A kinematic hardening constitutive model for sands: the multiaxial formulation

This paper explores the possibility of using well-accepted concepts—Mohr-Coulomb-like strength criterion, critical state, existence of a small strain elastic region, hyperbolic relationship for representing global plastic stress–strain behaviour, dependence of strength on state parameter and flow rules derived from the Cam-Clay Model—to represent the general multiaxial stress–strain behaviour of granular materials over the full range of void ratios and stress level (neglecting grain crushing). The result is a simple model based on bounding surface and kinematic hardening plasticity, which is based on a single set of constitutive parameters, namely two for the elastic behaviour plus eight for the plastic behaviour, which all have a clear and easily understandable physical meaning. In order to assist the convenience of the numerical implementation, the model is defined in a ‘normalized’ stress space in which the stress–strain behaviour does not undergo any strain softening and so certain potential numerical difficulties are avoided. In the first part the multiaxial formulation of the model is described in detail, using appropriate mixed invariants, which rationally combine stress history and stress. The model simulations are compared with some experimental results for tests on granular soils along stress paths lying outside the triaxial plane over a wide range of densities and mean stresses, using constitutive parameters calibrated using triaxial tests. Furthermore, the study is extended to the analysis of the effects induced by the different shapes of the yield and bounding surfaces, revealing the different role played by the size and the curvature of the bounding surface on the simulated behaviour of completely stress- and partly strain-driven tests. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

ArcGeophysics 1.0:GIS环境下综合处理、解释地球物理与地质、地球化学、遥感等资料的组件(COM)包与应用实例

地球物理资料综合处理与解释在油气、煤田、矿物勘探\[5\]、水文分析、水文工程与环境评价中有重要应用.然而,目前的(位场)地球物理处理与解释可视化程度低,无法利用其它资料有效的约束、关联分析与综合快速解释.虽然地理信息系统(GIS)是目前综合多种资料,进行空间处理、分析,提供决策支持的强有力工具,但是,GIS是为一般地理问题分析定制的,缺少综合地球物理处理解释的工具.本文给出了解决上述问题的,用组件对象模型(COM)实现的软件包－ArcGeophysics. 在ArcGeophysics中,实现了勘探数据的有效管理,空间统计分析,地球物理（正演、反演）,地球化学与遥感处理、分析、解释与可视化,信息集成与勘探靶区预测等功能.特别需要指出的是：(1) ArcGeophysics 无缝地结合了ArcObject (ArcGIS, ESRI),也就继承了当前国际上占主导地位的GIS软件包中所有的GIS功能;(2) ArcGeophysics是建立在COM基础之上,任何支持COM的应用环境(如MS Office),编程环境(如MS Visual Studio (.Net), Borland Delphi等都可以调用这些功能(相当于通用开发工具包); (3)ArcGeophysics对地球物理资料的处理解释结合了非线性系统、多尺度分析与多维分形理论.本文不仅给出了各向异性奇异性的应用实例,而且还给出了位场在Fourier空间处理分数维导数,以及在余弦变换空间多维分形模型(C-SA).本文应用加拿大Nova Scotia省南半部的地球物理、地球化学、地质与成矿资料进行了试算,得到了理想的结果,文中图２～图５均直接出之ArcGeophysics的输出.     

当今中国岩石圈物理学研究中的几个重要问题与思考

我国多年来在岩石圈物理学研究中已取得了一系列的重要成果,并促进了我国地球科学的发展.然而在这21世纪之际,基于国家战略需求和自主创新的方针对岩石圏物理学是挑战,也是机遇.为此,必须厘定其今后的发展导向,并凝炼出前瞻性、并具有带动性的创新性核心科学问题.本文在这样的思维前提下对岩石圈物理学的科学内涵和发展导向进行了较全面的分析、研究和思考,并明确指出当今在这一学科领域应该做些什么,核心问题是什么,又存在哪些关键性的科学问题.研究结果提出,高精度的地球物理场观测与岩石圏内壳、幔精细结构(2维和3维)的刻划;在地球内部力系作用下,深部物质和能量的交换;深部物质运移的物理—力学—化学作用过程及深层动力学响应乃是深化对地球本体的认识和揭示成山、成盆、成岩、成矿和成灾的根本机理所在.为此,在本世纪的上、中叶,在地球科学领域中地球物理学研究必为先导!本文最后对岩石圈物理研究中尚存在的一些问题及困惑进行了分析和讨论,并提出了有关统一规划和观测仪器与设备的自主研发以及有序进行国际合作等方面的意见.     

从高维特征空间中获取元胞自动机的非线性转换规则

元胞自动机 (CA) 具有强大的空间模拟能力,能够模拟和预测复杂的地理现象演变过程。CA 的核心是如何定义转换规则,但目前CA转换规则获取往往是基于线性方法来进行,例如采用多准则判断 (MCE) 技术。这些方法较难反映地理现象所涉及的非线性等复杂特征。为此提出了利用新近发展的核学习机来获取地理元胞自动机非线性转换规则的新方法。该方法是通过核函数产生隐含的高维特征空间,把复杂的非线性问题转化成简单的线性问题,为解决复杂非线性问题提供了一种非常有效的途径。利用所提出的方法自动获取地理元胞自动机的转换规则,不仅大大减少了建模所需的时间,也较好地反映地理现象复杂的特性,从而改善了CA模拟的效果。     

大连城市空间意象分析

近年来,城市空间意象研究开始在我国城市地理学界逐渐兴起。通过问卷调查、图片辨认和认知地图调查对大连市微观空间情景和宏观空间结构意象进行研究,在国内首次将因子分析方法应用于微观空间情景的意象偏好分析,并运用均值比较检验及方差分析研究了年龄、性别、学历等属性对个人辨认照片数目及意象范围的影响。研究结果表明：大连市总体可意象程度较高;微观空间情景的意象受其功能、区位、使用者、自然环境以及建筑本体的影响;宏观空间结构意象是以道路为主要支撑,以居住区与商业区为背景,人口集散地与特色建筑点缀其中的立体框架结构;意象区域是以中部为主轴向东西两个方向辐射,并且主要集中在市中心、商业区及风景旅游区;由于受到年龄、性别、学历的影响,个人的意象范围大小存在一定的差异。在此研究基础上,对大连市旅游规划及城市规划提出了相应的建议。     

开发区发展与西安城市经济社会空间极化分异

从阐释开发区“特区”运作机制、“新经济”型产业结构、配套住宅开发策略等特有开发模式及内在结构特性入手,以西安市为实证案例,以翔实的调研数据为支撑,剖析了开发区建设发展与城市经济-社会空间极化分异之关联及其典型过程与效应;并通过开发区与非开发区、新城与老城、新经济区与旧产业区之间在投资强度、发展速度、软硬环境、形象面貌、经济活力与潜力、人口成分与素质等诸多方面分异对比日益鲜明的一系列事实,论证了开发区建设发展已成为强化凸显当代中国城市经济-社会空间极化演变的机制之一。研究结果有助于更深入全面地认识评估“开发区”--这一机制独特、存在广泛、极富改革开放新时期特色的城市发展模式之影响与绩效。     

转型期中国城市社会空间演进动力及其模式研究--以广州市为例

1990年代,社会经济转型期中国城市社会空间演进机制成为城市地理学、城市社会学研究的重点。以广州市为例,分析出现的“城中村”、大学城、“华南板块”等若干“新社会空间”类型,发现“新自由主义”经济发展策略及其政府的企业化行为、市场力量的强大与投机成为该时期城市社会空间演进的内在动力,在此基础上总结其社会空间结构演进的抽象模式。     

上海洋山深水港建设的地域空间作用分析

论述上海洋山深水港的建港条件及其港区工程组合特征,分析洋山港建成后的地域空间作用。建成后的洋山港水深达15 m以上,并由32.5 km长的东海大桥连接洋山深水港区和上海芦潮港物流园区,可以解决上海河口港不能停靠第五、六代集装箱船的问题,改变了上海港的格局。同时提高了上海国际航运中心在东北亚地区港口中的竞争力,带动了长江三角洲、长江流域及全国的经济发展。     

山东省发展轨迹比较与反思

根据时间序列性、空间敏感性、指标综合性和趋势可预测性原则,建立表征省级区域发展轨迹的数学模型,并模拟出山东省和浙江、江苏、辽宁、广东五省份1979~2003年发展轨迹及其发展度、协调度、持续度的演变轨迹。从时空比较研究的角度出发,首先在时间维度上分析了山东省三个发展阶段的内在特点,然后在空间维度上总结了山东省25年发展历程的6个特点。最后为山东省落实科学发展观,推进可持续发展提出了7条建议。     

Gottfried Konecny:the ambassador of photogrammetry and remote sensing for 75 years

A 90th birthday would be a milestone celebration for any person,but exceptionally rare if the person is still active after 75 years of working and serving the photogrammetric and remote sensing communities worldwide.This unprecedented career is the motivation to reflect on the technological developments of the past 75 years in the light of Gottfried Konecny's lifetime achievements.I started to get to know Gottfried not long before he officially retired from the Institute for Photogrammetry and Engineering Surveys in 1998.Furthermore,I was not even born when he,as a young and talented scholar supported by the Fulbright Scholarship from the US Government,arrived at the Ohio State University(OSU),which has been my professional home for three decades.In the second half of Gottfried's 75-year career,the technological changes have been phenomenal,and,furthermore,shown an accelerating trend in the past few years.It is absolutely remarkable how Gottfried has been able to keep up with these rapid changes and advancing technologies and exploits them for mapping and,in general,for all the users of the geospatial field at large.Additionally,his open-minded and kind personality has been always a major plus to his technical skills and experiences,and ultimately helped him assist many colleagues to advance their careers,and along the way developed and increased the use of geospatial data and systems in support of many countries worldwide.