深基坑支护结构的实用计算方法及其应用

对深基坑支护结构的受力和变形计算提出了一套系统的实用计算方法,较好地解决了基坑支护结构设计、计算的关键问题,并在广州地铁和许多重大基坑工程应用中取得了较好的效果。该方法把支护结构简化为一竖放的弹性地基梁,支撑、锚杆及岩土体用弹簧系统来代替,岩土的弹簧刚度可用岩土的变形模量来计算, 针对基坑工程施工和结构的动态特点,提出了一套系统的计算方法,其中包括考虑施工过程的增量计算法、合理确定支护结构入土深度的计算法、支撑加预应力及支撑拆除的计算方法等,并应用提出的增量法,首次较完整地对国际上著名的支护土压力Terzaghi-Peck表观土压力给出了理论解释,对岩土的变形模量提出采用承载力反算的经验方法,为岩土参数的确定提供了更简便的方法。这一系列的研究成果为深基坑支护结构的设计提供了一套新颖的实用计算方法,较好地解决了基坑支护结构中的一系列设计计算难题,已在工程实践中成功应用。     

高压旋喷技术在基坑护壁与止水工程中的应用

长沙天都大厦工程围护墙先后采用2套方案施工,实践证明,采用高压旋喷单管双液分喷法具有设备简单;投资少;操作容易,施工速度快;桩间搭接严密,固结体强度高;适用范围广等优点,尤其在处理软弱地基、基坑支护和止水工程中显示出有效性、可靠性和优越性。该方法再经进一步完善,将具广阔的推广前景。     

Weak ENSO Asymmetry Due to Weak Nonlinear Air–Sea Interaction in CMIP5 Climate Models

State-of-the-art climate models have long-standing intrinsic biases that limit their simulation and projection capabilities.Significantly weak ENSO asymmetry and weakly nonlinear air–sea interaction over the tropical Pacific was found in CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project, Phase 5) climate models compared with observation. The results suggest that a weak nonlinear air–sea interaction may play a role in the weak ENSO asymmetry. Moreover, a weak nonlinearity in air–sea interaction in the models may be associated with the biases in the mean climate—the cold biases in the equatorial central Pacific. The excessive cold tongue bias pushes the deep convection far west to the western Pacific warm pool region and suppresses its development in the central equatorial Pacific. The deep convection has difficulties in further moving to the eastern equatorial Pacific, especially during extreme El Ni o events, which confines the westerly wind anomaly to the western Pacific. This weakens the eastern Pacific El Ni o events, especially the extreme El Ni o events, and thus leads to the weakened ENSO asymmetry in climate models. An accurate mean state structure(especially a realistic cold tongue and deep convection) is critical to reproducing ENSO events in climate models. Our evaluation also revealed that ENSO statistics in CMIP5 climate models are slightly improved compared with those of CMIP3. The weak ENSO asymmetry in CMIP5 is closer to the observation. It is more evident in CMIP5 that strong ENSO activities are usually accompanied by strong ENSO asymmetry, and the diversity of ENSO amplitude is reduced.     

FLU-net：用于表征页岩储层微观孔隙的深度全卷积网络

页岩孔隙是页岩气储集的主要空间,孔隙的形状、大小、连通性与发育程度很大程度上决定了页岩储集层的储集性能,因此,页岩气开采首先需要对其孔隙有充分的认识。基于阈值分割法获取页岩孔隙结构参数是目前页岩微观结构表征的一种重要手段,但是受扫描电镜图像灰度分布差异的影响,该方法需要逐一修改图像的最佳分割阈值以达到最好的孔隙分割效果,且阈值分割方法无法直接划分孔隙类别,这给后续的页岩微观结构定量表征带来了麻烦。为了实现页岩孔隙的智能识别和分类,笔者设计基于像素级语义分割的深度全卷积神经网络FLU-net,对页岩孔隙识别并分类为有机孔、无机孔（粒内孔、粒间孔）及裂缝,并结合孔隙尺度分类统计方法,分析不同类型孔隙发育数量、孔径大小、孔隙度等参数,实现页岩储层微观孔隙结构的自动化定量表征。以重庆渝西区块足201井区和四川盆地威远地区威204井区的页岩扫描电镜图像为研究对象,在对1 600幅页岩扫描电镜图像原始数据进行人工标注并划分数据集后,使用FLU-net进行孔隙识别,结果表明,本方法具有较高的准确率,同时自动化程度和泛化能力均高于传统预测方法。因此,扫描电镜与基于深度学习的语义分割模型结合是定量研究页岩微观结构表征的有效手段。     

中国北方中新生代盆地深部砂岩铀矿成矿条件与找矿方向

受开采技术、成本和成矿理论制约,现有的砂岩型铀矿勘查主要选择在盆地边缘700m以浅的地区,对盆地深部的铀矿找矿潜力研究较少。总结中国北方重要中新生代盆地的含铀岩系、构造特征,结合近年开展的北方砂岩型铀矿深部找矿,分析了盆地深部成矿有利的沉积建造、构造与流体改造、还原条件等,指明了盆地的深部找矿潜力。同时指出,作为战略储备,当前盆地深部寻找砂岩型铀矿要优先重视2个方向:(1)在盆地边缘斜坡区,重点以发育红-黑岩系结构的含铀地层为目标,寻找与浅部成矿条件相似的深部矿床;(2)在盆地中心区,以含铀的红色岩系为重点,优先寻找延伸至盆地深部的正向构造区和砂体发育区。这些认识在松辽盆地的铀矿调查中得到验证。     

福建东南沿海第四纪盆地构造沉降

利用福建东南沿海地区城市活断层探测的研究资料,重新确认了福州、泉州和漳州盆地的断层组合与第四纪沉积。研究区内晚更新世“福州海侵”产生的炭质淤泥沉积现代高程的分析对比表明,晚更新世以来该区地壳发生不均匀隆升,而这些盆地相对于研究区内其他地区发生沉降。断层的静态位错理论研究认为,正断层深部活动引发地表的沉降,该区断裂的深部正断层活动是盆地沉降的重要因素。盆地的发展演化可划分为晚更新世以前的断陷阶段,和其间或其后的拗陷沉积阶段。     

对含厚软表层海域工程场地设计 地震动参数确定的一点建议

工程上常用的等效线性化方法在处理常见的、 含厚软表层的海域场地时, 其计算结果往往产生较大的偏异. 为了研究这些计算偏异产生的程度, 本文利用等效线性化方法对典型海域工程钻孔进行了小震、 中震和大震3种不同工况下保留和舍弃软表层情况下的土层计算. 考虑到在大震作用下, 土体可能进入大的非线性范围, 等效线性化将不再适用, 故引入了一种能更好地考虑土层大非线性效应的直接时域积分方法, 并与等效线性化方法研究结果进行了对比分析. 在此基础上, 给出了确定含厚软表层海域工程场地设计地震动参数的处理建议.     

沙南凹陷古近系中深层砂岩储层特征与岩性油气藏勘探

渤海湾盆地沙南凹陷陡坡带古近系沙河街组二段发育辫状河三角洲相砂岩储集层,该储层受构造位置、埋藏速率、古地温变化、断裂作用的影响,在不同构造区特别是中深层,其物性具有明显的差异性。笔者等利用钻井、测井、地震及分析化验等资料,对中深层砂岩储层沉积相、成岩作用及孔隙演化特征进行研究,提出优质储层的主控因素及演化规律。结果表明,研究区中深层砂岩以岩屑长石砂岩为主,孔隙以粒间溶孔、粒内溶孔为主,储层存在中孔中渗型、中孔低渗型、低孔低渗型和低孔特低渗型4类,且以中孔低渗型为主。储层孔隙总体比较发育,储层整体表现为中等孔隙度、中等渗透率,储层物性较好。对区内优质储层发育的控制因素进行研究表明,富含石英、长石的物源区母岩是区内优质储层发育的物质基础,三角洲分流河道沉积相是优质储层发育的主要沉积相类型,成岩晚期方解石胶结物经过强溶蚀作用是优质储层发育的关键因素。对中深层优质储层时空演化规律分析表明,沙南凹陷南次洼曹妃甸14- e构造区发育辫状河三角洲相砂体,且这些砂体都位于有效烃源岩内,油气运聚条件优越,所以岩性油气藏勘潜力较大。已钻井也证明了区内厚油层的存在,说明该区是沙南凹陷岩性油气藏勘探最有利场所。     

基于多尺度特征深度学习的短临降水预报

雷达回波外推是短临降水预报的一种重要方法。针对雷达回波外推中随着外推时间的增加而出现回波演变信息丢失这一问题,本文提出一种多尺度特征融合的深度学习短临降水预报模型(以下简称为MSF2)。首先,采用多尺度的卷积核对网络的浅层信息进行特征提取,弥补单一特征检测带来的不足。其次,将不同维度的特征信息进行拼接及通道混洗,进一步增强特征图通道之间的信息流通和信息表达能力。最后,将特征图中的多尺度信息进行融合,从而有效保留不同尺度的特征信息。利用华南雷达回波拼图资料数据,在3种不同降水强度（5 mm/h、10 mm/h和25 mm/h）下进行降水预报研究,并与光流法和ConvLSTM两种主流算法进行了对比。结果显示,在3种不同降水强度条件下,MSF2在所有评价指标（命中率POD、临界成功指数CSI、误报率FAR）中表现最优,这表明引入多尺度机制能改善模型的特征提取能力。相比于目前主流的光流法和ConvLSTM,本文提出的模型对于短临降水预报具有较好的适用性和较高的预报精度,而且实现了业务化运行。     

青藏高原新生代形成演化的整合模型——来自火成岩的约束

深部过程是青藏高原演化的主导因素,其他地质过程都可以看作是对深部过程的响应。因此,一个构造旋回(阶段)的地球动力学事件链可以概括为深部地质过程—幔源岩浆活动—壳源岩浆活动—陆壳增厚—地表隆升—表层剥蚀与沉积,其中幔源岩浆活动的研究成为追索青藏高原演化历史的关键环节。据此,青藏高原演化的关键性时间坐标为80、45、27、17、9和4Ma。青藏高原新生代火成岩具有三种展布形式:与雅鲁藏布缝合带平行的岩浆带、沿深大断裂展布的岩浆带和藏北离散性岩浆分布区,它们分别受控于大陆碰撞、大规模走滑和岩石圈拆沉构造体制,且都受控于印度—亚洲软流圈汇聚过程。据此,文中提出了一个描述青藏高原演化的整合模型:南北向地幔对流汇聚控制了岩石圈块体的相对运动,并最终导致印度—亚洲大陆的碰撞和沿碰撞带的大规模岩浆活动;碰撞之初(白垩纪末期),大陆岩石圈块体的刚性属性有利于应力的远程传递和块体旋转,沿块体边界分布的大型走滑断裂控制了岩浆活动的发生;随着挤压过程的持续进行,岩石圈块体的受热和变形,高原岩石圈的重力不稳定性增加,最终导致拆沉作用和软流圈物质的大规模上涌以及藏北高原的离散性岩浆活动。在高原演化中,岩石圈拆沉作用具有重要意义,许多地质事件的发生都与此有关。同时,软流圈的汇聚还导致软流圈物质的向东挤出,并因此造成青藏高原岩石圈的向东挤出和晚新生代的伸展构造。