Semi-analytical solutions for vertically and laterally loaded piles in multilayered soil deposits

In geotechnical practice, it is of considerable importance to assess the behavior of vertical–lateral coupled loading piles in multilayered soil deposits. This study deals with a semi-analytical formulation for the performance of a pile suffering from combined vertical and lateral loads. The emphasis is on quantifying the mobilization of the subgrade reaction provided by the layered soil stratums. In the proposed method, subgrade reactions, correlated with both the accumulative axial load transfer and side resistances depending upon the pile–soil interaction, are abstracted as a series of nonlinear springs in both vertical and lateral directions. On account of this, an alternative transfer matrix method is applied to characterize the pile reaction along the depth under the identified boundary conditions atop the pile; meanwhile, the condition of static equilibrium, between two specific pile segments located at the border of soil layers, is also essential. On this basis, validation of the solution is conducted by comparing with observations from experiments and predictions obtained from other existing methods. In addition, the influence of properties in shallow soil layer and the vertical load on the lateral response of the pile is also discussed. The results indicate a reduction in the lateral displacement and the maximum bending moment within the pile with the increase in the shallow soil stiffness, but a growth with the increase in vertical load due to the “P-Δ effect.”     

羌塘盆地晚侏罗世夏里组磁学参数指示的沉积环境及其成盐意义

羌塘盆地位于青藏高原中部,是一个具有沉积钠盐、钾盐远景的蒸发岩盆地。最近在羌塘盆地上侏罗统夏里组中发现多处具有钾、钠异常的盐泉这一重要的找钾盐线索,然而目前对上侏罗统夏里组的古环境演变仍然不甚了解,限制了对晚侏罗世羌塘盆地的成盐(成钾)条件和可能的层位等重大科学问题的理解。因此本文以热磁分析为主,对羌塘盆地雁石坪地区上侏罗统夏里组沉积物进行高分辨率岩石磁学研究,并讨论其古环境意义。最后,根据成盐(成钾)理论,综合分析羌塘盆地上侏罗统夏里组成盐(成钾)的构造、气候和物源条件。κ-T曲线、磁滞回线和热退磁结果共同表明磁铁矿和赤铁矿是夏里组的主要载磁矿物;磁学参数分析表明夏里组上段赤铁矿含量相对增加,揭示夏里组上段形成于干旱气候环境;综合分析构造、气候和物源条件表明,羌塘盆地上侏罗统夏里组上段最为具备良好的成盐(成钾)条件。     

柴达木盆地东部上石炭统克鲁克组碎屑岩储层特征及控制因素

柴达木盆地上石炭统克鲁克组是该区重要的古生界勘探层位,组内发育多套良好的碎屑岩层。为探究其岩石物性特征及控制因素,本次以野外露头调查为基础,利用普通薄片、铸体薄片鉴定及扫描电镜等手段,结合物性测试和压汞资料,对克鲁克组碎屑岩纵向分布规律,储层岩性、物性、孔喉特征及孔隙类型进行分析。认为克鲁克地层中克2段发育的三角洲前缘亚相和克3段的具障壁海岸潮坪相的大套含砾粗砂岩、粗砂岩砂体原生、次生孔洞发育,孔喉大、分布集中、分选好,为有利的碎屑岩储层。早成岩期压实作用、重结晶及胶结作用对克鲁克组砂岩的原生孔隙破坏严重,晚成岩期储层改造形成的溶孔、裂缝—溶孔是油气成藏的主要储存空间。该研究为预测柴东石炭系克鲁克组油气有利区域提供依据,为今后该地区的油气勘探提供理论支撑。     

肥东杂岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义——兼论下扬子地区新元古代岩浆活动历史

近年来在下扬子西缘地区厘定的一系列新元古代火成岩,为认识该区扬子板块新元古代岩浆活动历史与规律提供了窗口。结合本次与前人锆石U-Pb年代学数据,指示下扬子地区张八岭群、肥东杂岩与董岭杂岩内变火成岩的原岩时限分别为767~748 Ma、812~745 Ma和829~754 Ma。这些新元古代火成岩分别是峰期为750 Ma、800 Ma和825 Ma岩浆活动的产物。下扬子地区峰期为825 Ma的岩浆活动只出现在靠近江南造山带的南部。锆石年代学信息显示,下扬子地区还发生过峰期为840 Ma、2010 Ma和2454 Ma岩浆活动,但缺失1000~860 Ma的岩浆活动。通过区域对比表明,攀西—汉南弧没有延入下扬子地区。下扬子地区南部受到峰期为840 Ma的弧岩浆活动的影响。扬子板块上峰期为825 Ma的岩浆活动及早阶段的南华裂谷应是江南造山带后造山伸展的产物;而峰期为800 Ma和750 Ma的岩浆活动与相应的南华裂谷扩展,代表了Rodinia超大陆裂解的全面影响。     

青藏高原东部表土磁化率特征与环境意义

现代表土磁化率与气候因子关系的研究是黄土古气候重建的重要内容,在黄土高原地区取得了重要进展,但在青藏高原地区相对不足。在青藏高原东部系统采集了106个表土样品,分析了其磁化率的变化特征;并通过表土磁化率与气候因子的相关分析,讨论了气候因子对高原东部现代表土低频磁化率和频率磁化率的影响。结果表明：研究区表土磁化率特征主要受到温度和降水量的影响,水热组合差异影响表土磁化率值的高低。低频磁化率与气候因子的相关性较弱,总体上与温度的相关性优于降水量,可能表明其与气候因子的关系比较复杂;频率磁化率百分比与降水呈较好的正相关关系,表明该指标对降水量的变化更为敏感,可以用于青藏高原东部的古降水定量重建。     

北方集中供热系统气象风险评估初探

供热管网爆裂、跑冒滴漏是北方集中供热城市面临的常见问题,供热管网出现大型故障往往是在室外寒冷的隆冬时节,如果间断或限额供热时间过长,将会造成严重的社会和经济影响。同时在极端低温情况下,可能会造成热源供应不足,出现限额供热现象,不能保证室内舒适度,影响人们的正常生活。本文提出了能源供应气象风险评估和热网维修寒冷风险评估方法,并进行了案例评估,以期为未来进行相关风险评估提供参考。     

河西走廊疏勒河流域水资源管理问题分析

从水资源管理体制、配置程序、市场化管理等方面探讨了河西走廊疏勒河流域水资源管理及存在的问题。目前流域已建成较健全的用水者协会体系,水价和水权在不断调整以适应水资源管理的需求。其管理存在以下问题：受地方行政、企业等多方权力博弈的影响,地表水和地下水处于双线管理状态,未能实现流域水资源的全面统一管理;用水者协会的职能未得到充分发挥,公众参与水资源管理不积极;流域内水价、水权制度不完善。建议如下：应在甘肃省水利厅和酒泉市政府之间形成协调机制,以协调各相关方的权益,完善流域管理局和地方政府统一协调的水资源管理体系,实现流域水资源的集成管理;加强流域机构立法,实现流域水资源的统一管理与调配;将协会的职责和义务融入到村委会的职务中,并完善水价制度,建立水权交易市场,以调动公众的自我管理和实现水资源的高效利用。     

基于岩石图像深度学习的岩性自动识别与分类方法

岩石岩性的识别与分类对于地质分析极为重要,采用机器学习的方法建立识别模型进行自动分类是一条新的途径。基于Inception-v3深度卷积神经网络模型,建立了岩石图像集分析的深度学习迁移模型,运用迁移学习方法实现了岩石岩性的自动识别与分类。采用此方法对所采集的173张花岗岩图像、152张千枚岩图像和246张角砾岩图像进行了学习和识别分类研究,通过训练学习建立岩石图像深度学习迁移模型,并分别采用训练集和测试集中的岩石图像对模型进行了检验分析。对于训练集中的岩石图像,每组岩石分别用3张图像测试,三种岩石的岩性分类均正确,且分类概率值均达到90%以上,显示了模型良好的鲁棒性;对于测试集中的岩石图像,每组岩石分别采用9张图像进行识别分析,三种岩石的岩性分类均正确,并且千枚岩组图像分类概率均高于90%,但是花岗岩组2张图像和角砾岩组的1张图像分类概率值不足70%,概率值较其他岩石图像低,推测其原因是训练集中相同模式的岩石图像较少,导致模型的泛化能力减小。为了提高识别精确度,对准确率较低的岩石图像进行截取,分别取其中的3张图像加入训练集进行再训练,增加与测试图像具有相同模式的训练样本;在新的模型中,对3张图像进行二次检验,测试概率值均达到85%以上,说明在数据足够的状况下模型具有良好的学习能力。与传统的机器学习方法相比,所提出的岩石图像深度学习方法具有以下优点:第一,模型通过搜索图像像素点提取物体特征,不需要手动提取待分类物体特征;第二,对于图像像素大小,成像距离及光照要求低;第三,采用适当的训练集可获得较好的识别分类效果,并具有良好鲁棒性和泛化能力。     

黑龙江东部延兴盆地下白垩统城子河组沉积时期古环境恢复

为恢复延兴盆地城子河组的古环境,对研究区zk6井钻井岩芯系统取样进行地球化学特征分析,结果显示下部含煤岩段Sr/Ba比值为0.20~0.75,平均值为0.41,上部湖泊泥岩段Sr/Ba比值为0.12~0.36,平均值为0.21,反映城子河组整体以淡水沉积为主,且下部含煤岩段较上部湖泊泥岩段盐度高。城子河组所有样品V/（V+Ni）比值为0.72~0.84,Cu/Zn比值为0.10~0.55,Th/U比值为0.28~3.60,δEu值为0.4~0.84,Ce_anom值为-0.04~0.09,表明城子河组沉积时期水体为还原环境;下部含煤岩段Sr/Cu比值为5.87~24.12,平均值为11.21,B元素含量为232.60×10-6~721.00×10-6,平均值为425.75×10-6。上部湖泊泥岩段Sr/Cu比值为3.56~10.50,平均值为6.00,B元素含量为23.69×10-6~119.00×10-6,平均值为78.36×10-6,结合Rb/Sr及孢粉化石分析,表明城子河组下部含煤岩段气候干旱,湖泊泥岩段气候湿润,总体上气候自下而上具有由干旱向湿润变化的规律。     

黑龙江省勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组古环境恢复

勃利盆地东部坳陷下白垩统穆棱组暗色泥岩发育,通过对勃利盆地Zk2钻井岩芯观察及对暗色泥岩样品进行稀土、微量元素含量变化的分析,恢复了穆棱组沉积时期的古环境。结果显示:研究区穆棱组沉积相以三角洲平原、三角洲前缘和半深湖沉积亚相为主,穆棱组沉积初期气候特征以温暖湿润为主,中期气候变为半湿半干,盐度增加但仍是淡水沉积环境,穆棱组中晚期气候由干旱炎热气候逐步变为温暖湿润气候。穆棱组沉积时期气候总体呈温暖湿润-半湿半干-温暖湿润变化的规律。