岩石强度时效性演化模型

在一定的外界荷载作用下,岩石材料的强度会随时间不断降低,在工程上常表现为由于强度的弱化而导致岩体的突发性破坏行为以及岩体的长期强度等不同现象和问题。因此,岩石强度的时间效应研究对岩体工程施工安全和工程长期稳定性都具有重要的指导意义。在对大量试验结果分析的基础上,总结了岩石强度演化规律与内在机制,发现岩石强度的损失与岩石本身的固有强度、所受应力状态（屈服接近度）以及应力作用的持续时间有关,在此基础上,提出了以岩石凝聚力和内摩擦角随上述因素变化为核心的岩石强度时效性演化模型。通过对多组试验数据的模拟分析表明,提出的岩石强度时效性演化模型能很好地描述岩石强度的演化规律,可以较好地定量反映不同应力水平下岩石强度弱化过程,且物理意义明确,为岩石强度的时间效应研究开拓了一个新的思路和方法。     

中国历史时期森林空间格局网格化重建方法研究——以东北地区为例

具有空间信息的历史土地覆被数据集是研究土地覆被变化气候与生态效应的基础数据。本文在潜在植被数据和现代遥感土地利用数据的基础上,确定了土地垦殖前森林植被可能的分布范围;遴选并量化了影响我国土地宜垦性的主导因子,评估了省域尺度上土地的宜垦性;构建了以土地宜垦性为权重的历史森林覆被网格化重建模型（网格大小为10 km×10km）;重建了我国东北三省1780 年和1940 年网格化的森林覆被。结果表明：基于省域森林面积数据,该方法较好地再现了历史时期森林空间格局;与2000 年遥感有林地空间数据对比分析显示,模型重建结果与遥感数据绝对误差的单样本t 检验相伴概率（双尾）为0.12,大于显著性水平0.05,表明模型重建结果与遥感数据不存在显著性差异,网格化重建方法具有较好的可行性;同时,重建结果准确性评估也表明：1780 年重建结果在县域尺度上的相对误差在-30%~30%之间的县级政区有99个,占县级政区总数（不含无值区）的74.44%,总体误差相对较小。     

城市居民非工作活动的家内外时间分配及影响因素——以北京上地—清河地区为例

中国各大城市交通供求不平衡的问题日益凸显,如何科学合理地分析、预测、引导交通出行需求已成为城市可持续发展的核心问题。西方对城市居民出行需求的研究已经由基于出行的分析转向基于活动的分析,并且认为家内/家外活动决策与出行需求的产生密切相关;而国内少有从家内/家外活动时间分配的视角透视居民出行需求的产生机理的研究。基于2012年北京市居民日常活动与交通出行调查所采集的第一手数据,本研究以北京上地—清河地区为例,构建结构方程模型,分析工作日与休息日家内/家外的非工作活动的时间分配特征及其影响因素,以此尝试对居民非工作出行需求的产生机理进行解读。研究表明：家内活动与家外活动之间存在显著的替代关系;家内/家外非工作活动时间分配受到工作与通勤时长、社会经济属性的影响,并且不同类型的非工作活动的家内/家外时间分配存在内生联系。研究结果将为居民出行需求预测与引导提供参考依据。     

Evaluation of displacement‐based vulnerability assessment methodology using observed damage data from Christchurch

On 22 February 2011, Christchurch City experienced a destructive magnitude (Mw) 6.2 aftershock following the main event of magnitude (Mw) 7.1 on the 4 September 2010. Severe damage was inflicted on the building stock, particularly within the central business district (CBD) of Christchurch. The strong motion stations around the CBD region and extensive building damage survey information from the Christchurch City Council provided a unique opportunity to calibrate a theoretical regional vulnerability assessment model developed and refined to be applicable for New Zealand (NZ) buildings. In this study, data from the building safety evaluation survey conducted by Christchurch City Council are synthesised and processed to extract details on building typologies in the CBD region and the colour tagging assigned to each building depending on the degree of damage. A displacement‐based framework is used to carry out vulnerability assessment for Christchurch buildings to estimate damage sustained under the recorded ground motions in the February event. As the damage survey indicators were ‘colour tags’, a mapping scheme has been explored to link the observed colour tagging damage statistics with ‘drift‐based damage limit states’ adopted in the theoretical approach. A sensitivity analysis is carried out to calibrate the mapping scheme, which can provide estimates of proportions of buildings likely to fall in different colour regimes when used in conjunction with the proposed vulnerability assessment methodology. It is shown that the methodology is reasonably robust, thereby increasing the confidence in using this approach to predict seismic vulnerability of building stock in NZ. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

地形横向密度扰动对于区域大地水准面建模的影响

分别利用Helmert和KTH法模拟试算了不同地形起伏区域内横向密度扰动对于大地水准面的影响。结果表明,在地形起伏较小的平原或丘陵地带,横向密度扰动的影响一般不会超过cm级,在精度允许的范围内可以忽略其影响;在地形起伏较大的山区,横向密度扰动的影响可达cm甚至dm级,对于cm级大地水准面精化而言,需要考虑其影响。此外,基于Helmert与KTH法解算的结果在地形起伏剧烈的山区差异较大,由于Helmert法计算地形效应时忽略了外区地形质量的影响,其解算结果可能存在偏差。总体而言,在地形起伏剧烈的山区建模时,需利用多种计算方法基于实测数据分别进行试算,通过计算的变密度大地水准面与实测的GPS水准数据进行比较分析,得到适合该区域的大地水准面建模方法。     

地理学区域研究与区域历史地理学的取向

地理学的区域研究传统由来已久,后形成了独立的分支学科——区域地理学,经历了古代地志的分区书写、区域差异的描述解释、空间关系的定量分析和社会过程的深度建构4 个阶段的发展过程。区域地理学演进中遭遇的计量革命与理论创新,实质上是对传统区域学派过分强调区域所导致的静止、孤立的研究僵局的打破与修正,是区域地理学不断总结和完善自身的发展之路。区域历史地理学的学科性质、研究范式与研究内容和方法深受区域地理学的影响和启发,并形成了连续的地理剖面复原研究、区域的景观文化生态研究、区位与结构—功能体系研究和分区分类分级的综合研究等多个分支。与西方相比,中国区域历史地理学的研究在研究内容和方法方面显得比较滞后,今后应加强对特定地方的社会、文化及经济空间的深度剖析,进一步深化人地关系理论及研究方法,不断拓展研究思维的深度和广度,争取有更多、更有影响力的区域历史地理研究成果问世。     

应用切割单元法对海底管道局部冲刷数值模拟

采用SIMPLEC算法的有限体积法,求解非定常流动的N-S方程,采用k-ω紊流模型,通过模拟均匀无粘性推移质的冲刷和淤积,得到海底管道由搁置在海床上的状态变为悬跨状态这一过程的管道周围局部海床冲刷情况,建立了海底管道局部冲刷的二维数值模型。海底管道从搁置在底床上到冲刷悬空的过程中,管道周围的空间产生了拓扑变化,这给采用贴体网格并在计算过程中进行网格重构的传统方法带来了很大困难,而采用切割单元法,把物体轮廓从静止的背景直角坐标结构化网格中切割出去,计算过程中不需要传统意义的网格重构过程。数值模型预测的海底管道周围局部冲刷结果与Mao的物理模型实验实测结果及Liang和Cheng等的数值模拟结果符合较好,验证了模型的准确性。     

中国传统农区历史耕地数据网格化方法

建立具有空间属性的历史时期土地覆被数据集有助于更好地模拟土地覆被变化的气候 与生态效应。根据我国历史时期土地开发利用的特点, 深入分析了影响我国历史时期土地开 发利用的主导因子, 量化了海拔高度、坡度、人口分布等自然及人文要素与耕地分布的关系, 并以此为依据设计了一套将我国传统农区历史耕地数据网格化的方法与算法模型, 计算各网 格(分辨率为60 km×60 km) 耕地面积占整个农区耕地总面积的比重、以及各网格的耕地面 积与垦殖率; 同时利用基于《嘉庆重修一统志》重建的中国传统农区历史耕地资料, 采用上 述方法与算法建立了研究区内1820 年(清嘉庆二十五年) 60 km×60 km 空间尺度的耕地数据 集, 并绘制了分布图。重建结果与册载府级田亩数据的比较分析表明: 该方法与算法可以有 效地将以行政区域为统计单元的中国历史耕地数据量化为具有统一且更高空间分辨率的网格 化数据集。     

Inversion of a Lagrangian time domain random walk (TDRW) approach to one-dimensional transport by derivation of the analytical sensitivities to parameters

Lagrangian approaches are well suited to transport in contrasted media but have been considered irrelevant when inversion is envisioned. The randomness of results for the same transport scenario adds to the rough evaluation by perturbation of the sensitivities, yielding an inaccurate search of parameters. It is shown here how a Time Domain Random Walk (TDRW) method can be inverted by deriving the sensitivities analytically. The calculations are very rapid and provide a precise evaluation of the descent directions followed by a Gauss–Newton optimizer. The method handles advection–dispersion + retention by matrix diffusion or sorption with first-order kinetics and proves its worth in all cases. Since analytical sensitivities are available, calculations are rigorous and allow discussing the inversion feasibility, the accuracy of the sought parameters, according to the predominant mechanism involved in the transport scenario.     

Fast segmentation algorithms for long hydrometeorological time series

A time series with natural or artificially created inhomogeneities can be segmented into parts with different statistical characteristics. In this study, three algorithms are presented for time series segmentation; the first is based on dynamic programming and the second and the third—the latter being an improved version of the former—are based on the branch‐and‐bound approach. The algorithms divide the time series into segments using the first order statistical moment (average). Tested on real world time series of several hundred or even over a thousand terms the algorithms perform segmentation satisfactorily and fast. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.