Study of mechanical behavior and strain localization of methane hydrate bearing sediments with different saturations by a new DEM model

This paper presents a numerical investigation into mechanical behavior and strain localization in methane hydrate (MH) bearing sediments using the distinct element method (DEM). Based on the results of a series of laboratory tests on the bonded granules idealized by two glued aluminum rods and the available experimental data of methane hydrate samples, a pressure and temperature dependent bond contact model was proposed and implemented into a two-dimensional (2D) DEM code. This 2D DEM code was then used to numerically carry out a series of biaxial compression tests on the MH samples with different methane hydrate saturations, whose results were then compared with the experimental data obtained by Masui et al. [9]. In addition, stress, strain, void ratio and velocity fields, the distributions of bond breakage and averaged pure rotation rate (APR) as well as the evolution of strain localization were examined to investigate the relationships between micromechanical variables and macromechanical responses in the DEM MH samples. The numerical results show that: (1) the shear strength increases as methane hydrate saturation S_MH increases, which is in good agreement with the experimental observation; (2) the strain localization in all the DEM MH samples develops with onset of inhomogeneity of void ratio, velocity, strain, APR, and distortion of stress fields and contact force chains; and (3) the methane hydrate saturation affects the type of strain localization, with one shear band developed in the case of 40.9% and 67.8% methane saturation samples, and two shear bands formed for 50.1% methane saturation sample.     

基于广域次声传感器网络的地震本地次声波监测

通过提出应用于广域次声传感器阵列的最小方差法信号源定位模型, 分析了阵列信号相关系数特征和本地次声波实时大气传播特性, 对阵列阵元数量、阵元组成结构引起的定位误差以及本地次声波的真实大气传播射线进行仿真, 并利用中国境内布置的广域次声传感器网络监测到了2013年4月20日四川芦山(雅安)地震的瑞利波激发的本地次声波, 验证了上述模型和仿真, 结合中国地震台网的国内的地震监测台站数据, 从信号走时、信号互相关系数、小波时频图、质点运动轨迹等方面进行了分析与对比, 并使用广域最小方差法搜索的算法对次声波和地震波进行定位, 结果显示: 各次声站点接收到由地震瑞利波引起次声站附近地表震动产生并垂直地表向上传播的次声波, 在地震瑞利波之后到达, 而且相关系数都达到0.6~0.9, 计算得到次声波源方位角为230°(以北京为原点), 距离震中小于150 km, 而且本地次声波受大气传播影响较小, 能够较容易的被广域次声阵列探测到, 因此地震本地次声波监测能够作为地震监测、研究地面起伏运动与大气波动关系的有效手段.      

监控视频动态目标的空间定位方法北大核心CSCD

针对监控视频动态目标的空间定位问题,本文在考虑相机畸变的前提下,对监控相机、目标像素坐标和地理场景之间的映射关系进行了研究,提出了基于数字表面模型(DSM)和基于平面约束的目标定位算法。首先,完成相机的标定,确定相机的成像模型;然后,提取畸变校正后的目标像素坐标,并通过目标定位算法计算目标的三维地理坐标;最后,进行了定位精度评定,并分析了两种定位算法的应用特点。本文的定位算法将以像素坐标定位的目标数据解析为以三维坐标定位的空间地理信息,为多摄像头的目标跟踪提供了统一的地理参考框架。     

可持续饮食系统的尺度逻辑——基于中国、巴西、南非的案例

农业工业化和“去地化”的生产模式、不透明的流通过程以及膨胀的消费欲望致使饮食系统危机不断,其可持续性成为全球尺度的挑战。当前饮食系统的可持续性研究面临尺度问题,涉及从全球地方的目标转化,以及从地方到全球的经验反馈两个方面。首先,全球尺度的可持续目标宏大包容,但是对地方尺度的差异性缺乏关照。其次,部分西方国家的可持续实践垄断了经验表达,过于重视社区等微观尺度而忽略了其他尺度的潜在作用,引发“尺度陷阱”。本文深入剖析中国、巴西、南非的饮食系统内部各类参与者的可持续性建构,提出全球和地方可持续饮食系统互动的尺度逻辑：① 从全球到地方的目标转化需要兼顾地方差异。中国、巴西、南非各自生成优先的可持续目标,分别针对食品安全、食物原真性和食物浪费、结构性的食物匮乏等问题。这些目标之间充满张力和博弈,不能等同替代。② 从地方到全球的经验反馈需要打破西方经验赋予的微观尺度的优越性,转向跨尺度的实践。发展中国家的可持续实践路径的要义在于发挥饮食系统各类参与者的能动性,调动资源形成有效的跨尺度行动网络。③ 发展中国家的经验表明尺度本身是方法,而不是目的,每个具体的可持续目标与适切的尺度方法匹配。有必要研究建议挖掘多元、差异的可持续模式,更加有针对性地促进当地乃至全球饮食系统的可持续发展。     

MAPS,METAPHORS AND MUDDLES

The idea of a cognitive or mental map has been a source of confusion in the geographical literature for some time. Downs suggests that the confusion can be removed if we give consideration to the role of maps in metaphors and analogies. This raises important questions, but treating the map as a double metaphor does nothing to clarify these issues. Cartographic skills are not the result of introspection and hypothesizing such maps-in-the-head can only impede our understanding of spatial behavior.     

结构性黄土二元介质本构模型在局部化剪切带中的应用

基于破损力学理论,将结构性黄土抽象成具有一定结构强度的结构块和摩擦带组成的二元介质模型。对结构性黄土体来说,局部化剪切带问题也是土体的破损问题,剪切带萌生发展的实质就是结构块向摩擦带转化的动态过程。应用结构性土的双参数破损率二元介质本构模型,采用数值分析方法模拟了平面应变压缩条件下结构性土中局部化剪切带萌生、扩展的过程,研究了不同缺陷方案下局部化剪切带的形态、特性与规律,发现结构性土中局部化剪切带的发展起初是由一段段不连续的微小局部破坏区域在外荷载逐步作用下渐进扩展连接贯通而形成整体剪切带的破坏形式。二元介质本构模型和常规有限元的结合,形象生动地再现了局部化剪切带萌生、发展的过程。     

黄土连拱隧道动态施工围岩损伤局部化研究

为了研究黄土连拱隧道动态施工时围岩的损伤情况和损伤分布规律,在室内试验的基础上推导了Q2黄土的弹塑性损伤本构模型,并基于FLAC3D平台编制了自定义本构模型,提出了损伤度概念并编制了损伤度后处理模块。以国内首条高速公路黄土连拱隧道-离石隧道为依托工程,对两种开挖方案施工时围岩损伤情况进行数值分析。研究表明,该成果可以较好地掌握隧道每一开挖步后围岩损伤度的分布情况和损伤区的演化规律,为施工方案优化选择提供依据。该研究成果为地下工程支护参数优化和方案的选择开辟了一个新的方向。     

基于CLoE与Gudehus-Bauer亚塑性模型的颗粒材料应变局部化对比研究

基于CLoE与Gudehus-Bauer亚塑性模型数值模拟了平面应变条件下Hostun砂的应变局部化现象。从侧向压力和初始缺陷两个方面对比研究了两种模型所预测应变局部化的产生及演化模式。结果表明：（1）两种模型均能反映Hostun砂刚度随着侧向压力提高而增大的现象。（2）相比Gudehus-Bauer亚塑性模型,CLoE亚塑性模型所得出的应变局部化形态与试验结果更加一致。（3）CLoE亚塑性模型能够反映随着荷载增加,砂的体积先膨胀后缩小的特点。（4）相比Gudehus-Bauer亚塑性模型,CLoE亚塑性模型所得到的应变-应力曲线能够更明显地反映应变局部化带中单元的软化现象。（5）CLoE亚塑性模型能够更好地模拟由初始缺陷导致的不均匀应变。总的来说,所得的数值结果表明,CLoE亚塑性模型能够较好地模拟侧向压力和初始缺陷对应变局部化的影响,在模拟应变局部化现象方面较Gudehus-Bauer更有优势。然而,现有CLoE亚塑性模型无法考虑孔隙比,也未包含颗粒材料内尺度变量,有待进一步完善。     

Development of an in situ loop-mediated isothermal amplification technique for chromosomal localization of DNA sequences

In situ loop-mediated isothermal amplification (in situ LAMP) combines in situ hybridization and loop-mediated isothermal amplification (LAMP) techniques for chromosomal localization of DNA sequences. In situ LAMP is a method that is generally more specific and sensitive than conventional techniques such as fluorescence in situ hybridization (FISH), primed in situ labeling (PRINS), and cycling primed in situ labeling (C-PRINS). Here, we describe the development and application of in situ LAMP to identify the chromosomal localization of DNA sequences. To benchmark this technique, we successfully applied this technique to localize the major ribosomal RNA gene on the chromosomes of the Zhikong scallop (Chlamys farreri).     

中国民用运输机场的可达性溢出效应研究

交通基础设施投资的“利己利人”甚至“损己利人”现象使得空间溢出效应一直是研究的热点。我国民用运输机场经过属地化改革之后,地方政府在机场投资和运营中的作用越来越突出,机场的空间溢出效应逐步受到地方政府和研究者的关注。针对机场所在地辖区和机场服务范围存在空间错位,本文定义某辖区的机场可达性溢出效应为该辖区范围内的机场对周边地区到机场可达性的改善程度,并基于潜力模型和网络分析方法设计了机场可达性溢出效应的计算方法;进而以我国民用运输机场为例,在机场属地化背景下确定了省级和市级两种研究尺度,采用县级数据分别定量计算了我国民用运输机场的可达性溢出效应。结果发现,我国省级尺度的机场可达性溢出较小;市级尺度的可达性溢出差异较大,部分城市机场可达性溢出显著,但空间分布较为复杂。本文还进一步讨论了计算结果对我国机场投资和运营成本空间分担制度设计的启示。