基于Hoek-Brown准则的冻融循环条件下露天煤矿边坡岩体力学系数修正

在露天矿边坡稳定性计算和评价过程中,边坡稳定性评价结果与岩体力学参数的选取密切相关。而在冻融循环条件下,岩石的物理力学参数随着冻融次数的变化而变化。首先通过室内模拟的方法对粗砂岩和细砂岩进行不同次数的冻融循环试验,然后进行一系列的单轴和三轴压缩试验,得到冻融循环条件下完整粗砂岩和细砂岩的物理力学参数;基于Hoek-Brown强度准则中的爆破扰动参数D,提出冻融循环劣化参数D_f,利用修正的Hoek-Brown准则得到冻融循环条件下岩体力学参数,并分析了边坡岩体的破坏模式。结果表明:随着冻融循环次数的增加,粗砂岩和细砂岩的单轴抗压强度、弹性模量和黏聚力降低减小,内摩擦角变化较小;而岩体的单轴抗压强度、整体抗压强度、抗拉强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角均减小,这说明岩体在冻融循环环境中是不断损伤的,质量逐渐变差;随着冻融循环次数不断增加,岩体的抗剪强度劣化在不断加速,边坡的破坏形式主要为剪切破坏。修正的岩体力学参数为露天矿边坡稳定性分析提供更为准确的数据。      

微波辐射计在对流天气预报中的应用

选取2016—2018年每年4—9月份RPG-HATPRO型42通道微波辐射计观测的不稳定指数参数(K、SI、CAPE、LI)及水汽参数(IWV、LWP),研究得出各参数触发雷雨大风、短时强降水的阈值条件为K>37℃、SI<-1℃、IWV>60 kg/m~2、LWP>400 g/m~2,而LI、CAPE无法对3种天气类型进行区分。利用费舍判别分析方法,将不稳定指数参数及水汽参数作为预报因子,建立预报方程并进行检验,结果表明:二级判别方程预测对流天气的准确率为76%,可以作为预报对流天气的辅助工具;多级判别方程不能很好地区分3种天气类型,但将其作为修正后的二级判别方程使用,能提高对流天气的测中概率。     

GIS多准则的城市垃圾楼空间布局优化选址

针对城市公共设施的传统选址方法较少考虑空间维度因素的问题,该文提出了基于地理信息系统(GIS)多准则的城市公共设施选址模型,利用GIS多准则技术基于空间维度分析了城市自然环境和人文要素等综合影响下的公共设施选址方法,并以城市垃圾楼选址为例进行了实例应用。实验结果表明:该方法不仅充分考虑了城市复杂的地理环境,还深度探究了影响城市公共设施选址的综合性因素。     

武汉市城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的时空耦合关系研究

城镇用地扩张与景观生态安全格局之间存在空间上的关联性与冲突性,为探究城镇扩张适宜性与景观生态安全格局的耦合关系,本文以武汉市为例,在2001、2007和2014年3期ETM遥感影像解译的基础上,结合武汉市高程、坡度、全国第二次土地调查与变更调查数据、道路交通网络数据等构建武汉市土地利用时空数据库。从自然环境因素与区位条件因素两大方面构建城镇扩张适宜性评价指标体系,利用GIS空间分析获取武汉市城镇扩张适宜性分布特征,采用最小阻力模型(MCR)构建武汉市景观生态安全格局。从空间分布特征与时间演变特征两个维度研究城镇扩张系统与景观生态系统之间的耦合关系。     

漠河盆地西部二十二站组碎屑锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其物源意义

大兴安岭北部漠河盆地内广泛发育二十二站组,其形成时代及物质来源一直以来备受争议.本文在野外地质调查及岩相学的基础上,利用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb法测年,并结合岩石地球化学等方法,探讨了二十二站组形成时代、物源区大地构造环境及沉积物来源.测年结果显示132个测点年龄主要分布在4个群落,分别为508.3～492.3 Ma;486.9～435.5 Ma;278.3～254.2 Ma;209.5～178.1 Ma.本次获得二十二站组最小碎屑锆石年龄为178.1 Ma,并结合漠河盆地东西部碎屑锆石的年龄,综合认为二十二站组形成时代应为中晚侏罗世.地球化学分析结果显示,二十二站组砂岩的稀土元素与活动大陆边缘的稀土元素曲线吻合较好,且相对亏损高场强元素(Nb和Ta)和大离子亲石元素(Ba和Sr),相对富集高场强元素(La、Th、Zr、Hf),地球化学特征与活动大陆边缘相似.综合古流向、源区母岩分析、碎屑锆石测年分析、微量元素特征等诸多因素,本次研究认为本区二十二站组砂岩的母岩主要来源于盆地南缘广泛分布的前中生代沉积-变质基底(兴华渡口岩群、佳疙瘩组、额尔古纳河组等)及各期中酸性火成岩.     

基于优化经验模态分解和聚类分析的滑坡位移智能预测研究

针对三峡库区"阶跃式"滑坡的变形特征,提出了一种新的滑坡位移预测方法。以白水河滑坡ZG118和XD-01监测点位移数据为例,采用基于软筛分停止准则的经验模态分解(SSSC-EMD)将累计位移-时间曲线和影响因子时间序列自适应地分解为多个固有模态函数(IMF),并采用K均值(K-Means)聚类法对其进行聚类累加,得到有物理含义的位移分量(趋势性位移、周期性位移以及随机性位移)和影响因子分量(高频影响因子和低频影响因子)。使用最小二乘法对趋势性位移进行拟合预测;采用果蝇优化-最小二乘支持向量机(FOA-LSSVM)模型对周期性位移和随机性位移进行预测。将各位移分量预测值进行叠加处理,实现滑坡累计位移的预测。研究结果表明,所提出的(SSSC-EMD)-K-Means-(FOA-LSSVM)模型能够预测"阶跃式"滑坡的位移变化规律,且预测精度高于传统的支持向量机回归(SVR)、最小二乘支持向量机(LSSVM)模型;并通过改变训练集长度,进行单因素分析,发现其与预测精度之间呈正相关关系。     

陕西降水相态识别判据研究及检验

利用2003年1月至2016年12月逐日地面观测资料,统计分析了陕西延安、西安、汉中、安康等雨夹雪天气的月变化特征。选取雨雪转换季节的雨、雨夹雪和雪天气个例,对地面和高空观测数据进行统计分析,筛选雨雪相态转换的主要影响因子和判别指标;采用多元线性回归算法,分别建立各站的雨雪相态预报方程并进行检验。结果表明:延安、西安、汉中、安康4站雨雪相态的地面温度和露点温度均有明显差异,低层(925 hPa或850 hPa)温度也有明显差异,但随着高度增加其差异减小。利用陕西4站的判别指标和统计预报方程对2017年1月至2018年1月出现的雨雪天气过程进行检验,效果较好;但由于检验时间较短,结论的适用性有待进一步验证。     

华北构造区强震短期水氡异常空间图像演化及其前兆判别标志的研究

开展了水氡前兆异常参数提取方法的研究, 并以其提取的结果为输入, 对1985～2002年华北水氡异常参数分布做了全时空扫描, 继而将全部图像与华北地区构造活动性评估的数字化图像进行了叠加, 实现了水氡异常动态扫描与区域构造活动性背景的结合。 在此基础上, 1985年以来华北地区5级以上地震前的水氡短期图像演化情况做了全面分析, 提取出判别异常区的指标以及地震短期异常演化特征, 并提出了华北地区强震前水氡短期前兆的判别标志。     

我国生态城市建设的时代意义、科学理念和准则

生态城市建设是顺应世界生态潮流,促进我国城市可持续发展的必然道路,具有重大的时代意义。应树立生态城市建设是实现城市可持续发展的唯一战略选择的科学理念,明确生态城市建设的宗旨和要务,抓住城市地域空间这个关键,实施城市开放空间系统的优化。我国生态城市建设应遵循城市-区域生态系统整体优化、生态城市建设与经济社会发展相协调、社会生产力的发展推动生态城市建设、以人为本和利益公平,以及坚持区域创新等科学准则。     

磁化率和密度对中国大陆科学钻探主孔100～2000 m岩石类型的判别

为查明磁化率和密度对于中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔100~2000m岩性的响应和判别特征,利用SPSS10.0统计分析软件进行了判别分析.研究结果显示,岩石的密度和体积磁化率主要受岩性的控制.采用迫入法建立全模型,对CCSD主孔100~2000m井段岩心的岩性判别率达84.8%.其中,蛇纹石化橄榄岩、正片麻岩、副片麻岩、榴辉岩、角闪岩和退变质榴辉岩的判别率分别为100%、87.1%、89.7%、89.6%、96.7%和63.7%.该研究表明,密度和磁化率可以为超高压变质岩石的岩性鉴别和区分提供定量约束,有利于地球物理探测成果和测井资料的准确解析.同时,本文也是SPSS统计分析软件在超高压变质岩石类型判别方面的一个应用实例,对于其他岩石类型的判别分析具有借鉴意义.