“Krige”空间内插技术在地理学中的应用

称为“Krige”技术的内插稀疏观测资料的随机方法是Matheron(1970年)提出的,D.R.Krige首先将这一方法应用于找矿上,因而命名于“Krige”技术。本文首先定义和说明了空间协方差曲线,基于无偏估计和最优原理导出了“Krige”内插权重系数的代数方程组,最后给出实例说明该方法如何应用到地理学和水文学中。     

铂族元素作为地球化学指示剂有关问题讨论

铂族元素在研究地球化学过程中发挥着越来越重要的示踪作用。根据铂族元素在不同圈层中的分布,可以探索地球的形成历史和地外撞击事件。根据铂族元素之间的分异性,可用来研究岩浆的部分熔融程度、岩石的形成过程以及大地构造环境的判别等。然而,多年来,由于分析手段和分析方法等的限制,对铂族元素在地质作用过程中的化学行为的认识尚欠深入,对其作为地球化学指示剂的研究还存在诸多问题,许多现象尚不能得到很好的解释。本文提出,应加强地质样品中超痕量铂族元素的高精度分析方法研究和铂族元素在地质作用过程中分异行为、分异规律的研究。     

基于Melan解的水平基床系数分析方法及工程运用

弹性地基法具有概念清晰、过程简单等优点在深基坑设计中广为运用,合理选择土体水平基床系数是弹性地基法的关键因素。以往地基水平基床系数多依靠于经验取值,一些学者也曾经尝试采用mindlin解等一些经典的弹性解来确定地基水平基床系数,但在参数的取值以及边界条件的确定方面均存在问题。根据反对称问题的特点,很好地解决了基坑开挖后的边界条件问题,使之符合弹性半空间理论,同时采用考虑应力状态和应力水平的土体参数,使得参数的选取更加符合实际情况。结合理论分析结果与应力路径试验结果,得到了与模量相关的水平基床系数计算方法。将计算得到的水平基床系数运用到杭州市地铁一号线试验段深基坑开挖工程中,并与实测结果进行比较,验证了计算方法的正确性,为杭州地铁后期设计计算、开挖施工提供了理论依据。该方法与传统弹性地基法相比,水平基床系数的取值有明确的计算方法,与连续介质有限元法相比,参数简单、计算简便、概念明确。     

黄河源区气候对径流的影响分析

根据对降水响应速度的快慢,径流又可分为直接径流和基流。基流一般定义为河川径流中来自于地下蓄水或者其他延迟水源的成分,代表地下水出流;直接径流表示对降水事件的直接响应。从这一思路出发,文中在分析降水到总径流、直接径流和基流的转化率的基础上分析了气候变化对径流的影响。研究发现,黄河源区的径流系数随降水量的增加而增大,随气温升高而降低;径流随着降水的增加而增加。20世纪90年代降水减少和气温的大幅度升高是黄河源区径流减少的重要原因。区间子流域分析表明,不同的子流域气温和降水对径流的影响不同,在吉迈以上区间,年气温比较低,气温是影响径流系数的主要因子,径流随着气温的升高而降低,降水对径流的影响比较小;在吉迈—玛曲区间,直接径流量/降水量主要受降水的影响,总径流量/降水量、基流量/降水量随降水增加而升高,随气温升高而降低。总径流和基流随降水的增加而增大,随气温的升高而减少;在玛曲—唐乃亥区间,径流系数随着降水量的增加而增加,直接径流量/降水量随气温的升高而降低,降水是径流的主要影响因素。     

二阶双系数动态亚格子应力模型

基于亥姆霍兹速度分解定理和Smagorinsky模型,提出二阶双系数动态亚格子尺度应力模型,即亚格子尺度应力是可解的应变率张量和旋转率张量的函数。应用有限差分法对此模型的控制方程进行了离散,并数值模拟得到了弯管内部的流场分布和压力分布。把雷诺数为40000的弯管流动的实验数据和此模型的模拟结果相比较,证明此模型是可行、可靠的。     

东江沙卵石河床浅滩-深潭序列水沙演变特征

东江是珠三角网河区入汇河流之一,属少沙河流,其上游浅滩-深潭序列密集分布,河床结构的演变特性尚不清晰。选取东江浅滩-深潭序列河段进行现场河床质与推移质测量,结合试验得到不同流量和坡降中水流与河床在无上游来沙补给中的互馈机理。试验结果表明：浅滩与深潭交替造成沿程平均流速不连续变化,浅滩中部在洪水流量的塑造下容易产生紊动能峰值。无上游来沙条件下,序列中粗化层的形成、破坏过程交替与循环发生,其中静态分选是主导因素且导致沿程级配不连续。流量与坡降的增大促进浅滩-深潭序列发育,同时使得深潭与浅滩的纵向长度缩短;有上游来沙条件下推移质输沙率增大,无来沙条件下输沙率减小。     

老矿区深部资源量预测的地球化学方法——以江西九江城门山铜矿深部铜资源量预测为例

老矿区面临着提高资源保障能力和保证矿山长远发展的挑战,对其深部资源量进行预测具有重要的现实意义。以江西城门山铜矿深部铜资源量的预测为例,以富Cu地质体为资源量计算对象,通过函数拟合积分和三维地质体可视化模型,探讨用面金属量积分法和三维地质体块段法进行深部铜资源量预测的原理和具体操作流程。最后尝试利用这2种方法计算第一空间(0～-500m)和预测第二空间(-500～-1000m)的资源量。结果表明：第一空间2种方法均可行,计算结果与传统的储量计算结果十分接近;第二空间资源量预测以三维地质体块段法为宜。当铜矿体边界品位指标分别为0.3%和0.2%时,三维地质体块段法预测深部资源量为57.97×104t和137.58×104t,深部铜资源量主要集中在似层状含Cu黄铁矿中(Ⅰ号矿体)。     

水溶液体系的化学平衡模型

概括了化学平衡计算的历史及特点；对在地球化学研究中常用的水溶液体系化学平衡模型作了简要的介绍；讨论了水溶液体系化学平衡模型研究的现状及今后的发展动向。     

中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征(Ⅰ):年降水特征及5～9月降水的REOF分析

此系姐妹篇文章的上篇,利用中蒙地区106站1954—2005年间的实测降水资料,使用EOF及REOF等统计方法,整体地分析了中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征。结果表明:(1)中蒙干旱区的降水分布很不均匀(我国西北区尤甚),从该区东南侧最湿的陕南向南疆盆地东端极端干旱区过渡,年雨量从922mm锐减到25mm以下,最干的托克逊仅6.9mm;蒙古国以中北部最湿,年雨量达400mm以上,到南部仅100mm左右,再到西南角仅30mm左右。(2)该区降水分布受不同尺度地形影响大,降水的年及年际变化也大。约80%的降水集中在夏半年(5～9月),南疆盆地东端干中心区的年降水相对变率最大,接近0.80,远高于蒙古国和我国其他地区,也高于全球明显增暖前。其干旱程度及降水变率居世界8大干旱区前列。(3)该区降水异常分布的局域特征明显。区内夏半年的降水异常分布常出现河东、南疆、汉中关中、北疆、蒙古国中北部、河西阿拉善,以及柴达木等7个模态。(4)过去50余年来,中蒙地区东北部的降水总体呈线性减少趋势,而西南部则呈增加趋势。     

Modified predictor-corrector solution approach for efficient discontinuous deformation analysis of jointed rock masses

The high computational costs associated with the implicit formulation of discontinuous deformation analysis (DDA) have been one of the major obstacles for its implementation to engineering problems involving jointed rock masses with large numbers of blocks. In this paper, the Newmark-based predictor-corrector solution (NPC) approach was modified to improve the performance of the original DDA solution module in modeling discontinuous problems. The equation of motion for a discrete block system is first established with emphasis on the consideration of contact constraints. A family of modified Newmark-based predictor-corrector integration (MNPC) scheme is then proposed and implemented into a unified analysis framework. Comparisons are made between the proposed approach and the widely used constant acceleration (CA) integration approach and central difference (CD) approach, regarding the stability and numerical damping features for a single-degree-of-freedom model, where the implications of the proposed approach on open-close iteration are also discussed. The validity of the proposed approach is verified by several benchmarking examples, and it is then applied to two typical problems with different numbers of blocks. The results show that the original CA approach in DDA is efficient for the simulation of quasi-static deformation of jointed rock masses, while the proposed MNPC approach leads to improved computational efficiency for dynamic analysis of large-scale jointed rock masses. The MNPC approach therefore provides an additional option for efficient DDA of jointed rock masses.