基于离散元方法的落石碰撞破碎研究

落石是山区公路边坡常见的地质灾害。落石撞击破碎是落石灾害中常见的现象,落石破碎致使运动轨迹改变往往会增大落石的危害性,但其通常未被考虑到落石的防护设计中。因此,落石破碎机理的研究对落石防护措施设计有重要的指导意义。本文运用离散元方法（离散元开源软件Esys-Particle）模拟落石铅直撞击地面的过程。在模型中,落石由大量的颗粒组成,并且相邻的颗粒由可断裂的黏结材料黏接;地面由一层固定的颗粒组成,从而模拟地面的摩擦、弹性变形性质。模型模拟出落石反弹、破碎和粉碎等过程,分析黏结材料的杨氏模量、颗粒间凝聚力和内摩擦角对落石撞击地面过程的影响,得出落石撞击过程中破坏率和动能的变化过程。研究发现：当杨氏模量和凝聚力的比值较小时,落石将会发生反弹;当杨氏模量和凝聚力的比值增大到一定程度时,落石将会破碎成不同大小的块体;当杨氏模量和凝聚力的比值超过一定限度时,落石将会破碎成非常细小的块体;内摩擦角的变化对撞击过程影响非常小。     

琼东南盆地华光凹陷天然气水合物稳定带厚度的影响因素

为了探讨琼东南盆地华光凹陷海底天然气水合物稳定带的分布规律,定量研究了静水压力、底水温度、地温梯度和气源组分对水合物稳定带的影响程度。在此基础上,分析了华光凹陷现今甲烷水合物稳定带的厚度分布。最后,综合各因素的历史演化过程,初步探讨了华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带的演化。结果表明:(1)气源组分和海底温度的变化对研究区内水合物稳定带的影响较大;水合物稳定带厚度与海底温度呈良好的线性负相关性。(2)水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件;超过600 m水深的海域水合物稳定带厚度大部分超过 100 m,其中西北部稳定带的最大厚度超过300 m,是有利的水合物勘探区。(3)华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带厚度经历了快速增厚–窄幅变化–快速减薄和恢复的过程。麻坑群与水合物稳定变化敏感区在空间上具有较好的叠合关系。结合前人的研究成果,推测其形成与天然气水合物的分解释放有关。     

长江中下游晚中生代中基性岩的铅同位素特征:富集地幔的证据

长江中下游东段庐枞、怀宁、繁昌、铜陵和宁芜地区的中基性岩属于碱性系列 ,具有高的U ,Th含量和Th/Pb ,U/Pb比值 ,分别平均为 2 .82× 10 -6,9.5 6× 10 -6和 0 .6 35 ,0 .184。样品的初始铅同位素 (130Ma)组成为 :(2 0 6Pb/ 2 0 4Pb) i=17.6 5～ 18.6 0 ,(2 0 7Pb/ 2 0 4Pb) i=15 .4 2～ 15 .5 0 ,(2 0 8Pb/ 2 0 4Pb) i=37.6 7～ 38.0 4。形成中基性岩的原始岩浆来源于富集的岩石圈地幔 ,具有EMⅠ和EMⅡ ,且以EMⅡ为主的特征。和长江中下游西段黄石地区以及大别地块西南部玄武岩的比较表明 ,长江中下游地区岩石圈地幔高的Th/Pb和U/Pb比值可能和俯冲板片析出流体的交代有关。晚中生代时期 ,华北板块岩石圈地幔以EMⅠ特征为主 ,华南板块岩石圈地幔以EMⅡ特征为主 ,岩石圈地幔性质的区域性分布与印支期扬子板块深俯冲事件密切相关。虽然中国东部新生代玄武岩因岩石圈大规模减薄表现了亏损特征 ,但残留的富集岩石圈地幔在中国东部新生代玄武岩的Pb同位素中仍有所反映     

一种新的极化SAR图像非监督分类算法研究

提出了一种建立在Mean-shift过分割结果区域图上的极化SAR图像非监督分类算法。首先通过Mean-shift算法得到极化SAR图像的过分割结果区域图,并将过分割小块视为“超级像素”,然后在Freeman-Durden分解的基础上引入散射功率熵和各向异性量参数来进一步分析“超级像素”的混合散射机制问题,最后结合Wishart迭代聚类实现极化SAR图像的非监督分类。实验表明,该算法具有较为满意的分类效果。     

无人船运动控制方法综述

为实现无人船海上自主作业,无人船运动控制的快速性、准确性以及鲁棒性亟待提高。首先从全驱动控制和欠驱动控制角度,分别概括了国内外无人船航向控制、航速控制、轨迹跟踪控制以及路径跟踪控制的主流控制方法。其次,归纳总结了处理海洋环境不确定扰动的研究进展,包括扰动的建模和消除、抑制扰动的主流方法。最后,总结了无人船运动控制现状与存在的问题,并从工程应用和理论研究两个角度对未来的研究方向进行了展望。     

粉煤灰制备硫铝酸钙-阿利特水泥熟料的研究

以粉煤灰为主要原料, CaF2为矿化剂,设计MG和MS值,控制CaO和CaSO4含量,分别在1 150、1 200、1 250、1 300和1 350℃温度下烧制高胶凝性硫铝酸钙-阿利特复合矿相水泥熟料.运用X射线粉晶衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段,研究原料配方和煅烧温度对熟料物相组成的影响,对熟料物相形成的反应历程作了探讨.实验结果表明,在1-300℃,当MG=1.05、MS =0.95时,形成较理想的熟料,物相组成约为C4A3-S 58.73%,C3S 23.99%,C2S 2.87%,C11A7·CaF2/C12A7 14.07 %,f-CaO 0.35%.熟料中主要物相硫铝酸钙晶体呈菱形十二面体,发育完整,形态规则,颗粒大小约为1～3 μm;阿利特(C3S)相物相为板状六角形,晶体发育相对细小.     

Tests and applications of an approach to absorbing reflected waves towards incident boundary

If the upstream boundary conditions are prescribed based on the incident wave only, the time-dependent numerical models cannot effectively simulate the wave field when the physical or spurious reflected waves become significant. This paper describes carefully an approach to specifying the incident wave boundary conditions combined with a set sponge layer to absorb the reflected waves towards the incident boundary. Incorporated into a time-dependent numerical model, whose governing equations are the Boussinesq-type ones, the effectiveness of the approach is studied in detail. The general boundary conditions, describing the down-wave boundary conditions are also generalized to the case of random waves. The numerical model is in detail examined. The test cases include both the normal one-dimensional incident regular or random waves and the two-dimensional oblique incident regular waves. The calculated results show that the present approach is effective on damping the reflected waves towards the incident wave boundary.     

地面三维激光雷达点云误差分析及校正方法

分析了地面三维激光雷达点云误差来源,提出了相应的误差校正模型。通过实测数据验证,该模型能够消除系统误差,提高了点云精度。     

Influence of heterogeneity on unsaturated hydraulic properties: (1) local heterogeneity and scale effect

Spatial heterogeneity is ubiquitous in nature, which may significantly affect the soil hydraulic property curves. The models of a closed‐form functional relationship of soil hydraulic property curves (e.g. VG model or exponential model) are valid at point or local scale based on a point‐scale hydrological process, but how do scale effects of heterogeneity have an influence on the parameters of these models when the models are used in a larger scale process? This paper uses a two‐dimensional variably saturated flow and solute transport finite element model (VSAFT2) to simulate variations of pressure and moisture content in the soil flume under a constant head boundary condition. By changing different numerical simulation block sizes, a quantitative evaluation of parameter variations in the VG model, resulting from the scale effects, is presented. Results show that the parameters of soil hydraulic properties are independent of scale in homogeneous media. Parameters of α and n in homogeneous media, which are estimated by using the unsaturated hydraulic conductivity curve (UHC) or the soil water retention curve (WRC), are identical. Variations of local heterogeneities strongly affect the soil hydraulic properties, and the scale affects the results of the parameter estimations when numerical experiments are conducted. Furthermore, the discrepancy of each curve becomes considerable when moisture content becomes closer to a dry situation. Parameters estimated by UHC are totally different from the ones estimated by WRC. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

内蒙古地区场地响应区域特征分析

本文以内蒙古地区台站分布、地质构造和地震活动性为基础,将内蒙古的大部地区划分为三个研究区域分别进行了场地响应研究。对近几年积累的大量ML≥3.0级以上地震,共计39个台站记录到的124次地震事件的785条波形,根据S波的观测振幅谱,采用遗传算法分别反演了三个区域的介质非弹性衰减系数和台站场地响应,并对其进行了讨论。本文得到的介质衰减模型和台站场地响应,将对台网测定ML震级需要考虑的量规函数、台站校正值等提供重要参考。研究结果表明:除个别台站存在场地放大或缩小的响应外,绝大多数台站的场地响应表现出一定的区域性特征;西部区域(除极个别台站外)对高频存在明显衰减;中东部区域对整个频段的反映都比较稳定;东部区域对整个频段存在明显放大,这与该区域覆盖层厚度大相吻合。