GOCAD的三维可视化建模在铀矿勘查中的应用

文章突破以往常规采用的平面图、剖面图和轴测投影原理等二维平面表述方法,以相山铀矿田中的某产铀区块为实例,利用国际上先进的三维地质建模软件GOCAD,通过地形模型构建、地层模型构建、构造模型构建等步骤,实现了研究区地质数据的三维实体化展示,并针对所建三维模型在找矿靶区圈定、矿山开发设计等方面的应用开展了初步讨论。     

国产水下滑翔机2014年南海海试实验数据分析

水下滑翔机(Underwater Glider)是将浮标、潜标技术以及水下机器人技术相结合并依靠自身浮力和重力作为推进方式的一种新型海洋调查系统.文中详细介绍了中国科学院自动化研究所研制的水下滑翔机的组成部分及其工作方式和原理,并对2014年6月南海海试的数据进行了分析.结果表明,Glider的下降和上升速度主要分布在0.1～0.2 m/s之间,占整体分布的85％以上;该速度分布对获取高质量的数据提供了极大保障.单剖面完成时间以及出入水的水平距离主要受滑翔机的预设浮力以及俯仰角的变化以及洋流的影响.获取的高分辨率温盐数据结果表明,Glider发现了南海表层存在的一个中尺度暖涡过程,并就该暖涡分析了其锋面结构.海试总体结果表明,国产Glider的各项性能指标已经能够满足在深海海域实现无人值守的长时间自主海洋调查.     

顾及地形的滇中引水工程最低成本线路研究

以滇中引水工程线路规划为例,以资源三号测绘卫星ZY-3 DSM为数据源,以均值变点分析法为理论依据,借助Python语言编程实现研究区地势起伏度最佳统计单元的确定,并运用GIS技术生成地势起伏度和坡度图。再运用专家打分评价方法,确定地势起伏度和坡度的权重,采用基于栅格的成本加权分析法,构建滇中引水工程地形成本栅格。在此基础上,将引水工程线路规划问题转化为GIS最低成本路径求解问题,以栅格数据Dijkstra算法为基础,求解出滇中引水工程最低成本线路。从地形的角度,研究了复杂地形状况下滇中引水工程智能线路规划的方法,可为引水工程提供一定的参考和借鉴。     

基于ABAQUS建立土体本构模型库的研究

ABAQUS作为一种强大的通用有限元分析程序,具有很强的非线性计算功能和前、后处理能力。但标准ABAQUS程序中的土体本构模型,没能反映土体的剪胀、软化与硬化、应力路径对变形的影响等,因此,有必要在ABAQUS中开发出更适合于土体特性的本构模型库。为拓展ABAQUS在岩土工程领域的计算能力,利用二次开发工具UMAT数据接口,开发出更适合于工程应用的土体本构模型库,如邓肯模型、南水模型及状态相关的砂土模型,不仅可以充分利用ABAQUS程序方便、快捷的前后处理和强大的非线性求解平台,而且还可以完成更有针对性、更切合实际土体应力-应变有限元的数值计算,为工程实践提供技术支持。从计算过程、模拟结果与试验结果比较来看,二次开发模型库子程序运行稳定,模拟结果正确、可靠。     

北京市城区扩展的空间格局与影响因素

2000年以来北京市持续推进产业结构升级,由此引发了经济活动的空间重构,伴随着住宅郊区化、职住分离以及交通基础设施的配套建设,将引起新一轮城市空间扩展。构建顾及综合可达性因素、邻域因素、自然因素、规划因素以及社会经济因素的城市空间扩展模型,分析诊断北京城区扩展进程中的主要影响因素及问题,从而为指导与管治北京市城市空间的有序扩展提供科学支撑。研究表明：① 综合交通静态可达性（单一年份）与城市扩展呈显著负相关;综合交通动态可达性（年份之间的可达性变化）则在引导北京市城市空间发展方面并无显著影响。② 邻域建设用地百分比与城市扩展呈正相关,而农用地、林业用地及水域用地的比例将减少土地开发的概率。③ 城市总体规划在指导城市空间扩展的纲领性地位逐渐受到重视,其对城区扩展的影响程度最为显著。④ 常住人口的分布现状、第二产业企业数量、第三产业企业数量分布现状对土地开发无显著影响。⑤ 认为北京市静态可达性与土地利用变化呈负相关,即可达性条件较差的地区,土地开发的可能性越小,这与北京市“摊大饼式”空间蔓延和居住郊区化的发展现实相符;北京市动态可达性与土地利用变化亦呈负相关,表明可达性提高程度越大的区域并不一定带来更高的土地开发几率,这从侧面传递了沿着既有建成区进行土地扩展的概率远远大于由于诸如轨道交通建设而带来可达性极大改善区域的概率。因此,重视与发挥综合交通动态可达性指标对城市扩展的引导作用,将是有效破解城市蔓延式扩张、优化城市扩展的重要手段。     

青藏高寒地区沥青混合料的水稳定性与高温性能研究

青藏高寒地区年平均气温低, 温差大, 冻融循环频繁, 沥青路面性能要求不同于一般地区. 通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验, 分析了沥青种类、级配类型、公称最大粒径类型对青藏高寒地区沥青混合料水稳定性及高温性能的影响. 结果表明:SBS110#改性沥青的混合料的残留稳定度最大, SBS70#改性沥青最小, 随着针入度等级的提高, 沥青混合料的冻融劈裂强度比减小; SBS改性沥青混合料的高温性能最好, 复合改性次之, SBR改性最差; AC-13沥青混合料级配范围中值的冻融劈裂强度比与动稳定度最大; AC-13沥青混合料的水稳定性及高温性能优于AC-20与AC-25. 在青藏高寒地区选用针入度等级不高且具有骨架密实结构的SBS改性沥青混合料或SBS/SBR复合改性沥青混合料, 将沥青混合料冻融劈裂强度比的要求提高为85%, 有利于提高沥青混合料的水稳定性和高温性能.     

东准库布苏南岩体和包体的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地质意义

LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示, 库布苏南花岗闪长岩形成时代为287±2 Ma, MSWD=0.15, 包体年龄为286±3 Ma, MSWD=0.22, 在误差范围内完全一致, 这就排除了暗色包体是来源于深部变质岩熔融残留体或浅部围岩捕虏体的可能性, 同时也排除了基性岩浆在花岗质岩浆固结后才侵入的可能, 为岩浆混合作用的存在提供最有力的证据.地球化学研究表明, 包体富集基性组分Ti、Zr、Nb、Hf等高场强元素以及稀土元素, 包体表现为与寄主岩石既相互联系又受其制约, 库布苏南花岗闪长岩体具有低87Sr/86Sr初始比值和高正ε_Nd(t)值, 表明花岗岩的来源有地幔物质参与, 包体是过冷的镁铁质岩浆混入到中酸性岩浆中经快速冷凝的结果.库布苏南花岗闪长岩形成的时代略晚于东准噶尔乌伦古河碱性花岗岩和卡拉麦里碱性花岗岩的形成时代(300 Ma左右), 均为准噶尔周边地区后碰撞伸展构造背景下岩浆活动的产物, 其形成和演化标志了准噶尔地区后碰撞幔源岩浆底侵作用导致大陆地壳垂向生长的过程.      

黑河下游典型植被下垫面与大气间能量传输模拟研究

在分析过去地-气间相互作用的物理过程、研究进展基础上,探讨了土壤、植被、大气系统中水分与能量的传输过程在模型中不同的计算方法。同时对不同计算方法进行对比,确定了分析土壤、植被、大气系统中水分和能量传输方法的优缺点。利用黑河下游额济纳地区绿洲试验区2003年9月的大气资料作为陆面模式的强迫场,研究陆面过程模式（LSM）在极端干旱地区的模拟能力。模拟结果表明,在观测资料的强迫下,LSM能够较好地模拟出地表特征量的变化趋势。根据实际情况,定义额济纳地区绿洲的植被覆盖率为0.7, 叶冠高度为1.5 m,位移高度为0.64 h,Karman常数取0.4。通过对比试验发现,采用LSM模型模拟的空气温度和地面蒸发比实际蒸发少,但地表潜热通量、辐射和土壤热通量的模拟结果与实测值的比较吻合。如果地表和植被的参数选择较好,采用LSM模型模拟本地区的陆面过程将有较好的结果。     

汶川地震断裂带滑移行为、物理性质及其大地震活动性——来自汶川地震断裂带科学钻探的证据

断裂带物质组成、结构及其物理性质是理解断裂变形机制和地震破裂过程的基础和关键,断裂带地震（黏滑）和非地震（蠕滑）滑移行为不仅对了解地震活动性和山脉隆升过程具有重要意义,而且直接为防震减灾提供科学依据.我们以穿过龙门山映秀—北川和灌县—安县断裂带的汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）岩心和地表出露的断裂带为研究对象,通过对断裂岩组成、结构、显微构造和钻孔物性测井数据进行分析研究,确定了龙门山逆冲断裂带滑移行为和物性特征,初步探讨了大地震活动性和有关断裂带的隆升作用：（1）映秀—北川断裂带倾向NW,浅部倾角~65°,发育的断裂岩厚约180~280 m,由碎裂岩、假玄武玻璃（地震化石）、断层泥和断层角砾岩组成.断裂带具有高自然伽马、高磁化率值、低电阻率、低波速等物理性质以及对称型破碎结构.断层泥普遍具有摩擦热效应的高磁化率值和石墨化作用特征,是古地震滑动的岩石记录.表明映秀—北川断裂带为经常发生大地震的断裂带,晚新生代以来类似汶川地震的大地震复发周期小于6000—10000年,具有千年复发周期特征.（2）灌县—安县断裂带倾向NW,浅部倾角~38°,发育的断裂岩厚约40~50 m,仅由断层泥和断层角砾岩组成,具有典型的"压溶"结构,表现出蠕滑性质.除压溶作用外,定向富集的层状黏土矿物和微孔隙的发育使断层强度变弱.断裂带具上盘破碎的非对称型破碎结构,除具低磁化率值特征外,其他物性与映秀—北川断裂带一致.（3）根据断裂岩厚度与断层滑移量相关经验公式关系,以及断层产状,粗略估算映秀—北川断裂带自中生代以来累积垂直位移量大于9 km,灌县—安县断裂带累积垂直位移量小于3 km.映秀—北川断裂带长期大地震产生的累积垂直位移量是龙门山隆升的主要贡献.