湿陷性黄土变形的微结构突变模型研究

根据湿陷性黄土的湿陷特点,分析了其主要影响因素,包括外部因素：水、荷载与内部因素微结构及其力学性质。从湿陷性黄土的湿陷性影响出发,建立了湿陷性黄土结构失稳突变模型,并从模型基本假定、微结构模型应力特性和湿化于微结构失稳的突变关系3个方面进行了理论分析研究,在一定程度上揭示出湿陷性黄土变形机制和规律。通过微结构突变失稳理论发现：当应力状态满足孔隙微结构失稳判别式时,微结构元的变形状态将诱发微结构失稳崩塌。微结构的稳定性与结构刚度 和受力状态 密切相关。地下水不仅改变了颗粒的受力情况,更重要的是使颗粒间连接刚度降低,从而导致微结构失稳。     

中国东部燕山期岩石圈-软流圈系统大灾变与成矿环境

中国东部在燕山期发生了岩石圈＿软流圈系统（ＬＡＳ） 大灾变事件, 并识别出被扰动的ＬＡＳ的两种类型, 即在挤压造山环境下的岩石圈巨大减薄与巨大增厚作用; 它们分别对应相关的安第斯型和海西型成矿作用。大量的新生、热地幔物质和再活化的热的下地壳物质取代、加热和注入冷的岩石圈和地壳是燕山期成矿大爆发的基因和基本的深部环境。再活化和活动的岩石圈尺度的不连续带是成矿带的良好储矿空间。巨大的岩浆＿流体＿成矿系统是形成巨大矿集区的必需。从深部成矿环境来看, 中国东部具有巨大的找矿潜力     

面向巨灾救援的地面移动目标应急跟踪方法与实现

为了提高志愿者参与地震等巨灾救援的组织化程度,提高救援效率,同时有效避免隐私泄漏等风险,本文提出了一种面向巨灾救援的地面移动目标应急跟踪方法,其通过志愿者注册建立包括手机号码、常住区域等信息的志愿者数据库;巨灾发生后,通过常住区域筛选出位于灾区周边的志愿者,通过短信猫向相应志愿者发送激活短信;志愿者智能终端接收、解析短信,确认同意后向服务器发送当前位置信息启动应急跟踪模式。采用Android/SMS Modem二次开发/Google Maps API等技术实现了志愿者应急跟踪原型系统。     

地震巨灾模型中的随机地震事件集模拟

地震巨灾保险是降低地震灾害风险的有效手段之一,而地震危险性分析是地震巨灾模型的主要分析模块之一。传统的概率地震危险性分析主要是基于潜在震源模型、地震活动性模型和地震动衰减模型等并采用概率方法得到场点的地震危险性值,该危险性表示的是未来所有地震对场点的综合影响。然而,在使用地震巨灾模型进行地震风险分析时需要用到单个地震事件对场点的影响,这就需要根据潜在震源区生成一系列单个地震事件,并计算每个事件对场点的影响。本研究采用蒙特卡洛方法,基于第五代中国地震动参数区划图中所采用的地震活动性模型(潜在震源区及其地震活动性参数),模拟符合我国地震活动时间、空间和强度分布特征的地震事件集。模拟时遵从的基本理论为:地震发生在时间上符合泊松分布,震级分布可用古登堡-里克特定律来描述,空间分布特征则用潜在震源区及其地震发生率来描述。模拟得到的地震事件包含以下参数:时间(年、月、日)、地点(经度、纬度)、深度、震级、断层走向以及衰减特征等。该模拟地震事件集可满足地震巨灾模型中地震风险分析的需求,已应用于我国地震巨灾模型中。     

滑坡前兆突变异常识别方法

将滑坡位移观测值时间序列视为非平稳随机过程, 采用建立系统的同态模型的方法提取短期异常 , 并给出了异常识别准则、有序度计算公式; 用一阶差分进行高通滤波的方法提取临滑异常并进行预测; 根据异常时刻组成的灾变日期集用灰色灾变模型进行预测。     

凝聚态地质问题

在地质学背景后面隐藏着众多凝聚态问题。对它们需要运用凝聚态科学工具进行探索 ,才能发现蕴含其中的对称、相变、周期和突变等现象 ,以抓住其共有的科学本质。文中对结晶过程中的固熔体相变 ,上地幔部分熔融和地核差异旋转等典型地学问题 ,从凝聚态角度重新作了分析 ,指出尽管它们具有不同的时空范畴和地学内涵 ,曾分别被划归于不同的地学分支学科 ,但却共同体现出了大自然中模式形成的一个基本范式 ,即 :无序定态的空间对称破缺可以导致诸多宏观有序结构的形成。这也是其它一些类似的地学现象得以产生的共同原因。由此可认为 ,从各种地质分支学科的单一性探索 ,过渡到凝聚态地质学的统一研究 ,是地质科学发展过程中的一个必由阶段。而凝聚态物理学的成熟与深化 ,恰好为之提供了发展的契机。因此 ,就有可能从凝聚态地质学这一新的观点出发 ,将传统的地质研究领域进一步拓深 ,并且将其拓宽、推广到水利 ,环境 ,材料和生命科学中去。     

泥沙突变理论在海底管线冲刷中应用

基于泥沙突变理论,针对海底管线冲刷下泥沙的运动特征,建立恒定流作用下的泥沙起动模式,确定希尔兹数、无量纲参数、冲刷坑深度之间相互作用的非线性方程,推导了恒定流作用下海底管线冲刷坑深度的预测公式。将相同条件下该公式的计算结果与前人的试验资料进行了对比,可发现尽管计算结果存在一定的误差,但也基本能满足对冲刷坑深度的预测和判断,从而证明了泥沙突变模型在预测海底管线冲刷坑深度中的适用性。     

岩层破坏突变前兆异常识别方法

岩层是一种力学性质极为复杂的材料,其破坏灾变前兆异常呈现出多变性。作者就岩层破坏灾变前兆异常的几种识别方法包括趋势与滤波、模糊识别、分形方法和奇点的多分辨率小波识别等进行了对比分析。实例表明,小波技术可有效对岩层突变异常信息点进行多尺度辨析,能够对顶板冒落灾变前兆信息进行有效把握,是值得推广的一种方法。     

Catastrophe theory models in geology

Catastrophe theory is a recently developed branch of topology which has a number of practical applications, principally because of its ability to model situations which include discontinuities or singularities, where the methods of differential calculus break down. Some examples of its possible use in geology are presented, in fields as diverse as volcanology, sedimentology, and structural geology, and wider applications, in modeling spatial or temporal discontinuities in other fields, are suggested.     

相对湿度作用下的石膏矿护顶层突变破坏机制分析

依据室内试验所得的石膏岩的基本力学性质随着大气中相对湿度变化的规律,并结合石膏矿采空区的破坏特征,将护顶层简化为铅直方向受均布荷载q作用的三铰拱分析模型,建立了相对湿度作用下的石膏矿采空区护顶层的尖点突变模型,研究了相对湿度作用下护顶层突发破坏的失稳机制。试验结果表明：石膏岩的力学性质在采空区中环境湿度的作用下,其强度和变形参数会大大降低。分析和工程计算结果表明：随着采空区中环境湿度的增加,支撑体系越不稳定,越容易跨越分叉集而发生突发失稳破坏;相空间的控制参数a随着采空区中环境湿度的增加,其代数值是逐渐增大的（绝对值减小,由负值向0变化）,而控制参数b逐渐增大,系统突发失稳控制参数（a,b）的变化路径为向东北方向变化,该路径是系统较为容易发生突发失稳的路径。