重庆南川区石漠化分布特征及其坡地利用模式分析

利用2004TM遥感影像,并结合地质、水文气象、土地利用图等,研究了重庆南川区石漠化的分布特征。结果表明,南川区石漠化分布具有如下特征:地层岩性上,石漠化集中发育在中生界三叠系嘉陵江、飞仙观、雷口坡组和下古生界奥陶系马家沟组碳酸盐地区的纯灰岩与其他灰岩和白云岩互层分布区中;气象水文上,石漠化集中分布在中部槽坝年均温为10~16℃、年降水量大于1200mm的地区;地形高程上,轻度石漠化和中度石漠化主要分布在海拔800~1200m之间,重度石漠化主要分布在600~800m之间,极重度石漠化主要分布在500~600m之间;土地利用上,轻度和中度石漠化主要分布于灌木林地中,重度以上石漠化则主要见于旱地。根据研究区石漠化的发育和分布特点,建议平缓坡地(<5°)推行稻田保护性耕作和加强无公害农产品基地建设;较缓坡地(5°~15°)发展农耕和种植园区;较陡坡地(15°~25°)种植藤本植物(金银花)、经济林果和生态林草;陡峻坡地(>25°)应长期封山育林,重点发展水源林和景观林。      

面向车载激光扫描数据的道路目标精细化鲁棒提取

精确的三维道路信息,对于交通运输,城市规划,道路网建设,三维道路建模等具有重要意义.车载移动测量系统作为一项高新测绘技术能快速,准确地获取三维激光点云,适用于大场景的道路提取与建模.本文提出了一种从车载激光点云中快速精细化提取三维道路及其边界的方法.该方法首先利用车载激光点云的空间特征对点云进行自适应分段,然后利用先验知识与规则提取候选的道路及其边界,并根据道路边界的线状特征,对所提取的道路边界进行跟踪及矢量化,最后得到道路的参数.为了验证本方法的有效性,试验采用了3组不同道路场景的数据进行验证,结果表明提取结果的准确度,完整度及检测质量都达到了90%以上.定量与定性的结果分析表明,本文方法对于不同复杂场景下不同点密度的数据具有很好的适应性,能快速,鲁棒地提取大场景内的道路及其边界.     

多节理岩体裂纹扩展及变形破坏试验研究

为了研究不同倾角下多节理岩体力学行为,采用10 MN微机控制电液伺服大型多功能动静力三轴仪,开展包含较多预制非贯通节理类岩石试件的单轴压缩试验,研究了多节理岩体裂纹的特征、贯通模式、破坏模式、应力-应变特征等与节理倾角之间的关系。试验结果表明,（1）多节理岩体的裂纹类型主要有翼裂纹和次生共面裂纹,翼裂纹的扩展路径与单个节理情况下的扩展路径差异较大,翼裂纹起裂后沿起裂方向存在较长的扩展长度,直接与相邻节理或翼裂纹形成贯通,并且裂纹的贯通表现出四种不同的模式;（2）多节理岩体的破坏模式归纳为3种类型：平面破坏、块体转动式破坏和台阶式破坏;（3）根据多节理岩体的应力-应变曲线在应变软化阶段所表现出的不同非线性变形行为特征,可以将曲线归纳为4种类型;（4）多节理岩体的强度和变形各向异性特征非常显著,强度和弹性模量均在节理倾角30°时最小,90°时最大。     

燕山造山带后石湖山碱性环状杂岩体的成因与形成过程

后石湖山杂岩体是与垮塌破火山口有关的碱性环状杂岩体, 主要由呈环形分布的碱性火山岩、环状岩墙(斑状石英正长岩)、嵌套的中心复式岩株(晶洞碱长花岗岩和斑状碱长花岗岩)和锥状岩席(石英正长斑岩和花岗斑岩)组成.LA-ICPMS锆石U-Pb年代学分析表明, 斑状石英正长岩环状岩墙、石英正长斑岩和花岗斑岩锥状岩席的侵位年龄分别为119±3Ma、121±2Ma和121±2Ma.该环状杂岩体火山岩与侵入岩的形成年龄相近, 体现了它作为火山-侵入杂岩体的特征.斑状石英正长岩富碱(Na₂O+K₂O=10.0%~10.5%), K₂O含量较高(5.21%~5.42%), 具正的Eu异常(Eu/Eu*=1.05~1.40).碱长花岗岩和斑岩均具有富碱、高FeOtot/MgO、Ga/Al、Zr、Nb和REE值(Eu除外), 以及低Al₂O₃、CaO、MgO、Ba、Sr和Eu含量的特征, 都属于A型花岗岩质岩石.其中斑岩为铝质A型花岗岩, 具有高的初始岩浆温度(880~901℃).所有A型花岗质岩石均具有较富集的Nd同位素组成, ε_Nd(t)值变化于-13.9~-12.2之间.斑状石英正长岩是下地壳中-基性麻粒岩和片麻岩部分熔融产生的熔体与幔源玄武质岩浆混合, 后又发生单斜辉石分离结晶的产物; 碱长花岗岩源于上地壳长英质岩石部分熔融产生的熔体与幔源玄武质岩浆混合, 随后经历长石的分离结晶作用而成; 斑岩是受幔源岩浆底侵加热的上地壳长英质岩石的部分熔融产生的熔体, 并经历了长石的分离结晶作用而产生.该环状杂岩体的形成过程可以概括为: (1)火山爆炸性喷发形成大量的碱性火山熔岩和火山碎屑岩; (2)地下岩浆房空虚导致压力下降, 其顶板围岩失稳而沿火山口周围近直立的环状断裂垮塌, 形成塌陷的破火山口.与此同时, 下覆岩浆房的岩浆被动挤入环状断裂而形成斑状石英正长岩环状岩墙; (3)浅部地壳的长英质岩浆房过压, 促使其高温过碱质A型花岗质岩浆上升侵位形成了中心的斑状碱长花岗岩岩株, 这些岩浆的上涌导致上覆围岩产生倾角中-陡的、内倾的锥状裂隙, 为石英正长斑岩锥状岩席侵位提供了空间; (4)浅部岩浆房复活, 高温过碱质A型花岗质岩浆再度上升侵位形成被嵌套的晶洞碱长花岗岩岩株.同样, 这种岩浆的再度上侵导致上覆围岩产生了倾角较陡而内倾的锥状裂隙, 为花岗斑岩锥状岩席提供了侵位空间.后石湖山碱性环状杂岩体的形成是华北东部早白垩世与克拉通破坏相关的伸展构造体制下的产物, 这种构造体制可能与古太平洋板块的俯冲作用有关.      

二维饱和地基中空沟主动隔振分析

根据饱和土Biot理论,在频域内提出了一种适用于弹性波波动问题的有限元-无限元解法,其中有限单元用于近场介质的模拟,而形函数基于一维解析解答的无限单元则被用于人工边界,它可反映波传递到无限远处的特性;应用该法计算算例,以证明其有效性与正确性。在此基础上,对饱和地基中空沟主动隔振效果进行了详细的数值分析,结果表明,空沟深度是影响隔振效果的主要因素,一般沟深越大,隔振效果越好;当沟深一定时,空沟到振源的距离不宜超过1.5倍饱和土剪切波长;空沟的宽度对隔振效果的影响相对较小。     

基于多核模式的隧道沉降预测

为提高支持向量机的预测精度,提出一种基于自适应多核学习模型的预测方法。自适应多核学习算法中采用树形筛选结构,通过生枝、剪枝操作完成核函数间的相加、相乘处理,增强了多核函数的非线性与多样性。采用网格遍历和粒子群算法对核参数、权重系数及模型参数进行寻优处理,弥补了训练样本缺少先验知识对参数赋值产生的偏差。将多核学习方法用于地铁隧道沉降预测,并与单核函数的预测数值进行对比。试验结果表明,自适应多核学习模型有效提高了预测模型的预测精度及泛化性能。     

中、高压下粗粒土-结构接触面特性受结构面形貌尺度影响的试验研究

采用改进的DRS-I型高压直剪仪进行了砂砾与不同形貌尺度的粗糙钢板结构面接触剪切试验,获得不同压力、形貌尺度条件下的剪切试验结果,分析了中、高压下的不同结构面形貌尺度与砂土颗粒平均粒径比值R（ ,相对形貌尺度）对接触面剪切特性的影响。结构面相对形貌尺度R直接影响接触面剪切过程中的力学与体变特性,中压与高压下分别呈现不同的影响规律且存在各自的峰值相对形貌尺度 与稳定相对形貌尺度 。达到峰值相对形貌尺度之前,R的增大使得接触面剪切耗能随之增加,而剪切体变在中压、高压下分别随之增加和降低;稳定相对形貌尺度之后,接触面剪切耗能与剪切体变达到稳定状态,随R的增大呈微小变化,变化幅值较小。上述规律与接触面附近一定区域的颗粒变位及破碎等机制密切相关,获得成果将为研究不同法向压力下受形貌尺度影响的结构面相对粗糙度问题提供新思路,对于研究不同法向压力下粗粒土与粗糙结构面的接触面力学与变形机制有一定借鉴意义。     

江西井冈山鹅岭隧道的工程地质调查与涌水量预测

江西井冈山鹅岭隧道是新建衡阳-茶陵-吉安铁路的关键性控制工程,洞身全长10 455 m,最大埋深750 m。该隧 道的地质构造复杂,断裂发育,岩石破碎,水量丰富。其涌水量是该隧道设计和施工的重要参数。在区域地质和构造调 查的基础上,本研究选择不同渗水岩性段进行了多口钻井（DK）及其水文地质试验,获得了一批宝贵的第一手隧道工程 地质和水文地质资料和数据。通过对这些资料和数据的分析和研究,确定了不同地质体的出水量和渗透系数。继而,按 钻井位置将该隧道划分为9 个不同涌水区段,运用不同方法对各个区段的涌水量进行了精细计算,预测5 个区段涌水量大, 分别为DK7+280-DK7+550（最大赋水段）、DK6+625-DK7+280（中等赋水段）、DK8+875-DK10+085（中等赋水段）、 DK11+570-DK11+770（中等赋水段）和DK13+570-DK13+930（中等赋水段）,施工过程中很可能产生突发涌水现象,建 议施工设计中采取有效防护措施,高度重视这些区段的工程质量。实践证明,本文的研究结果对嗣后的该隧道设计和施工 发挥了积极的指导作用,提高了施工质量。     

粤北石漠化地区碳酸盐岩溶蚀试验研究

在粤北石漠化地区选取不同石漠化阶段的样地,对其碳酸盐岩进行室内岩性溶蚀和野外模拟溶蚀试验,研究不同石漠化阶段碳酸盐岩溶蚀特点。结果表明：在轻度→中度→重度→极重度石漠化演化过程中,重度石漠化阶段是碳酸盐岩溶蚀变化的一个重要转折点,在这个阶段中,溶蚀过程从以化学溶蚀转为物理侵蚀为主。不同石漠化阶段不同环境中的碳酸盐岩溶蚀速度在地上50 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地;在地面0 cm处,极重度石漠化土地>重度石漠化土地>轻度石漠化土地>中度石漠化土地;在地面下10 cm处,极重度石漠化土地>轻度石漠化土地>中度石漠化土地>重度石漠化土地;在地面下20 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地>重度石漠化土地;在地面下30 cm处,轻度石漠化土地>中度石漠化土地。     

地理栅格数据并行I/O的研究与实现

随着遥感和测绘技术的进步,日益增大的数据量和高效的数据I/O矛盾逐渐凸显。本文针对这个问题提出了地理栅格数据的一种并行I/O模式,并对该I/O模式进行了相应的编程实现。通过设计实验验证其正确性和效率,我们发现相比传统的栅格数据I/O库(GDAL库)而言,采用本文提出的并行I/O模式对应的I/O库将能同时保证结果的正确性和高效性。