非常规电测深法在工程地质勘查中的应用

本文提出了“非常规电测深法”的概念及实际操作过程,阐述了其应用条件和效果.存在高阻屏蔽层时电法解释较为困难.针对这一情况,本文提出了高阻屏蔽层影响的校正方法,提高了电法解释的精度和效果.     

基于二次场的可控源电磁法三维有限元-无限元数值模拟

本文提出了一种新的混合有限元-无限元三维可控源电磁法（CSEM）问题快速高精度正演模拟算法.首先从电场双旋度方程出发,推导了水平电偶极子源的二次场边值问题,采用无限元代替截断边界条件和有限元离散内部计算区域的新策略,达到减小计算区域的目的,基于并行直接求解技术,实现多源CSEM问题的快速精确求解.其次,通过层状解析模型测试,一方面验证了新算法的正确性,另一方面通过与其他三种已知CSEM问题求解策略进行对比,表明了本文提出的基于二次场有限元-无限元算法具有离散区域小、求解速度快和计算精度高等优点.最后,通过3D模型计算,清晰直观地模拟了场源阴影效应,为野外数据的处理与解释提供指导.

     

隧道强干扰环境瞬变电磁响应规律与校正方法:以TBM为例

以隧道掘进机（Tunnel Boring Machine,TBM）为例模拟了隧道强干扰环境下,瞬变电磁超前探测的响应曲线,系统分析了异常体（以直立充水断层为例）与掌子面距离、围岩电阻率差异、TBM长度、异常体规模等条件下的曲线特征和影响规律,发现TBM干扰源表现为低电阻率目标特征,其影响主要集中在早期,对于电性差异较大或目标规模较大的低电阻率异常（充水断层）模型能够明显地通过衰减曲线区分.根据电磁场叠加原理,将隧道腔体中包含TBM模型的响应减去纯隧道腔体响应可以获得TBM的响应信号,以此作为干扰背景,从实际包含TBM和充水断层的隧道模型总响应中减除,获得去除TBM干扰的响应信号.通过8组算例进行对比,发现经过校正的衰减曲线与模型计算曲线吻合较好,视电阻率曲线差异相对较小,能够表现探测区域的电性分布情况,确认该方法在不同情况下的适用性.即使在TBM响应计算时给定背景电阻率与实际电阻率差异达到100%的情况下,依然能够通过校正获得合理的响应信号和视电阻率曲线.该方法不仅仅适用于隧道环境,对于其他诸如地面、航空、半航空、海洋瞬变电磁勘探同样适用.     

农业生态地质调查初探——以辽宁鞍山南部地区为例

以鞍山南部地区农业生态地质调查为例,阐述了通过测定主要元素在土壤中的分布,综合评价农业生态地质背景,从而研究土地种植适宜性及土壤环境安全性和治理对策,进而讨论在辽宁省开展农业生态地质调查研究的主要内容及意义.此外,对特种经济作物南果梨专项调查表明,土壤中铁、锰、镁、钾、钴元素含量决定了南果梨的独特品质,以变辉长岩或片岩和花岗岩混合岩为成土母岩地区是南果梨生长的最佳区域.     

福建平和钟腾铜矿床成岩成矿时代研究

钟腾铜矿床为位于华夏板块东南缘上杭—云霄构造-岩浆成矿带上的岩浆热液型矿床。岩石地球化学分析表明矿区3种主要花岗质岩石均属于高钾钙碱性系列岩石,具有高钾、富碱、贫硅、低钛的特征,部分岩石有过铝质的特点,轻稀土元素富集,具有弱负铕异常。微量元素以富集大离子K、Rb、Th等亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得矿区3种岩石年龄分别为(103.5±0.4) Ma、(102.2±0.4) Ma、(103±0.4) Ma,锆石ε_Hf(t)值在-2.9~2.0,两阶段模式年龄(T_DM2)为1.04~1.35 Ga。矿石辉钼矿的Re-Os同位素测年获得等时线年龄为(105±2.5) Ma,说明成矿主要与燕山晚期花岗岩侵入有关。综合本次研究及相关区域资料,认为钟腾铜矿区的花岗岩为I型花岗岩,花岗岩及相关矿床形成于东南沿海地区110~90 Ma期间的古太平洋板块向西俯冲的大陆边缘背景。     

山西沙尘天气的相关气候因子分析及预测模型的建立

对山西沙尘天气与蒙古国的降水、我国北方积雪日数、青藏高原积雪日数和表征气候异常变化信号的大气-海洋环流因子SOI指数的关系进行了分析,揭示了全球准周期性变化对沙尘天气趋势的主导性作用.得出蒙古国西部前一年降水对山西省的沙尘天气具有较好的指示性;青藏高原前一年冬季积雪日数和山西省的年沙尘日数呈较好的负相关性;当前冬青藏高原积雪日数多时,山西省少沙尘,反之,多沙尘.就我国北方特别是山西省上游地区的积雪日数而言,指示性比较强的区域分布在内蒙古、甘肃、新疆.这些区域内某些站点前一年冬季的平均积雪日数多时,山西省少沙尘,反之,多沙尘.此外,山西沙尘还与SOI指数有显著的滞后2 a的正响应关系,与SOI有滞后两年正相关的站点主要分布在中东部和东北部.在要素相关分析的基础上,综合各类因子制作了山西省沙尘预测模型,以期为沙尘天气的短期预测工作提供一些参考依据.     

亚洲热带气候态夏季风涌传播特征及其对中国降水的影响

基于1979—2020年逐日的NOAA向外长波辐射资料、NCEP/NCAR再分析风场资料,以及全球CMAP再分析降水资料,探讨了气候态亚洲热带夏季风涌的传播过程及与我国夏季相应的降水联系。分析结果表明,主汛期亚洲热带气候态夏季风季节内振荡(CISO)活动是亚洲夏季风活动的主要特征,随时间北传的亚洲热带夏季风CISO称为亚洲热带夏季风涌,主要有南亚夏季风涌和南海夏季风涌。亚洲热带夏季风涌的传播可分为四个阶段。在亚洲热带夏季风涌的发展阶段,印度洋区域低频气旋与对流活跃,孟加拉湾和南海热带区域被低频东风控制,我国大部分地区无降水发生,降水中心位于两广地区。当进入亚洲热带夏季风涌活跃阶段,孟加拉湾和南海热带地区低频气旋和对流活跃,东亚低频“PJ”波列显著,我国降水中心北移到长江以南的附近区域。亚洲热带夏季风涌减弱阶段,孟加拉湾与南海低频气旋消亡,对流减弱,低频西风加强,日本南部附近为低频反气旋控制,我国长江中下游低频南风活跃,降水中心也北移到长江中下游地区,而华南地区已基本无降水,此阶段的大气低频环流场与亚洲热带夏季风涌发展阶段基本相反。进入亚洲热带夏季风涌间歇阶段时,孟加拉湾和南海热带地区低...     

横向弯剪作用下生态复合锚杆变形破坏机理模型试验研究

生态复合锚杆在横向弯剪作用下的变形特征与破坏模式等方面缺乏科学认识,还未从试验、理论等方面进行过机理性研究。首先介绍了生态复合锚杆模型试验的制作与试验过程,然后通过对试验数据进行分析,揭示横向弯剪作用下生态复合锚杆竖向变形量、轴向应力、弯矩、界面剪应力等的演化规律与特征,最后结合本次试验研究成果对后续试验方案的优化提出建议。结果表明：生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力均在剪切面附近出现峰值集中现象,且数值向远离剪切面减小非常迅速;生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力随荷载的增大而增大主要发生在弹性变形阶段;生态复合锚杆的拉拔荷载主要由铝管及铝管复合材料界面来承受,并且可以预见其抗弯强度在其进入塑性变形阶段后并无明显增长。     

高速铁路地基黄土微结构的分形研究

基于分形理论,结合Photoshop等图像分析处理软件,在图像处理过程中选择适当的阈值,本文对郑州-西安客运专线地基黄土在动荷载作用下变形前后的孔隙微观结构进行分形研究.研究表明,黄土孔隙微观结构具有分形特征,揭示了黄土孔隙分形分维同孔隙比之间有近似直线的关系,且孔隙微结构分形分维越大,土体强度越大,反之越小.     

有机改性粘土对铜绿微囊藻的絮凝去除

如何有效的去除富营养化水体中频繁出现的藻华,已成为湖泊环境治理中的一个迫切问题.通过用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的原位沉积物为介质,利用搅拌器和沉积物再悬浮发生装置来研究烷基铵盐改性物质絮凝去除铜绿微囊藻细胞的作用和效果.结果表明,烷基铵盐和粘土的添加量分别为0.3g/L和0.2g/L,搅拌停止30min后,其去除效率达83.9%:在絮凝沉降500min后,水体中藻细胞去除率可达98.9%,较能有效的絮凝沉降藻细胞;同时水体的浊度也有相应的提高.电镜扫描表明这种活性剂形成的网捕包膜作用对藻细胞的沉降起到了重要作用.但烷基铵盐的杀菌作用可能会造成藻细胞内含物向水体释放的风险.