基于MPA方法的结构滞回耗能计算

在能量反应分析中,滞回耗能是最具明确工程意义的而又便于工程应用的能量指标,可用以衡量结构的塑性累积损伤。然而,以往研究中,在计算多自由度体系的滞回耗能时,通常采用时程分析法,计算比较烦杂,不利于工程实际的应用。因此,本文提出了一种采用模态pushover分析（MPA）计算多层结构滞回耗能的简便方法,并通过两个高层结构算例,验证了该方法的精度。结果表明：基于模态pushover分析的结构滞回耗能计算方法精度良好,结果可靠;对于框架结构,可以直接采用第一阶模态（倒三角）加载模式对结构进行pushover分析计算,对于高层框架剪力墙结构,必须组合高阶模态的滞回耗能计算结果。     

S, C, O, H Isotope Data and Noble Gas Studies of the Maoniuping LREE Deposit, Sichuan Province, China： A Mantle Connection for Mineralization

The Maoniuping REE deposit, located about 22 km to the southwest of Mianning, Sichuan Province, is the second largest light REE deposit in China, subsequent to the Bayan Obo Fe-Nb-REE deposit in the Inner Mongolia Autonomous Region. Tectonically, it is located in the transitional zone between the Panxi rift and the Longmenshan-Jinpingshan orogenic zone. It is a carbonatite vein-type deposit hosted in alkaline complex rocks. The bastnaesite-barite, bastnaesite-calcite, and bastnaesite-microcline lodes are the main three types of REE ore lodes. Among these, the first lode is distributed most extensively and its REE mineralization is the strongest. Theδ34Sv-CDT values of the barites in the ore of the deposit vary in a narrow range of +5.0 to +5.1‰in the bastnaesite-calcite lode and +3.3 to +5.9‰in the bastnaesite-barite lode, showing the isotopic characteristics of magma-derived sulfur. Theδ13Cv-PDB values and theδ518OV-SMOW values in the bastnaesite-calcite lode range from -3.9 to -6.9‰and from +7.3 to +9.7‰, respectively, which fall into the range of "primary carbonatites", showing that carbon and oxygen in the ores of the Maoniuping deposit were derived mainly from a deep source. Theδ13Cv-PDB values of fluid inclusions vary from -3.0 to -5.6‰, with -3.0 to -4.0‰in the bastnaesite-calcite lode and -3.0 to -5.6‰in the bastnaesite-barite lode, which show characteristics of mantle-derived carbon. TheδDv-SMOW values of fluid inclusions range from -57 to -88‰, with -63 to -86‰in the bastnaesite-calcite lode and -57 to -88‰in the bastnaesite-barite lode, which show characteristics of mantle-derived hydrogen. Theδ18OH2OV-SMOW values vary from +7.4 to +8.6‰in the bastnaesite calcite lode, and +6.7 to +7.8‰in the bastnaesite-barite lode, almost overlapping the range of +5.5 to +9.5‰for magmatic water. The 4He content, R/Ra ratios are (13.95 to 119.58×10-6 (cm3/g)STP and 0.02 to 0.11, respectively, and 40Ar/36Ar is 313±1 to 437±2. Considering the 4He increase caused by high contents of radioactive elements, a mantle-derived fluid probably exists in the inclusions in the fluorite, calcite and bastnaesite samples. The Maoniuping deposit and its associated carbonatite-alkaline complex were formed in 40.3 to 12.2 Ma according to K-Ar and U-Pb data. All these data suggest that large quantities of mantle fluids were involved in the metallogenic process of the Maoniuping REE deposit through a fault system.     

阿尔泰南缘克朗盆地康布铁堡组变质火山岩年龄及岩石成因

对阿尔泰南缘克朗盆地康布铁堡组变质流纹岩进行了锆石SHRIMP U-Pb年龄测定,获得了流纹岩的喷发年龄412.6±3.5Ma, 408.7±5.3Ma和406.7±4.3Ma,表明盆地内酸性火山岩形成于早泥盆世。岩石地球化学分析结果表明: 流纹岩具有高的SiO₂（72.46%~80.07%）、全碱（6.38%~11.34%）,低的铝（9.68%~12.19%）、钛（0.17%~0.35%）,极低的MgO（0.08%~0.48%）、CaO（0.14%~0.73%）FeO^T（0.34%~0.55%）等亚碱性流纹岩的一般特征。具有明显的Ti、P、Sr、Ba负异常,Th、U、Pb的正异常,HFSE元素（Nb、Ta、Zr、Hf）和LREE 略富集, 个别样品表现为LREE 负异常的微量及稀土元素特征,δEu=0.51~0.71。 综合其地质及地球化学特征, 推测流纹岩形成于活动大陆边缘环境,是与俯冲作用有关的玄武质岩浆底侵作用使斜长石稳定的下地壳发生了部分熔融,并且岩浆上升过程中发生了结晶分异和同化围岩。     

寒旱环境草本植物根系护坡的时间尺度效应

为研究植物护坡效应的可持续性,选取芨芨草、细茎冰草、垂穗披碱草、赖草4种草本植物,分别对生长时间为1~4年的上述草本进行了野外现场拉拔试验。试验结果表明:4种草本其平均抗拔力、平均须根数、平均根径和平均根长随生长时间的增加,均呈增加趋势。芨芨草的平均抗拔力与生长时间之间存在显著幂函数关系,垂穗披碱草、细茎冰草和赖草之间均存在指数函数关系;4种草本的平均须根数与生长时间之间均存在较显著的对数函数关系;芨芨草的平均根径与生长时间之间呈显著的幂函数关系,垂穗披碱草和细茎冰草之间均呈指数函数关系,赖草的根径与生长时间之间呈对数函数关系;芨芨草的平均根长与生长时间之间呈显著的对数函数关系,细茎冰草和赖草之间均呈线性函数关系,垂穗披碱草的平均根长与生长时间之间呈幂函数关系。     

一种适用于孔隙体积应变的有效应力方程

土力学奠基石Terzaghi有效应力原理被广泛应用于油藏孔隙和渗透率应力敏感研究中,然而其对于岩石孔隙体积应变的适用性存在争议。对颗粒不可压缩和颗粒可压缩的多孔介质分别进行了受力分析,推导了总体积、颗粒骨架、孔隙体积的有效应力表达式,与Biot、Skepmton有效应力方程对比,建立了适用于孔隙体积应变的新型有效应力方程,并进行了试验论证和应用举例。研究表明:在颗粒不可压缩多孔介质中,有效应力为超出平衡孔隙流压之外的颗粒间宏观等效应力;在颗粒可压缩变形多孔介质中,有效应力为其相同应变下的等效应力,有3种有效应力分别适用于总体积应变、颗粒体积应变、孔隙体积应变;新提出的孔隙体积有效应力方程与孔隙度、岩石总体积压缩系数、颗粒压缩系数、总应力和流压相关,4个理论计算式计算结果在3种多孔介质试验测试结果中的偏差均在5%以内;孔隙体积有效应力系数解决了如何定量增总应力来等效模拟储层降流压生产过程这一关键问题,3个压缩系数关系式理论计算准确方便。     

合肥盆地中新生代构造演化

综合地质、物探及钻井等资料,通过对合肥盆地的构造演化分析,认为合肥盆地是大别造山带和郯庐断裂带共同作用产生的中新生代残留盆地。受两大构造体系的共同作用,合肥盆地在印支期形成了盆地的基底,中新生代的演化大体可划分为以下5个时期：J1～J2坳陷盆地发育期;J3再生前陆盆地发育期;K1走滑盆地发育期;K2—E断陷盆地发育期;N—Q盆地消亡期。其中,在盆地发育早期受大别造山带影响较大,郯庐断裂作用较小;在盆地发育的中后期,郯庐断裂的影响逐渐成为主导因素。     

时间域航空电磁2.5维非线性共轭梯度反演

对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题.在正演计算中,我们采用有限元法求解拉式傅氏域中的电磁场偏微分方程,再通过逆拉氏和逆傅氏变换高精度数值算法得到时间域电磁响应.在灵敏度矩阵计算中,采用了基于拉式傅氏双变换的伴随方程法,时间消耗只需计算两次正演,从而节约了大量计算时间.对于最佳步长计算,二次插值向后追踪法能够保证反演迭代的稳定性.设计两个理论模型,检验反演算法的有效性,并讨论了选择不同初始模型对反演结果的影响.模型算例表明：非线性共轭梯度方法应用于时间域航空电磁2.5维反演中稳定可靠,反演结果能够有效地反映地下真实电性结构.当选择的初始模型电阻率值与真实背景电阻率值接近时,能得到较好的反演结果,当初始模型电阻率远大于或远小于真实背景电阻率值时反演效果就会变差.     

联合GRACE和GLDAS数据的河南省地下水储量反演与时空变化分析

针对利用传统监测手段难以高效获取地下水储量观测数据的问题,基于GRACE重力卫星的大尺度水资源储量反演已成为当前水资源调查的研究热点。本文利用2012-2016年CSR机构发布的GRACE RL06月解数据,通过等效水高反演得到河南省陆地水储量时序结果,扣除由同期GLDAS水文模型计算得到的地表水储量时序数据,从而得到河南省地下水储量时序变化数据结果。经与地下水位监测井实测数据进行对比验证,相关系数显著性水平达0.01,表明本文算法流程具有较高的可靠性。进一步的统计分析结果表明,河南省北部地区的地下水储量呈亏损态势,最大变化率超过26 mm/a;河南省中部和东部地区地下水储量有一定盈余,最大变化率超过16 mm/a,相关结果数据与河南省水利局公布的全省主要地下水超采区范围吻合。本文旨在利用GRACE重力卫星数据与GLDAS水文模型反演获取河南省地下水储量空间分布差异及演变趋势,相关算法流程可为广域地下水储量调查监测提供技术支撑;研究数据可为该区域地下水资源的合理利用与保护提供参考。     

新疆蒙库铁矿床稀土元素地球化学及对铁成矿作用的指示

新疆富蕴县蒙库大型铁矿呈层状、似层状、透镜状赋存于下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩系中.矿体中发育矽卡岩,但矽卡岩并不产在侵入岩接触带上.绿帘石、石榴石和矿石的稀土配分模式具有相似性,均为轻稀土富集,正铕异常,基本上无铈异常,暗示它们之间存在成因联系.石榴石稀土配分模式呈折线型,具有明显的正铕异常,石榴石流体包裹体中熔融包裹体、熔流包裹体和气液包裹体共存,表明石榴石矽卡岩具有岩浆成因和热液成因的特征,形成于晶体 熔体 流体三相共存的岩浆-热液过渡阶段.矿床地质特征、矽卡岩矿物和矿石稀土特征表明蒙库铁矿为矽卡岩型矿床.     

基于随机森林算法的大尹格庄金矿床三维成矿预测

大数据及机器学习技术在解决各行各业的复杂非线性关系问题方面已经体现出巨大的优势。本文尝试将随机森林(RF)算法引入三维成矿预测领域来开展研究,以胶东大尹格庄金矿为研究对象,在构建招平断裂(地质体)三维模型的基础上,通过各种空间分析方法提取控制矿体形成的若干控矿地质因素特征值,进而获取成矿空间中控矿地质因素分布值,最后将矿区钻孔立体单元化形成采样数据集并利用RF算法对矿区开展三维矿体定位预测,结果表明:决策树棵数M=800、属性个数K=7是最优参数,能获得总体精度97.32%和kappa系数0.6292的综合分类精度; RF算法的分类精度要优于支持向量机(SVM)算法和多层感知器(MP)算法。RF算法对大尹格庄金矿开展的三维矿体定位预测取得了较好效果,并在矿区深边部预测了7个三维找矿靶区,证明大数据技术在矿产资源定位预测方面具有巨大的应用前景。