和破坏机理具有一定的参考价值。     

大井坡航空地球物理试验场信息管理与服务系统设计与实现

大井坡航空地球物理综合试验场是我国首个航空地球物理(航磁、航重和航电)综合试验场,其建立是为了更好地适应航空地球物理仪器测量软、硬件系统检验和航空地球物理方法技术研究需要。目前大井坡航空地球物理试验场已具备了对外提供应用服务的能力。笔者在分析试验场现有数据类型和数据管理模式的基础上,针对应用服务需求提出了大井坡试验场综合信息管理与服务系统的实现技术,从系统建设目标需求分析、系统设计、系统功能实现等方面进行了描述,结果表明,大井坡航空地球物理综合试验场信息管理与服务系统可以为行业内用户提供高效便捷的数据服务。     

Relation between "terra rossa" from the Apulia aquifer of Italy and the radon content of groundwater: Experimental results and their applicability to radon occurrence in the aquifer

 The radon-222 (²²²Rn) activity in groundwater of the Apulian karstic aquifer in southern Italy is as great as 500 Becquerel per liter (Bq/L) locally. Normal radium-226 (²²⁶Ra) activity in the limestone and calcareous dolomites of the aquifer is not enough to explain such a high level. Laboratory investigations identified high ²²⁶Ra activity in the "terra rossa," the residuum occupying fissures and cavities in the bedrock, and also the relation between (1) ²²⁶Ra-bearing bedrock and "terra rossa" and (2) ²²²Rn in water. The "terra rossa" is the primary source of the radon in the groundwater. The experimental results show the need to characterize the "terra rossa" of Apulia on the basis of ²²⁶Ra activity and also to study the distribution and variations in ²²²Rn activity over time in the aquifer. Received, January 1996 · Revised, March 1997, September 1997, June 1998 · Accepted, July 1998     

核电厂环境放射性本底调查现场工作技术方法

针对某核电厂环境放射性本底调查项目,在明确调查目的和调查内容基础上,依据相关标准规范,结合调查范围内自然和社会环境状况,形成一套高效、实用的现场工作技术方法,并解决了样品采集、测量参数的设定等一系列关键问题,为后续同类项目的顺利实施积累了宝贵经验。     

RaA氡气、甚低频测试在复核某电站库首变形体边界中的应用

本文以西南某水电站库首右岸拉裂变形体为研究对象,根据现场的地形地貌,先从地质定性分析出发,初步确定拉裂变形体的上下游边界及前后缘边界。介于地质体的不均匀性及不可预见性,再在初步圈定的拉裂变形体上布置低线公路、高线便道以及纵线三条测线,通过RaA氡气、甚低频测试手段加以测试。最后在室内进行数据整理之后,作出各测点氡气值柱状图和甚低频视电阻率图,结合地质情况加以量化评判,结果表明与地质定性分析得出的边界情况基本吻合。可见,这两种测试手段为拉裂变形体的边界确定作出了较为充分的论证。     

应用氡气测量和土壤天然热释光测量推断花岗岩型铀矿含矿部位——以下庄花岗岩型铀矿田为例

文中简要介绍了氡气测量和土壤天然热释光测量（TL）野外样品采集及室内样品分析的工作方法和应注意的事项。对下庄花岗岩型铀矿床的初步研究结果表明：（1）在硅化破碎带型铀矿体上方，氡气测量的高值异常主要反映构造破碎带在地表的出露位置，土壤天然热释光测量的高值异常则主要反映铀矿体的位置，当两种方法的异常重合时，找到铀矿体的可能性较大；（2）在“交点”型铀矿体上方，氡气测量的高值异常同样反映了构造破碎带在地表的出露位置，而土壤天然热释光测量的高值异常则反映了构造破碎带与中基性岩脉的交线处为铀矿体的赋存位置。     

海岸带海洋地质环境综合调查方法

据广州海洋地质调查局多年来的工作经验,总结出一套适合海岸带海洋地质环境综合调查的技术方法。通过对海域的海水环境、沉积环境、工程地质条件等地质环境质量进行多手段、多学科的综合分析研究,可以评价海洋地质环境质量现状,并预测其未来发展趋势。调查研究成果可以应用于海岸带的综合管理、海洋开发和工程建设,可为沿海地区的规划、环境保护和经济可持续发展提供基础科学依据。     

氡气测量法-高密度电法在断层定位中的应用

主要论述了氡气测量法与高密度电法相结合的综合物探方法在断层定位中的应用。通过已知断层在同一岩性、不同岩性的试验结果,同地质剖面对比分析,说明两种物探方法对断层定位是可行的。最后,将试验结果应用到工程地质推断断层,取得了较为理想的效果。     

Estimation of regionalized compositions: A comparison of three methods

A regionalized composition is a random vector function whose components are positive and sum to a constant at every point of the sampling region. Consequently, the components of a regionalized composition are necessarily spatially correlated. This spatial dependence—induced by the constant sum constraint—is a spurious spatial correlation and may lead to misinterpretations of statistical analyses. Furthermore, the cross-covariance matrices of the regionalized composition are singular, as is the coefficient matrix of the cokriging system of equations. Three methods of performing estimation or prediction of a regionalized composition at unsampled points are discussed: (1) the direct approach of estimating each variable separately; (2) the basis method, which is applicable only when a random function is available that can he regarded as the size of the regionalized composition under study; (3) the logratio approach, using the additive-log-ratio transformation proposed by J. Aitchison, which allows statistical analysis of compositional data. We present a brief theoretical review of these three methods and compare them using compositional data from the Lyons West Oil Field in Kansas (USA). It is shown that, although there are no important numerical differences, the direct approach leads to invalid results, whereas the basis method and the additive-log-ratio approach are comparable.     

论场地土壤和地下水污染调查与风险评价的程序和内容

通过分析、对比发达国家场地污染调查与风险评价技术流程的大量信息,结合工作实践,充分考虑我国的实际情况,视土壤和地下水为相互联系的一个整体,提出了我国现阶段场地尺度土壤和地下水污染调查与风险评价的技术程序和工作内容。     

砂岩型铀矿床上氡及其子体异常分析

本文分析了砂岩型铀矿床上氡及其子体异常特征及其形成的机理，分析了砂岩型铀矿床的地质特点、U-Ra平衡、粒子反冲、团簇效应和自然电场等，对砂岩型铀矿床上氡及其子体异常的分布规律进行了探讨。     

岛礁海域工程勘察施工难点和对策

从岛礁海域勘察施工影响因素出发,针对海滩、水下岸坡和浅海带不同地貌类型和地质条件分析了各地貌带的钻探施工难点和相应可采用的钻场类型,提出了对策措施,并介绍了西堠门大桥和岱山某工程海域勘察施工实践与成效。     

高密度电法在某垃圾焚烧环保发电站岩溶c场地勘察中的应用

岩溶是某垃圾焚烧环保发电站场场址勘察的主要不良地质作用,为了查明岩溶和破碎带的分布情况,本文利用高密度电阻率法来探测能引起低阻异常的岩溶等地质体。在调查该区地层和溶洞的类型、分布及电性特征的基础上,利用RES2Dmod建立包含不同规模和埋深的低阻溶洞或破碎带模型,通过对比模型的温纳、偶极和微分三种装置类型的正反演结果,在本地区选用分辨率和稳定性高的温纳装置进行高密度勘测。利用高密度电阻率法查明了两个落水洞的埋深和分布情况,推测了4个疑似溶洞和破碎带,部分与后期验证钻孔吻合。利用合适的装置类型进行高密度探测可以查明充水充泥低阻溶洞的规模及分布,是一种经济有效的场址勘察方法。     

一种土壤氡浓度测量的校正方法及其应用

通过对土壤氡浓度测量校正模型的应用和分析,初步建立了根据残留气体的土壤氡浓度校正方法,并在实际应用中论证了方法的可参考性及实用性。     

直推钻探技术在污染场地调查中的应用现状研究

钻探技术是污染场地调查中唯一可直接获取地层样品的科学手段。其中直推钻探技术具有无冲洗介质、机动灵活、推进速度快、样品干扰小等优点。本文在已有国内外研究基础上,对比分析了西班牙TEC15和美国7822DT两类直推钻机的结构、推进工艺特点,后者具有较高静推进力和起拔力;研究了单管和双管两种直推钻具的结构组成和取样过程,并指出由于单管内设PVC取样套管,可有效保持土样的完整性,效率较高;分析了核磁共振(NMR)、土体水力测试(HPT)、膜界面探测(MIP)的技术原理和设备组成,MIP对污染物三维浓度探测具有更大技术优势;分析了国内直推钻探技术与设备的发展状况,并结合我国污染场地的地质条件和研究现状,指出能够实现精准控制的推进钻探和原位检测一体化装备和技术验证是主要的发展趋势。     

天然电场选频法在充水岩溶勘查中的试验与分析

探讨了天然电场选频法在岩溶水灾害勘查中的地质效果和异常成因。在四川古叙煤田观文煤矿选定4处试验点,共敷设选频法测线11条,通过对各测线上采集结果的处理和分析,结合现场地形地质条件,推测各点地下充水溶洞的分布情况。根据选频法的解释结果与矿山前期地勘成果及后期运输巷道实际开挖情况的对比来看,该方法的解释结果是准确的,可在今后进一步将该方法应用于地下水灾害勘查,以便为矿山排水巷道、排水措施设计和地下水的安全防治提供科学依据。在实践应用的基础上,进一步从麦克斯韦方程组出发,对均匀谐变电磁场中低阻水平圆柱体的感应场进行理论推导和模拟计算,通过感应二次电场水平分量的模拟计算结果与实测曲线的对比,说明天然电场选频法的异常成因主要是由二次感应电场所致。     

国际地球化学填图样品分析方法和数据对比

以中国和世界发达国家或地区(欧洲、北美、澳大利亚与日本)过去10年内完成的或目前正在开展的全球性或国家性地球化学填图项目为例,总结了国际地球化学样品分析技术的新进展,并以中国实验室与欧洲实验室的分析数据的对比结果,剖析国际地球化学填图样品分析技术面临的挑战。研究表明:分析组成地壳所有元素的构想已被越来越多国家性、全球性地球化学填图项目所采纳;中国是世界上唯一具有填图样品76元素分析能力的国家;高水平的分析实验室(欧洲与中国)取得的数据大部分可以实现对比,但仍有10余个元素的分析数据存在明显偏差。实现所有分析元素数据的全球可对比,应是今后国际地球化学填图样品分析技术的主要发展方向。