液化场地桥梁群桩-土耦合体系强震反应分析

针对振动台试验,采用u-p形式控制方程表述饱和砂土的动力属性,选用土的多屈服面塑性本构模型刻画饱和砂土和黏土的力学特性,引入非线性梁-柱单元模拟桩,建立试验受控条件下液化场地群桩-土强震相互作用分析的三维有限元模型,并通过试验结果验证数值建模途径与模拟方法的正确性。以实际工程中常用的2×2群桩为例,建立桩-土-桥梁结构强震反应分析三维有限元模型。基于此,针对不同群桩基础配置对液化场地群桩-土强震相互作用影响展开具体分析。对比发现,桩的数量相同时,桩排列方向与地震波输入方向平行时比垂直时桩基受力减小5%~10%,而对场地液化情况无明显影响;相同排列形式下,三桩模型中土体出现液化的时间约比双桩模型延缓5s,桩上弯矩和剪力减小33%~38%。由此可见,桩基数量增加,桩-土体系整体刚度更大,场地抗液化性能显著,桩基对上部桥梁结构的承载性能明显增强,其安全性与可靠性更高。这对实际桥梁工程抗震设计具有一定的借鉴意义。     

模拟退火粒子群与小波的地基沉降预测应用

针对粒子群优化算法易陷入局部极小值问题,改进学习因子使其自适应调整,并与具有良好全局搜索能力的模拟退火算法结合,充分利用两种算法各自的优点,同时结合小波分析去噪,优化神经网络参数,对地基累计沉降数据进行预测,并与标准粒子群优化算法做了对比,实验表明两种方法的结合具有良好的全局和局部搜索能力,预测精度高。     

将微粒群和支持向量机用于耕地驱动因子选择的研究

结合微粒群算法(PSO)具有执行速度快、受问题维数变化影响小的优点及支持向量机算法(SVM)结构风险最小化原理,构建了基于离散二进制微粒群(BPSO)与支持向量机的耕地驱动力因子选择方法,使用特征子集中确定的特征来训练支持向量回归机,用适应度函数来评价回归机的性能,指导BPSO的搜索。实验表明,该方法能有效地提取出耕地驱动因子的特征子集,从而降低了指标的维数,保留了关键信息,以获得知识的最小表达。     

基于粒子群优化算法的最大类间方差多阈值图像分割

最大类间方差法是图像分割中一种常用的阈值分割方法,对于单阈值分割具有显著的效果,但是对于多阈值分割,计算复杂度大、耗时较多。本文将粒子群优化算法与最大类间方差法结合,提出了一种新的图像分割方法,该方法利用粒子群优化算法的寻优高效性,并由灰度图像的最大类间方差值作为适应值,搜索最优分割阈值,实现图像的多阈值分割。实验结果显示,新方法大大缩短了寻找最优阈值的时间,降低了运算复杂度,提高了图像分割速度,说明基于粒子群优化算法的图像分割算法是可行的、有效的。     

基于PSO-BP神经网络的地表下沉系数选取研究

针对BP神经网络自身收敛速度慢、容易陷入局部极小点的缺点,引入粒子群优化算法,建立地表下沉系数的PSO-BP选取模型。利用粒子群算法反复优化BP网络的权值和阈值,将其作为BP网络的初始值,并将上覆岩层岩性、开采深厚比、松散层厚度、覆岩中坚硬岩层所占比例、是否为重复采动和顶板管理方法等主要影响因素作为网络输入,进行BP算法,直至网络达到训练指标。利用实测资料数据,建立PSO-BP预计模型,并同普通BP神经网络预计结果对比。结果表明：PSO-BP神经网络不仅训练速度快,而且预测精度明显提高,该模型对地表下沉系数选取具有一定的应用价值。     

北大巴山早古生代辉绿岩地球化学特征及其地质意义

对南秦岭北大巴山地区广泛分布的一套基性岩墙群中的辉绿岩进行采样,并进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学分析。结果显示,岩石形成年龄为435~433 Ma,为早志留世晚期岩浆活动产物。这些辉绿岩具低硅、高碱、高钛的碱性岩特征。岩石微量及稀土元素具板内玄武岩特征,轻稀土元素相对富集,轻重稀土元素分异明显,富集不相容元素Ba、Nb、Ta,而K、Y、Yb相对亏损;K及Rb的负异常表明岩石源区残留角闪石或金云母,部分熔融模拟结果显示岩石起源于尖晶石角闪石岩高程度部分熔融。综合地球化学特征及前人研究结果,认为北大巴山地区在早古生代处于大规模伸展裂陷背景下,岩石圈的拉张诱发了低熔点的交代岩石圈地幔熔融,进而形成了这条碱性岩浆带。     

湘东北新元古代冷家溪群沉积岩的地球化学特征和碎屑锆石U-Pb年代学

江南造山带已被普遍接受为是由扬子陆块与华夏陆块在新元古代碰撞拼合而形成,正确理解江南造山带形成机制是探索华南前寒武纪地质演化的前提,也是深入剖析华南显生宙构造演化的重要因素,但是人们对其拼贴时限及构造属性仍存在争议.沉积岩的矿物组成及地球化学特征可以对其沉积物源及形成的构造背景起到很好的指示作用.然而,前人多聚焦于岩浆岩的地球化学－年代学研究或地层中碎屑锆石的年代学研究,江南造山带新元古代沉积物的物源示踪研究相对薄弱.针对江南造山带中段平江地区冷家溪群中段小木坪组及黄浒洞组沉积岩开展了详细的岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,结果表明,这些样品具有较高的SiO₂（58.82%~70.62%,平均为64.68%）和Al₂O₃（13.35%~20.99%,平均为16.78%）,高的Al₂O₃/（CaO+Na₂O）（3.8~12.4,平均6.6）、K₂O/Na₂O（0.95~3.20,平均1.8）、La/Sc（2.0~2.7）、Th/Sc（0.84~0.86）比值,与此同时,具有较低的CaO、MgO和Na₂O含量（分别为0.19%~2.85%、1.43%~2.13%、和1.44%~2.27%）和Co/Th（0.83~5.30）比值.同时,这些沉积岩富集轻稀土元素（LREE）,具有明显的铕负异常（Eu/Eu*=0.62~0.69）,与澳大利亚后太古代页岩（PAAS）的稀土元素配分模式相似.其中两件定年样品的碎屑锆石最小年龄峰值分别为856 Ma和860 Ma.综合前人研究成果,江南造山带冷家溪群沉积岩来自于中酸性火成物源区,并经历了快速剥蚀和较弱的风化过程,在860~830 Ma时处于活动大陆边缘的构造环境中.      

辽东半岛古元古代北辽河群浪子山组巴罗式变质带分布、变质特征及其构造意义

巴罗式递增变质带能为地壳增厚及造山作用带来全新的认识.为了解辽东半岛北辽河群浪子山组内巴罗式变质带的野外分布和变质特征,对本溪地区连山关-祁家堡巴罗式变质带进行了详细的野外调查和室内研究工作.野外填图表明,浪子山组巴罗式变质带由南向北可以分为黑云母带、石榴石带、十字石带和蓝晶石带.岩相学研究表明,蓝晶石带的蓝晶十字石榴云母片岩保存了3阶段的矿物组合:（1）进变质阶段（M₁）矿物组合为Pl+Qz+Ms+Bt+Ctd+Chl±Grt;（2）峰期变质阶段（M₂）以Ky+St+Grt+Bt+Ms+Qz+Pl+Ilm为特征;（3）退变质阶段以毛发状的矽线石（M_3-1）和变斑晶边缘或裂隙处生长的绿泥石和绢云母为特征（M_3-2）.相平衡模拟表明,蓝晶十字石榴云母片岩所经历的进变质和峰期变质温压条件分别为~440℃/~3.7 kbar,~670℃/~7.9 kbar,具有典型的顺时针P-T轨迹.变质锆石U-Pb定年结果得到蓝晶十字石榴云母片岩经历了~1.96 Ga的峰期变质作用;碎屑锆石U-Pb年龄分布于2 631~2 020 Ma,浪子山组蓝晶十字石榴云母片岩碎屑物源可能来自于太古宙基底（~2.5 Ga）和2.2~2.1 Ga的岩浆岩.结合前人研究资料表明,浪子山组巴罗式变质带所记录的P-T-t轨迹以及大量的逆冲推覆构造揭示了胶-辽-吉带在~1.96 Ga经历了与造山作用相关的地壳增厚过程.      

山东莱芜盆地碳酸盐岩热液溶蚀特征及水文地质意义

鲁中山区莱芜盆地在燕山期发生大规模岩浆侵入活动,岩浆岩体外围碳酸盐岩区分布有水源地、富水块段等岩溶发育富水区,且靠近岩体含水层多发生大理岩化。富含CO₂、H₂S等酸性成分的岩浆热液流体,能对碳酸盐岩产生明显的溶蚀作用。基于岩石样品化学组分分析、水文地质调查及数据统计分析、热液溶蚀地质点详细观测,构建热液溶蚀模式,对莱芜盆地及外围热液溶蚀特征及机理进行研究。结果表明:高温高压岩浆侵入使得接触带碳酸盐岩发生热液变质大理岩化;沿渗透性断裂、裂缝以及不整合面等运移的热液流体,对碳酸盐岩地层产生酸性热液溶蚀和混合溶蚀作用,形成不同规模溶蚀孔洞,构成地下水富集空间,为寻找城镇地下水后备水源地提供新方向。     

湘黔桂新元古代拉伸纪晚期地层年代格架对比及关键地质事件初探

湘黔桂地区发育一套完整的新元古代拉伸纪晚期地层(下江群及其相当地层),是研究扬子克拉通与华夏板块碰撞拼接后华南大陆裂谷盆地演化的重要载体。本文报道了贵州省铜仁市万山区清水江组上部、平略组底部及中部变质凝灰岩和沉凝灰岩的年龄,分别为(763.8±5.5) Ma(N=24,MSWD=0.29)、(760.2±4.1) Ma(N=25,MSWD=0.39)、(759.1±3.9) Ma(N=26,MSWD=0.38)。通过对湘黔桂地区下江群及其相当地层中已有火山岩、火山碎屑沉积岩、含凝灰质岩石年龄的系统梳理与分析研究,进一步确定下江群其及相当地层的沉积时限在822~715 Ma,桂北丹洲群三门街组玄武岩是在武陵造山后伸展背景下湘黔桂地区裂谷最大裂陷时期的产物,清水江组与平略组内大量的火山物质可能来源于江南造山带东段800~760 Ma的中酸性喷出岩。结合地层、岩性、年代特征,本文恢复了湘黔桂盆地新元古代拉伸纪晚期的演化历史,并认为该套地层符合建立下江系条件。