湿球温度计算方法及序列连续性研究

湿球温度是许多大型工程设计的重要参数,是影响工程安全、投资成本和运营效益的关键因子。停止观测后,寻求合理的湿球温度计算方法及对其的连续性研究迫在眉睫。文章选取牛顿迭代法和最优逼近法,基于江苏省70台站1991—2001、2004年(及13站长年代——近40年)的观测数据检验两种方法的估算偏差及探讨资料的连续性应用。最优逼近法的计算精度高,离散度低,与湿球温度的观测记录吻合好(90.8%~100%),显著优于牛顿迭代法(12.7%~20.1%),且呈现出09—20时符合率较高,日出前后符合率较低的变化特征。近40年的长年代对比分析表明,最优逼近法的计算结果稳定性好,在一定程度上可替代湿球温度的观测值,估算效果在温度高时较好,温度低时相对较弱;并且基于最优逼近法,利用百叶箱柱状干湿表数据估算的时间序列,相对长年代数据的不均一性,对湿球温度数据的连续性研究更为可靠。     

基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演及应用

可控源音频大地电磁法（CSAMT）正演具有计算耗时、精度低的特点;常规的反演方法边界处理简单,占用内存大,搜索方向也难以精准,严重影响反演效果。为了实现CSAMT快速高精度正演,改善边界处理方法以减少内存占用,优化搜索方向以减少迭代反演次数,提出基于边界约束有限内存的拟牛顿CSAMT一维反演方法。首先,在CSAMT正演中基于高斯积分与并行算法实现了一维介质模型条件下有限长导线源激发的水平电场快速高精度计算。其次,在反演方法中,分别构建了基于相对误差和绝对误差的两种目标函数,并引入光滑模型约束,采取自适应正则化策略更新正则化因子,并采用基于边界约束的有限内存拟牛顿算法（LBFGS_B算法）,实现了CSAMT一维准确快速反演。以含低、高阻薄层的多层地电模型的水平电场E_x振幅为反演数据进行直接反演和模型检验。结果表明,该方法能够反映出地层电阻率随深度变化的趋势,并对高、低阻薄层有较好的分辨能力,低阻薄层分辨效果更佳。实际CSAMT资料的反演剖面的分辨率优于常规的连续介质反演方法,地质效果明显,表明该方法具有良好的应用前景。     

非牛顿多方渗流方程的全局和爆破解

本文主要研究一个具非局部源和加权非局部边界条件的非牛顿多方渗流方程的正解的全局存在和爆破。首先证明本文的主要工具-弱比较原理,然后通过构造各种上下解来讨论解的行为,并得到了方程解的全局存在和爆破的充分条件。     

现代海浪功率谱估计的改进算法

海浪谱是随机海浪的一个重要统计性质,它不仅包含着海浪的二阶信息,而且还直接给出了海浪组成波能量相对于频率和方向的分布。谱方法已经成为研究海浪及其有关问题的有力工具。文中主要参照现代谱估计中的THREE谱估计方法,对基于Kullback-Leibler度量的随机信号的功率谱估计方法中优化参数的求解算法进行了改进,并与基于Hellinger度量的谱估计方法进行了比较。通过数值模拟和谱分析证实基于这两种度量的功率谱估计算法都能有效地避免谱线分裂和谱峰偏移现象。     

裂变径迹方法约束的塘古兹巴斯坳陷中-新生代热演化史——来自青藏高原构造运动的响应

塘古兹巴斯坳陷中生代地层缺失严重,中生代以来的构造发育、隆升过程,是该区构造-沉积演化的难点。裂变径迹低温热年代学技术是近年来用于沉积盆地热史研究的新技术,在地质热事件定年、地质体热演化历史、构造区隆升与剥蚀等方面应用十分广泛,在确定隆升过程及热历史上有其独到的优越性。本文通过塘参1井钻井岩心样品的裂变径迹实验和热演化史模拟,结合地层发育情况,揭示了塘古兹巴斯坳陷中-新生代存在5个冷却抬升-增温沉降旋回,即248~240Ma(早-中三叠世)、199~120Ma(三叠纪末-早白垩世)、72~55Ma(晚白垩世-古新世)、24~15Ma(晚渐新世-早中新世)和7.4~2.2Ma(中新世晚期-上新世)等5个抬升冷却期,期间为沉降沉积期。此5个冷却阶段的平均冷却速率的变化具有先增后降的过程,从三叠纪至中新世期,平均冷却速率逐渐增大;在早中新世达到最大为4.22℃/Myr;晚中新世至今,平均冷却速率逐渐减小。反映了中-新生代以来隆升最快的时期为喜马拉雅中期(24~15Ma)。持续最长时间的抬升表现在侏罗纪-早白垩世中期,塘古兹巴斯坳陷处于前缘隆起,未接受沉积,并使中上三叠统沉积地层遭受剥蚀。且塘古兹巴斯坳陷中古生代及晚古生代早期沉积地层,在早-中三叠世前经历了较高的古地温,致使磷灰石样品发生完全退火,锆石样品部分退火,不同于相邻的巴楚地区。塘古兹巴斯坳陷热演化过程中冷却(抬升)及增温(沉降)事件的发生时期,与古特提斯、新特提斯闭合及印度-亚洲碰撞的关键时刻相吻合,可作为青藏高原多阶段构造运动的响应。     

稀有金属伟晶岩过度冷却与侵位之关系——基于野外地质观察及年代学的思考

稀有金属伟晶岩的结晶过程是认识其成矿作用的重要方面.前人利用冷却模型所推测出的侵入变质围岩的伟晶岩冷却时间为几天至几千年,但对侵位于花岗岩中伟晶岩的结晶过程缺乏相关研究.基于此,对新疆大喀拉苏及镜儿泉地区稀有金属伟晶岩的野外地质观察及年代学研究显示,两处伟晶岩的侵位模式不同,侵位时花岗岩围岩的温度有别.大喀拉苏1号伟晶...     

海水利用大有可为：浅谈海水在青岛碱业股份有限公司的应用

青岛碱业股份有限公司利用厂区近海地理优势,结合氨碱法纯碱生产特点,在生产中广泛使用海水,并成功地解决了部分工艺过程中以海水代替自来水,使吨碱耗海水８０ｍ＾３,耗自来水仅为６ｍ＾３／ｔ,年海水用量达４０００万ｍ＾３,节约了能源,提高了自身经济效益,同时为缓解城市供水紧张状况做出了贡献。     

阿尔金山东段地质热年代学与构造演化

文中综合分析了青藏高原北缘阿尔金山东段地质热年代学和构造体系演化。阿尔金山东段从太古宙陆核发育而来,经历了元古宙稳定地台和新元古代大陆裂解阶段,形成了早古生代阿尔金洋和沟 弧 盆构造体系,发育了奥陶纪早期的板块俯冲、碰撞造山作用和奥陶纪-志留纪之交的岛弧岩浆活动(峰期年龄为443 Ma)。石炭纪洋盆闭合之后,该地区进入陆内构造发育阶段。其中,占主导地位的是以拉配泉断裂为代表的中生代伸展构造和新生代阿尔金断裂系的左行走滑断裂活动,它们分别控制了中生代两期热冷却事件和新生代地块快速抬升 冷却事件。地质热年代学年龄数据为阿尔金山东段不同时期形成的不同地块勾画了不同的热冷却历史,由此可区分不同时期不同构造事件对区域热冷却历史的影响。     

不同冷却时间对高温花岗岩可钻性实验研究

为了研究高温后花岗岩的可钻性和微观损伤变化, 同时也为了研究高温后不同冷却时间对可钻性的影响, 对高温热处理后的花岗岩冷却不同时间(2, 4, 24, 48 h), 通过可钻性实验和铸体薄片鉴定, 得到高温对花岗岩可钻性的影响规律和影响机理, 同时也得到不同冷却时间对花岗岩可钻性的影响。研究结果表明, 花岗岩在热处理不超过500℃和自然冷却2 h的约束下始终保持一个较高的可钻性级值, 在冷却4, 24, 48 h后, 高温对可钻性的影响表现为3个阶段(第一次劣化阶段、强化阶段、第二次劣化阶段)。微裂纹产生的位置及数量影响着岩石抵抗破碎的难易程度, 400℃热处理后花岗岩内部微裂纹开始显著增加, 当石英颗粒内部产生大量微裂纹时, 花岗岩的可钻性显著降低。100℃热处理后同时冷却不超过4 h会显著影响花岗岩的可钻性, 200~400℃热处理后, 花岗岩的可钻性级值会随着冷却时间(4~48 h)的继续增加显著增加, 500℃对花岗岩产生的损伤是不可恢复的, 600℃已经完全使花岗岩劣化。弄清高温和冷却时间对花岗岩可钻性的影响, 可以为干热岩资源的高效开采提供基础的理论支撑。      

Study on frost heaving characteristics of sandstone under different freezing conditions北大核心CSCD

At present,artificial freezing method has become one of the effective methods for coal mine shaft to pass through water-rich soft rock strata,which can stop the movement of groundwater and limit the deformation of surrounding rock. In order to study the frost heaving characteristics of sandstone under different freezing conditions,frost heaving tests of saturated and dry Cretaceous red sandstone samples under different freezing rates （10 ℃·h-1,5 ℃·h-1,2 ℃·h-1,1 ℃·h-1）and different confining pressures（5 MPa,10 MPa,15 MPa,20 MPa,25 MPa）were carried out by using GCTS（Geotechnical Consulting & Testing Systems）servo-controlled low temperature and high pressure triaxial rock testing system. In this paper,based on the existing theory of physical and mechanical properties of frozen soil,we studied the frost heaving law of sandstone under different freezing conditions and explored the frost heaving mechanism. The result shows that in the process of cooling,the dry rock sample always produce cold shrinkage deformation,while the saturated rock sample first produce cold shrinkage deformation,then produce frost deformation,and finally the deformation tends to be stable. The deformation of saturated rock samples is much larger than that of dry rock samples. The larger the stress level of rock samples at the same temperature is,the smaller the frost deformation is,which shows a linear negative correlation,mainly because the high confining pressure limits the volume expansion of the water phase in the pore inside the rock samples when it becomes ice. The frost deformation of rock samples is mainly affected by confining pressure and water content,while the frost heaving rate is mainly affected by cooling rate. Under this test condition,the higher the cooling rate of sandstone is,the higher the frost heaving rate is,and the relationship between them is approximately linear. For saturated rock samples,the confining pressure reduces the rock frost heaving by limiting the expansion during the phase transformation of ice water,and the temperature affects the rock frost heaving by affecting the freezing rate of pore water and the thermal expansion and cold contraction of rock skeleton. For dry rock samples,the deformation is mainly due to the volume contraction of rock mineral particles caused by thermal expansion and cold contraction effect,and the greater the temperature change,the greater the deformation. Based on the experimental results and theoretical analysis method,a calculation formula of rock frost heaving considering the influence of confining pressure was established. By calculating the frost heave of sandstone samples under different confining pressures,it is found that the calculated values are in good agreement with the experimental results. Moreover,according to the calculation formula of frost heaving,the influence factors of rock frost heaving during freezing can be divided into two categories：internal cause and external cause. The internal cause includes porosity,saturation,volume modulus of ice and rock skeleton,and the external cause includes temperature and confining pressure. For saturated rock,the frost heaving is mainly affected by factors such as confining pressure,temperature and porosity. When the saturation,porosity and freezing rate are low,the rock may only produce shrinkage deformation,because these indicators determine whether the rock produces frost heave or freeze shrinkage. The mechanism of rock frost heaving is very complicated due to the interaction and restriction between the internal and external factors and the dynamic changes of rock micro-structure and mechanical properties during the process of frost heaving. The research results can provide theoretical reference for freezing construction scheme design of deep coal seam mine construction,and also provide a theoretical basis for the study of physical and mechanical properties and engineering application of soft rock in frozen soil area. © 2022 Science Press (China).