Hydromechanical behavior of radially multilayered cylinders under time-varying loads

ABSTRACT

Geotechnical strata are often treated as horizontally homogeneous for hydromechanical analysis due to the vertical deposition of geological layers; however, such a treatment becomes no longer valid when vertical drilling or construction causes the localized disturbance of subsurface, which would result in radial heterogeneity of geomaterials. This paper presents a poroelastic solution for the saturated multilayered cylinder where multilayer is used to represent radial heterogeneity. After the application of Laplace transform, the governing equations in cylindrical coordinates are derived to obtain the stiffness matrix between stresses, displacements, and pore water pressure. The global matrix is assembled by the boundary conditions and the compatibility of interfaces between adjacent layers. Under time-dependent horizontal compression loads, a parametric study is performed for a cylinder comprised of two layers with distinct properties, and the results show that the load frequency and radial heterogeneity play a significant role in hydromechanical behavior of geomaterials: (1) the time-varying loading can induce a negative pore pressure, and the influence of cyclic loading with a high frequency is limited near the outer surface; (2) the radial heterogeneity due to permeability and compressibility affects the development of pore pressure.     

西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年

秦岭造山带商丹缝合带的西延部分在天水地区以出露的关子镇蛇绿岩为标志,该蛇绿岩的形成时代是探讨秦岭造山带构造格局与演化的关键.在室内外综合研究的基础上,从该蛇绿岩的辉长岩中精选锆石,通过锆石的CL显微图像进行锆石形态学研究,结合U、Th含量特征,证明本次用于定年的锆石为岩浆成因.辉长岩中的锆石LA-ICP-MS定年给出U-Pb年龄为471 Ma±1.4Ma(MSWD=1.03,2σ),代表了辉长岩的结晶时代,也限定了关子镇蛇绿岩的形成时代.结合已有的地质、地球化学研究成果,认为秦岭商丹古洋盆存在的时限至少可延续至470Ma.该年龄的确定为深入研究和认识秦岭造山带古生代的构造格局及其演化提供了新的证据.     

巍山火山村地区中低温热液型铅锌多金属矿

矿体产于灰岩与泥岩间接触处的灰岩构造裂隙中为受褶皱内部构造裂隙带控制的中低温热液型矿床,通过地质勘查工作,认为矿区外围具备进一步的找矿地质条件。     

东山湾海水中化合态无机氮的分布特征

1988年5月东山湾海水中硝酸盐、铵氮、亚硝酸盐和总化合态无机氮的平均浓度分别为3.44、1.60、0.49和5.53μmol/dm~3;8月航次这些要素的平均含量分别为1.83、0.88、0.39和3.10μmol/dm~3;11月航次这些要素的平均浓度分别为6.48、0.61、0.31和7.40μmol/dm~3;1989年2月航次这些要素的平均浓度分别为12.5、0.39、0.48和13.2μmol/dm~3。不同季节无机氮的主要外部来源不尽相同。除冬季外,其他季节无机氮的分布均在不同程度上受到浮游植物摄取的影响,其中秋季的影响最大。此外,夏季无机氮的分布还受到上升流的影响。     

基于构造演化分析的古近系储层预测:以辽西凸起中段沙河街组为例

辽西凸起中段古近系沙河街组缺乏规模性圈闭,储层横向变化快、预测难度大,滚动勘探一直难有较大突破.针对构造、储层问题,采用基于构造演化分析的古近系储层预测方法,综合运用裂变径迹构造反演和空间平衡剖面技术,开展构造演化精细分析,改变传统地层沉积模式,提出辽西凸起高部位发育沙河街组地层的新认识,指导构造解释调整,新增沙河街组...     

1990年代中期南海季风系统年代际转型模态的时空特征

利用1979—2007年的CMAP降水、HadISST的海表面温度数据和NCEP的850 hPa风场数据,应用多变量联合季节经验正交分解(MV-SEOF)方法,研究了南海季风系统的前两个主模态特征,发现一个模态是厄尔尼诺/南方涛动（ENSO）模态,一个是在1990年代中期的年代际转型模态。区域敏感性试验发现南海季风系统的1990年代中期的年代际转型在去除南海热带区域(105~125 °E,5~25 °N)的范围内是最显著的,年代际转型模态出现在MV-SEOF的第一模态中,且主要体现在“季风年”季节循环顺序的MV-SEOF中;而变换其它纬度和经度以及非“季风年”季节循环顺序时,ENSO模态出现在第一模态中,同时年代际转型信号都会减弱并出现在第二模态中。南海季风系统的年代际转型反映了南海局地季风型海-气耦合系统的特征,其中南海局地海表面温度（SST）的年代际变化表现出对全球变暖的响应特征,而南海局地的海-气耦合作用则起到了“放大器”的作用,使南海中北部SST的年代际信号强化并影响到整个季风系统中。      

基于集合预报的中国极端强降水预报方法研究

极端强降水天气属于小概率事件,其发生具有很多不确定的因素,预报难度很大。根据Anderson-Darling检验原理研究基于集合预报资料的极端强降水天气预报方法,利用2007—2010年中国T213集合预报资料和2001—2010年6—8月中国降水观测资料,分析观测与集合预报累积概率密度分布函数的特征,建立基于集合预报与模式历史预报累积概率密度分布函数连续差异的数学模型——极端降水天气预报指数(EPFI),并对2011年7月中国极端强降水天气进行预报试验。结果表明,极端降水天气预报指数可以充分利用集合降水累积概率密度分布的尾端信息,为极端强降水提供科学合理的预报,基于中国气象局(CMA) T213集合预报的极端降水天气预报指数可提前3—7 d发出极端强降水预警信号,随着预报时效的延长,预报技巧逐渐降低。研究还表明,模式气候累积概率分布的合理性将直接影响极端强降水天气识别能力。     

中南部非洲纳米比亚三级成矿区带划分

纳米比亚矿产资源丰富,是非洲第四大矿产国,现已发现矿产30多种,主要生产金刚石、铀、铜、金、银、铅、锌等,其外汇收入的一半以上来自矿产品。文章在查阅文献资料的基础上,详细研究了该国区域成矿地质背景、矿产资源分布特征,结合成矿理论和成矿规律研究的新成果,对纳米比亚成矿规律进行了研究,提出三级成矿区带划分方案,全区共划分8个Ⅲ级成矿区带,对进一步圈定重要找矿远景区提供了依据。     

基于18S和ITS-5.8S rDNA基因序列的白色霞水母(Cyanea nozakii)的分子鉴定与检测

采用通用引物PCR扩增法,测定了辽东湾海域的白色霞水母(Cyanea nozakii)螅状体、碟状体及水母体的18S以及ITS-5.8S r DNA序列,同时利用Gene Bank数据库中已有同源序列对其进行序列分析及系统分析。结果显示,白色霞水母3个个体的18S和ITS-5.8S r DNA序列完全一致。白色霞水母样品的ITS-5.8S r DNA序列与Gen Bank中未知真核生物的序列高度相似(≥99%),推测该物种可能是早期发育阶段(卵、浮浪幼虫或碟状体)的白色霞水母样品。霞水母属不同种间18S r DNA序列经比对后同源序列长度为1709bp,多态位点数33个;比对后ITS1同源序列长度为368bp,其中变异位点203个,简约信息位点数178个,单变异位点21个。基于18S r DNA基因序列的霞水母属种内和种间平均遗传距离分别为0、0.008,而基于ITS1序列的霞水母属种内和种间平均遗传距离分别为0.019、0.284。基于ITS1的种间遗传距离是种内遗传距离的15倍,适合于进行物种鉴定。NJ系统树的结果也表明同种的不同个体各自聚枝,其聚类结果大致与形态分类吻合。研究表明,ITS基因片段在霞水母不同种间变异较大,更适于大型水母种类鉴定、检测及属内种间水平的系统进化研究。     

多条件约束最大流分析的几何代数方法

针对多约束变容量条件下的应急物资调度问题,构建了基于几何代数的条件约束最大流分析模型。基于几何基编码法和几何积运算进行网络图表达、网络连通性判定与路径搜索,进而建立了基于贪心算法思想的几何代数最大流分析方法。利用几何代数运算的独立性及其与布尔逻辑运算间的内蕴联系,探讨了基于约束矩阵的多约束集成方法,实现了外部约束及权重变化条件下的网络最大流的快速计算与更新。污染物扩散条件下最大流分析的案例分析结果显示,基于几何代数的网络分析算法在网络表达、算法构造以及权重更新等方面表现出较好的优势,可有效支撑多约束下的物资调度分析。