水力裂缝沟通天然裂缝活化延伸的机理研究

页岩储层中天然节理、裂缝极为发育,水力压裂产生的水力裂缝可激活天然裂缝,形成复杂的弥散性裂缝缝网,起到增渗、增产的效果;另外,天然裂缝也是页岩气储存的介质,一部分气体以游离态的形式存在于天然裂缝当中。采用数值计算方法研究水力裂缝与天然裂缝的相互作用机理,重点探讨水力裂缝沟通天然裂缝活化延伸形成缝网的机制。计算模型包括单一天然裂缝和3条天然裂缝两种情况,计算变量考虑天然裂缝与水力裂缝的逼近角、主应力差和地层的弹性参数。研究表明:（1）随着逼近角的不同,地层的破裂应力存在一定的差异,逼近角为90°时,地层破裂所需要的临界水压最大,且地层的破裂应力随着主应力差的增大而减小;（2）无论是单一或3条天然裂缝,水力裂缝沟通天然裂缝活化后,分支裂缝的延伸方向基本恢复至与最大水平主应力平行的方向,当逼近角为90°时,裂缝的滑移量最大,激活效果最佳;（3）逼近角为90°时,天然裂缝尖端处容易出现水力裂缝双转向现象,更有利于形成复杂的裂缝网络,并且此时单元破裂数量最大,压裂效果最好;（4）随地层弹性模量的增大或泊松比的减小,激活天然裂缝的临界水压减小,说明储层的弹性属性会影响缝网的形成,在高弹性模量、低泊松比的脆性地层中射孔时会收到较理想的压裂效果。     

地铁深基坑施工扰动下邻近管线安全评价及保护措施

为研究深基坑施工对邻近管线影响程度,判断其安全度,并提出保护措施,以厦门地铁1号线某车站深基坑为依托,考虑土体小应变、地层不均匀分布及土-管线刚度差异等特性,建立三维有限元模型,并以管线沉降的实测值与计算值进行对比,验证计算方法的合理性,在此基础上,分别研究不同材质、直径的管线在基坑开挖过程的变形及内力,对不安全的管线提出不同保护方案,通过数值模拟选择最优保护方案。研究表明:管线的变形和轴力变化受基坑施工三维时空效应的影响显著,最大变形部位与地形最大变形区域一致;以管线允许转角、最大拉力的安全控制标准值为依据,判断DN1000的混凝土给水管处于不安全状态,最后采用的保护方案为:全长管线四周进行2 m×2 m的注浆加固,同时在主要沉降段的管线两侧打入各两排预制管桩。     

基于光纤光栅的土体含水率快速测定试验研究

土体含水率与其强度、变形和渗透特性密切相关。快速测定原位土体的含水率是地基基础工程中的一个重要课题。针对现有测量方法在实时性等方面的不足,本文首次提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）技术快速测定土体含水率的方法。该方法利用落球对埋设在砂土中的FBG应变传感器施加冲击荷载,获得传感器在冲击过程中的应变状态及其变化规律,在此基础上提出了峰值应变的概念;通过控制变量法,对不同含水率的砂土进行多组室内试验。试验结果表明:峰值应变随着含水率的增加而近似线性减小,因此可通过经验方程估算出土体含水率。最后分析了该方法中可能的误差来源及减小误差的方法。     

云南因民铜矿床构造沉积环境及成矿机制研究

因民铜矿床是云南省东川铜矿田中一个重要的矿床,发育有两种矿化类型,分别为赋存于因民组中的稀矿山式铜铁矿体以及赋存于落雪组地层中的东川式铜矿体。文中采用主、微量元素地球化学方法并结合相关热力学计算,探讨含矿岩系因民组及落雪组的岩石特征、沉积环境、构造背景及其铁、铜迁移机制和富集机理。结果表明,因民组及落雪组中以白云岩、硅质白云岩为主,并含少量白云质砂岩,综合100(Fe_2O_3/SiO_2)-100(Al_2O_3/SiO_2)、Fe_2O_3/TiO_2-Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)、La-Th-Sc及Th-Co-Zr/10关系图解,指示因民组及落雪组具有大陆边缘区的沉积特点。V/Cr、V/(V+Ni)及Ce/La氧化-还原环境判别图显示,因民组及落雪组整体形成于贫氧过渡状态下的深水-半深水沉积环境。热力学计算表明,在流体迁移过程中,铁、铜主要以氯的络合物形式进行迁移,当成矿流体运移到表层与含硫碱性较还原性水体发生混合时,导致成矿体系温度、Eh和f(S_2)降低,pH值升高,铜、铁络合物发生失稳,先后生成磁铁矿、赤铁矿等氧化物以及黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等硫化物,在因民组及落雪组中分别形成稀矿山式铜铁矿体和东川式铜矿体。     

A CRPS-Based Spatial Technique for the Verification of Ensemble Precipitation Forecasts

Traditional precipitation skill scores are affected by the well-known“double penalty”problem caused by the slight spatial or temporal mismatches between forecasts and observations. The fuzzy (neighborhood) method has been proposed for deterministic simulations and shown some ability to solve this problem. The increasing resolution of ensemble forecasts of precipitation means that they now have similar problems as deterministic forecasts. We developed an ensemble precipitation verification skill score, i.e., the Spatial Continuous Ranked Probability Score (SCRPS), and used it to extend spatial verification from deterministic into ensemble forecasts. The SCRPS is a spatial technique based on the Continuous Ranked Probability Score (CRPS) and the fuzzy method. A fast binomial random variation generator was used to obtain random indexes based on the climatological mean observed frequency, which were then used in the reference score to calculate the skill score of the SCRPS. The verification results obtained using daily forecast products from the ECMWF ensemble forecasts and quantitative precipitation estimation products from the OPERA datasets during June-August 2018 shows that the spatial score is not affected by the number of ensemble forecast members and that a consistent assessment can be obtained. The score can reflect the performance of ensemble forecasts in modeling precipitation and thus can be widely used.     

The Asian Subtropical Westerly Jet Stream in CRA-40, ERA5, and CFSR Reanalysis Data:Comparative Assessment

The Asian subtropical westerly jet(AWJ) exerts crucial influences on Eurasian continent weather and climate. This paper analyzes the advantages and limitations of CRA-40, which is China's first generation 40-yr(1979–2018) global atmosphere and land reanalysis product, in describing the characteristics of AWJ, compared with the ECMWF Reanalysis version 5(ERA5) and NCEP Climate Forecast System Reanalysis(CFSR). The results show a close agreement across the three reanalyses on the whole.(1) In terms of climatology, overall differences of 200-h Pa zonal wind across the three reanalyses are within ± 0.5 m s^-1(i.e., ± 2%). Large differences with maxima of ± 2 m s^-1(±5%) appear over the Iranian Plateau and south of the Tibetan Plateau in the mid–upper troposphere in winter.(2) For seasonal cycle, the position and intensity of the AWJ centers in the three reanalyses are highly consistent, with correlation coefficient over 0.98. But there are some discrepancies in the zonal shift of the western AWJ center during the transition season.(3) On the interannual timescale, intensity of all AWJ centers varies consistently among the three reanalyses, while larger differences appear in their meridional displacement, especially in the eastern AWJ center.(4)For long-term variations, the three reanalyses all present a significant northward movement of the westerly jet axis in winter, and a southward displacement over central Asia(40°–80°E) and a northward migration over East Asia(80°–110°E) in summer. Thus, this study has provided confidence that CRA-40 has comparable performance with ERA5 and CFSR in depicting the characteristics of AWJ.     

一种盾构施工引起的地面沉降预测方法

针对盾构施工引起的地面沉降的影响因素众多、关系错综复杂,常规数学模型难以准确预测沉降量的问题,该文提出了采用主成分分析法和粒子群优化的支持向量机方法来建立预测模型。并结合工程实例将预测结果与常用的多元线性回归模型和基于Levenberg-Marquardt算法改进的BP神经网络模型(LM-BP)的预测结果做了比较。结果表明:PCA-PSO-SVM的预测结果精度较多元线性回归模型和LM-BP神经网络有很大的提高,证明了该研究方法具有一定的理论意义和参考价值。     

复杂地形地区月平均气温(混合)地理加权回归克里格插值

以地形地貌特征复杂、观测站点分布稀疏不均匀的四川省为研究区,引入地形因子（坡度和坡向）和植被指数,采用顾及空间关系非平稳性的（混合）地理加权回归克里格模型（（mixed）geographically weighted regression Kriging,（m）GWRK）进行月尺度平均气温插值方法及精度分析研究。针对不同季节和不同地区,将（m）GWRK插值结果与基于全局回归的回归克里格（regression Kriging,RK）插值结果进行对比。结果表明,RK、GWRK、mGWRK回归关系的决定系数R2分别为0.795、0.922、0.911,均方根误差分别为0.83℃、0.64℃、0.55℃,表明GWRK、mGWRK对目标变量的解释能力以及插值精度都优于RK;GWRK、mGWRK相对于RK对月平均气温插值的改进具有季节与地区差异,冬半年的改进大于夏半年,在地形地貌变化大的地区改进大于地形地貌变化小的地区。     

基于大众点评网的志愿者地理信息空间分异研究——以武汉市为例

在Web 2.0的驱动下,伴随着UGC(User Generated Content)的爆炸式增长,出现了一种新形式的地理信息——志愿者地理信息(Volunteered Geography Information,以下简称VGI)。其中点评类VGI提供了传统地理信息难以提供的商户环境、服务质量等信息,从而增强了地理信息对环境的表达能力,为消费者决策提供了重要参考。通过对大众点评网的点评信息进行分析,发现商户实体对点评信息的空间分布起着很大的制约作用,使得点评信息延续了商户不均衡的分布态势。但这种制约并不起决定性作用,点评信息仍然表现出一些区别于商户分布格局的特点。随后通过对不同价位餐馆的点评量进行分析,发现消费者更倾向对平均价格较高的餐馆进行点评,从而可能使得部分低价位的餐馆面临信息缺失的危机。     

1990—2013年南北钦防城市群土地利用时空演化特征分析

南北钦防城市群作为西部地区经济发展的重要增长极,在我国沿海经济发展格局中占有重要地位.为了正确认知南北钦防城市群土地利用变化的时空演化特征,本文采用1990、2000和2013年3期土地利用分类数据,通过分类统计、GIS空间分析方法,土地利用转移矩阵与土地利用动态度分析了1990—2013年土地利用数量变化、转移方向以及土地利用动态度区域差异特征.