湖泊沉积物C4植物含量重建方法的讨论——以新生代柴达木盆地大红沟剖面为例

当前气候变暖是一个全球面临的重大问题,它对人类赖以生存的植被生态系统造成的影响已经在全球各地逐步显现出来。为了深入了解植物生态系统对环境和气候变化的响应机制,我们需要更好地借鉴地质历史时期气候环境和植物协同演化的重要事件。C₄植物作为陆地生产力较强的植物,在植物生态演化中占举足轻重的地位。目前研究表明C₄植物可能最晚起源于始新世-渐新世之交,但从它早期起源到随后在生态系统中的大规模扩张时间间隔长达20多个百万年。是什么因素导致了C₄植物的起源和扩张是一个悬而未决的重要问题,需要开展大量的调查研究来评估和重建C₄植物在过去生态系统中的相对生物量变化。重建C₄植物的含量目前主要的方法是建立在C₃/C₄植物碳同位素和植物内部结构形态差异基础之上。最常运用的研究材料包括(古)土壤有机质、成壤碳酸盐、陆地食草动物体组织、沉积物生物标志物、孢粉、植硅体等。这些方法在重建现代以及地质历史时期C₄植物相对生物量变化的研究中发挥了重要作用,但同时也存在很多无法避免的问题。本文介绍了C₄植物起源和扩张机制的主流观点以及不同研究材料的碳同位素所推算C₄植物生物量的基本原理,并以柴达木盆地大红沟剖面为例,针对新生代湖泊沉积物中陆生高等植物的长链正构烷烃特征和单体烃碳同位素的研究结果,详细讨论C₄植物含量重建的方法与缺点,为探讨C₄植物起源、演化及控制因素提供参考。我们通过分析前人研究的大红沟剖面长链正构烷烃及单体烃 δ¹³C_alk 值特征,推测在30~24 Ma、20~17 Ma和13~7 Ma期间δ¹³C_alk值显示相对正偏的原因,可能是干旱和C₄植物在当地生态系统中出现的双重因素叠加造成的。但这一推断还需要借助于新的研究方法,即单颗粒孢粉碳同位素的方法来提供C₄植物的确凿证据。     

基于黏聚单元法计算分析海洋平台锥形立柱冰载荷

基于非线性有限元分析方法和LS-DYNA计算软件,使用黏聚单元法建立层冰的数值模型,并进行了层冰与锥形立柱相互作用的数值模拟,研究抗冰锥角、冰厚等参数对立柱所受冰载荷的影响。模拟结果与实测和试验结果吻合良好。研究结果表明:使用黏聚单元法建立的层冰模型可以较好地模拟出层冰的破碎和堆积过程,冰载荷计算结果与ISO冰力标准结果以及离散单元法计算结果吻合较好;锥形立柱的抗冰锥角大小对冰载荷影响明显,随着锥角增大,水平方向的最大冰力增大而竖直方向上最大冰力减小;锥形结构改变了碰撞过程中层冰的破坏形式;结构物所受冰力大小与层冰厚度呈正相关,且增加速度接近线性。     

锥角对锥体结构抗冰性能影响的离散元分析

在寒区海洋工程中,锥体海洋结构的尺寸参数对其破冰性能具有重要影响。采用具有黏结-破碎功能的离散元方法模拟海冰与锥体结构的相互作用过程中海冰的破坏模式及冰载荷分析。该离散元方法的计算参数通过与渤海油气平台的实测数据对比进行了可靠性验证。在此基础上,当设计海域的潮差固定时,对不同锥角下风电单桩锥体结构的冰载荷和海冰破坏模式进行了离散元分析。计算结果表明:锥体冰载荷随锥角的增大而增大,海冰的平均断裂长度则随锥角的增大而减小;当锥角小于70°时海冰的破碎模式主要为弯曲破坏,而当锥角大于70°时海冰破坏模式则主要为挤压破碎。以上研究结果可为冰区海上风电单桩结构的抗冰锥设计提供参考。     

纵横加筋圆锥壳振动特性多变量分析

为了全面掌握纵横加筋圆锥壳结构参数与其振动特性之间的关系,采用有限元软件ANSYS对纵横加筋圆锥壳进行参数化建模,并基于设计变量全组合数据,采用相关性分析、主效应分析和主成分分析方法,对纵横加筋圆锥壳结构参数与结构第一阶总体弯曲模态频率、激励力处的加速度响应总级以及结构质量之间的关系进行研究,得到了各结构参数与目标量之间关系的定量描述。为正确理解纵横加筋圆锥壳结构参数与振动特征量之间的关系提供了数据支撑,同时为此类结构的工程设计提供了参考依据。     

齿形滑环组合密封的摩擦力矩计算

利用ABAQUS有限元软件对齿形滑环组合密封件进行建模仿真,采用网格重划技术保证仿真结果收敛,得到不同介质压力下的动密封接触面的压力分布曲线,并且进行二次多项式拟合计算得到齿形滑环组合密封的摩擦力矩理论计算值。通过搭建动密封测试平台,实际测试不同介质压力下齿形滑环组合密封的密封效果,并且得到摩擦力矩的实验值,结果摩擦力矩理论值和实验值基本吻合。结果表明:齿形滑环组合密封效果良好,摩擦力矩的理论计算基本正确,该密封的摩擦力矩与介质压力之间基本呈线性关系。     

Statistical classification of macroscopic folds as cylindrical, circular conical, or elliptical conical

A folded surface can be represented by the orientation of normals to the surface measured at several locations. When plotted on the unit sphere, the pattern of normals determines the type of fold. Poles from a cylindrical fold give a great circle on the unit sphere, whereas poles of a circular conical fold give a small circle, and poles from an elliptical conical fold give the projection of an ellipse onto the surface of the sphere. Several statistical tests that appear in the literature for classifying folds are discussed and compared. All but one of the tests use quantities obtained from an iterative least-squares procedure that fits the appropriate curve on the sphere. The classification procedure is illustrated with folds from the Canadian Rocky Mountains and uses for examples a cylindrical fold and a circular conical fold from the Smoky River coal field near Grande Cache, Alberta, and an elliptical conical fold near Jasper, Alberta. This methodology has resulted in new coal reserves in the Grande Cache area.This paper was presented at Emerging Concepts, MGUS-87 Conference, Redwood City, California, 13–15 April 1987.     

滇中地区大龙口组微亮晶(臼齿)碳酸盐岩研究

运用多种技术方法,如电子探针、扫描电镜、电子显微镜等,对滇中地区大龙口组中的微亮晶碳酸盐岩进行了宏观、微观、成岩作用和成因分析。研究表明,大龙口组中的微亮晶以3种形式存在于底基质中:呈散乱的微亮晶颗粒分散于底基质中,呈等粒微亮晶集合体分布于臼齿构造条带内,或呈鲕粒、内碎屑或藻团块的胶结物形式存在。臼齿构造内部的微亮晶并不是完全致密状排列的,晶间有石膏充填,电子探针分析结果表明其含有Ca、Si、Al、Ti,为晚期成岩阶段晶间水中析出的产物。藻叠层石与臼齿构造出现共生的现象表明,臼齿构造可能与藻类存在某种成因联系,微亮晶集合体作为藻屑或鲕粒的胶结物出现,显示高能动荡水体中生物化学作用和水动力化学作用的结果。文中同时解释了中间宽、两端尖细的臼齿构造的成因,分叉的次级臼齿构造是应力降低的结果,受岩石的非均质性和各向异性的影响。对臼齿构造的成因分析表明,母岩中的有机质被埋藏后经细菌分解产生生物气造成局部高压环境,当超过临界压力时岩石就破裂产生裂隙,而后裂隙中充填的溶液快速结晶成岩,使压力转移而在另一部位聚集高压,然后重复上一过程,从而使岩石中出现密集的臼齿构造,直到与围岩压力平衡为止。     

广东河源盆地晚白垩世霸王龙类牙齿化石的发现及其意义

河源盆地晚白垩世东源组发现的霸王龙类牙齿化石估计长度大于10cm。从其大小和形态判断,应为霸王龙类的牙齿。牙齿保存部分稍微弯曲,中部横截面呈微弱的D形。牙齿的釉质非常薄,釉质脱落后暴露出的牙齿部分显示出明显的纵向条纹。牙齿的牙本质厚度在不同方向上变化较大,且牙本质具有明显的分层现象。该牙齿化石的发现,为以后在该地区晚白垩世地层中发现霸王龙类骨骼化石提供确凿的依据。     

锥体导管架海洋平台冰激振动的DEM-FEM耦合分析及高性能算法

在寒区海域,冰荷载是影响海洋平台安全运行的主要环境荷载之一,由其引起的冰激振动给平台结构及其上部设备带来了严重危害。为分析不同冰况下平台的振动响应,本文建立了导管架海洋平台冰激振动的离散元（DEM）-有限元（FEM）耦合模型。采用具有黏接-破碎性能的等粒径球体离散单元对海冰的破碎特性进行模拟,通过由梁单元构建的海洋平台有限元模型获得结构的振动响应。在离散元与有限元的接触区域中实现了两个模型间计算参数的传递。为提高该耦合模型的计算效率和规模,发展了基于动力子结构方法的DEM-FEM耦合模型。为验证该耦合模型的有效性和可行性,将不同冰况下得到的冰荷载与ISO19906和JTS 144-1-2010标准进行了对比。结果表明,计算得到的冰荷载与标准相近,且冰厚与冰荷载呈二次非线性关系。同时,从冰速和冰厚两方面对比了渤海四桩腿JZ20-2 MUQ锥体导管架平台冰激振动加速度的数值结果和现场实测数据,发现冰速与振动加速度呈线性关系,冰厚与振动加速度呈二次非线性关系,并且振动加速度与冰速和冰厚平方的乘积呈线性关系。