基于混沌时间序列的地下水位多步预测模型

利用相空间重构技术，并借助G—P算法、C-C方法和Wolf方法从宁陵地区地下水位一维时间序列中提取Lyapunov指数，结果表明此时间序列具有混沌特征。计算了宁陵地区地下水位时间序列的关联维数、时间延迟和最大Lyapunov指数，将局域加权一阶多步预测模型应用于地下水位预测。预测表明，此模型可有效应用于地下水位时间序列的多步预测。     

模糊空间分维在地震活动时空演化研究中的应用

本文把模糊分维方法应用于地震活动时空演化研究,当中.给出了强震和中强震活动模糊空间分维的确定方法,并通过计算不同小区的模糊空间分维随时间的变化曲线来研究地震活动的时空演化特征.以华北及西南地区地震活动性时空演化图象为例进行了具体分析研究.所得结果表明,大震前地震活动的模糊空间分维D_0~(2)要出现下降异常,并且大地震发生在D_0~(2)减小的地区(西南)或先减小而后达到高值(华北)的地区.     

岩石断面的分形测量及其分维的计算

在实验室内使岩石单轴压缩直至破裂,用位移传感器测量其断面高度,用显微镜观测断面切片的剖线,所得数据用尺度法计算其分维,各种岩石的不同曲线的分维在1.002—1.028之间,与野外断层主迹线分维值相同.用切岛法计算整个断面的分维约为2.05左右.有关分析和计算认为,分维的大小与岩石破裂时所受力的方向有关,与采样步长有关,而与岩石样品的大小无关.     

高密度电法的三维数据场可视化

高密度电法是重要物探方法之一,由于它具有施工快捷、分辨率高、可靠性好、图像直观等优点,已被广泛应用于寻找金属非金属矿、地下水及各类工程地质勘察等众多领域.目前,该方法在数据资料处理方面还局限在二维图像.本文结合在山西阳泉复杂采空区利用高密度电法和高精度GPS测量联合勘察的工程实例,基于WinDisp软件平台,实现了高密度电法的三维数据场可视化,构建了视电阻率参数下的三维地质体结构模型,并且可以任意移动、旋转、切片、分层显示、实时显示真实地理坐标等.该模型客观、真实、形象地反映了电性异常的三维地质结构,为高分辨率预测复杂采空区的空间分布特征提供了直观、可靠的资料.     

泥石流源区砾石土分形特征及其与渗透系数关系试验研究

以取自泥石流易发区的182个砾石土土样为基础,进行室内颗分试验,通过分形理论计算各土样的分维值,经计算发现,泥石流源区砾石土以一重分形为主,一重分形的土样占样本总数的88.46%,一重分形土样的分维值介于2.250～2.798之间;以此数据为基础配置土样,通过自制、可控的常水头试验装置进行渗透试验。试验结果表明,渗透系数k与分维值D之间有极显著的相关性,且在干密度为1.8 g/cm3时相关性最好。通过多元回归分析发现,不同密度条件下,k与D之间均有较好的幂函数关系;相同的分维值条件下土样的渗透系数随密度的增大呈减小的趋势,分维值在2.450～2.600之间时,样本的干密度 与渗透系数k之间的幂函数关系较为明显。试验结果可以为泥石流启动的临界雨量研究提供理论基础,提高已有预报模型的普适性及精度。     

扇形沉积体生长的分形几何特征分析

扇形沉积体是我国内陆及沿海地区中、新生代含油气盆地中的重要油气勘探目标,对其平面分布形态和内部结构参数特征的定量表征是油气勘探部门极为关注的问题。随着分形几何理论在沉积学领域应用的日趋广泛,使人们可从新的角度来考虑这一问题的解决方法。扇形沉积体的生长是一个复杂的非线性动力学过程,且具有分形特征。分维数的大小反映了沉积体外部形态和内部结构的复杂程度,分维数的变化幅度预示着构造和沉积背景的某些信息。将分形和混沌理论相结合,也许是实施扇形沉积体非线性动力学建模和模拟的重要途经之一。     

基于模糊聚类分析的莱州湾南岸地下水化学分布特征研究

针对莱州湾南岸咸水入侵区地下水质连续、渐变和边界模糊的特征,利用规格化变换对莱州湾南岸地下水化学组分数据进行标准化,采用夹角余弦法作为相似系数,用平方法计算传递闭包构造模糊等价矩阵进行模糊聚类分析,将莱州湾南岸地下水划分为3类并绘制其平面分区图.在此基础上,用探索性数据分析技术的箱线图分别识别各类地下水各组分的分位数、中位数、极值等数据分布情况,并结合 Radial 图绘制各类地下水各组分均值;利用基于 CA 舒卡列夫分类方法的 Piper三线图识别了各类地下水的水化学类型;最后在相关分析基础上选取代表性指标绘制等值线图,结合模糊聚类分区探讨了分区各指标的空间结构特征及内在机理.综合上述分析,定义玉区为海水入侵重点治理区,域区为海水入侵综合防范与整治区,芋区为卤水区.     

均匀土-箱基-结构相互作用体系的计算分析

采用通用有限元程序ANSYS，针对捱动台试验中的均匀土-箱基-结构试验进行了三维有限元分析，计算中土体的本构模型采用等效线性模型，利用面-面接触单元考虑土体与基础交界面的状态非线性。计算表明，基础底面和土体发生滑移，基础侧面和土体之间发生了滑移和脱离，上部结构柱顶加速度反应主要由基础转动引起的摆动分量组成，通过与试验结果的对照研究，二者得出的规律基本一致，验证了采用的计算模型与分析方法的合理性，为进一步计算研究和实际工程应用奠定了基础。     

从时间序列中提取维数信息

作者介绍了分形和分维的概念、性质和意义，重点讨论了从一维时间序列中提取维数信息的方法，并给出了一些在天气和气候中的应用。     

岩石结构分形维数与岩石压缩强度关系的探讨

运用分形几何学的理论和方法研究煤层顶板岩石的结构，发现岩石的粒度结构和孔隙结构均具有自相似性，粒度分形维数和孔隙分形维数与岩石压缩强度之间有良好的相关关系，故可以用岩石结构的分形维数定量表述岩石的压缩强度。