A hybrid discrete–finite element model for numerical simulation of geomaterials

A hybrid discrete–finite element model is introduced for simulation of mechanical behavior of geomaterials. The soil or rock is modeled as a system of discrete balls that interact through normal and shear springs. The balls can be bonded at the contact points to withstand the applied deviatoric stresses. The important feature of this model is that the confining walls that can be imagined for example as the surrounding membrane or the mold in a physical test are modeled by deformable finite elements. This allows simulation of laboratory test features more realistically compared to the situations where the surrounding walls are rigid. The relationships between micro- and macro-properties are investigated in this paper as well. These relationships and the corresponding curves are helpful tools in calibration of the numerical model for the macroscopic elastic properties.     

基于准三维有限元方法建立的地震活动模型

基于有限元方法,参照细胞自动机模型,建立了一个地震活动演化的动力学模型.在这个模型中,根据边界条件和单元介质参数的分布,利用有限元方法确定各单元的应力增长速率.每个单元设定初始应力和摩擦因数,利用破裂准则可得到单元破裂所需时间.当单元破裂后,将破裂单元作为内部边界,利用有限元方法计算由于这个单元破裂对系统其他单元造成的应力调整.根据上述规则,建立一个由30×40个节点组成,在定常位移速率边界条件作用下的地震活动模型,探讨了区域应力场的动态演化、地震活动图像和各种参数变化对地震活动的影响.结果表明该模型在研究地震活动方面有一定优势并具有实用价值.     

山东省蒙阴县常马矿区金刚石原生矿深部综合找矿模型

以矿区地质背景、含矿岩体地质特征为基础,分析了蒙阴县常马矿区金刚石原生矿的成矿地质条件,提出含矿岩体是受构造控制的金伯利岩岩体,岩体具有低电阻、低负重力场的地球物理异常等信息。在综合分析矿床成矿地质条件、磁异常、电性异常特征的基础上,初步建立了蒙阴县常马矿区金刚石原生矿矿床地质-磁法-电法综合找矿模型。     

上海市三甲医院对周边地区住房价格的空间影响效应分析

选取上海市区7家三级甲等综合性医院,运用特征价格模型和多元回归分析方法,实证分析它们对周边住宅价格的空间影响效应。研究结果显示：① 总体上,相比其他环境区位因素,三甲医院对周边住宅价格的影响程度较小,而建筑面积、物业管理费、学区房、轨道交通、建筑楼高、至 CBD 的距离等因素的影响程度较大。② 三甲综合医院对周边住宅价格产生负面影响。在相同情况下,住宅离医院距离越近,则价格越低。住宅与医院的距离每缩短50 m,住宅价格平均下浮0.602%。③ 由于三甲综合医院区位各不相同,距离CBD远近不一,对住宅价格的影响也存在空间差异。一般来说,距离CBD越近,住宅价格受医院的负面影响也越小。     

中国大陆水平地壳运动的数学模型

在获得中国区域1000个实测GPS台站速度场的基础上,利用多面函数法、滑动欧拉矢量法和滑动弹塑性模型法建立了中国大陆水平地壳运动模型,统计表明3种方法外部符合精度2～4mm/a,模型互差精度约为3mm/a。     

乡村生产空间系统演化的逻辑认知及数理表达

乡村生产空间系统健康有序运行是实施乡村振兴、营建人与自然和谐共生的物质基础和载体,精准控制系统由低级有序向高级有序发展是关键。综合社会学、哲学、系统学和地理学等多学科理论,建构乡村生产空间系统演化的逻辑认知概念模型,对其演化的逻辑起点(人地关系)、逻辑顺序(时间、空间和流三维分析)以及流驱动机理进行质性研究,探寻乡村生产空间系统演化的内在本质;借鉴耗散结构理论和熵变理论,构建乡村生产空间系统演化熵变模型并作出相关释义,为研究人地关系系统演化提供思路,以丰富和拓展乡村地理学的理论。     

幕阜山矿集区黄柏山锂铌钽矿床地质特征及找矿方向

江南造山带中段幕阜山稀有金属矿集区是我国东部重要的锂铌钽资源基地, 区域锂资源主要集中于锂辉石伟晶岩中。但此类伟晶岩常受到岩浆出溶热液的叠加作用, 导致锂不同程度的流失, 因此新鲜锂辉石伟晶岩的产出条件与精准定位, 成为区域成矿理论研究与锂资源勘查的突破重点。笔者研究团队近年来在幕阜山地区新发现的黄柏山锂铌钽矿床, 产出了区域少有的大规模新鲜锂辉石伟晶岩脉。本次研究在黄柏山矿床已开展的化探、探槽、钻探等勘查工作基础上, 系统总结了矿床的地质条件, 精确厘定其成矿时代, 初步建立了仁里-黄柏山矿田成矿模型, 并进一步指出区域找矿方向。黄柏山矿床位于幕阜山岩体西南缘, 矿床内伟晶岩总体沿片岩片理产出, 其类型主要为(白云母)钠长石伟晶岩和锂辉石钠长石伟晶岩, 稀有金属矿化组合为Be-Nb-Ta-Li, 稀有金属矿物主要为绿柱石、铌钽铁矿和锂辉石。矿床内锂辉石多为新鲜无蚀变(＞96%), 少数晶体边缘具弱蚀变或锂辉石+石英蠕虫状共生结构, 为岩浆演化晚阶段流体出溶导致的弱酸性交代所致。三种类型锂辉石的Li2O为7.72%~7.82%, 基本未发生锂的流失, 这与区域构造交汇导致容矿空间封闭性弱, 岩浆演化出溶热液第一时间运移扩散有关。黄柏山矿床稀有金属成矿作用发生在早白垩世(133.0±1.5Ma), 与幕阜山矿集区二云母花岗岩成矿阶段时限(135.8~133.0Ma)一致。本次工作通过对仁里-黄柏山矿田伟晶岩地表类型分带的重新厘定, 结合区域已有的成矿母岩及伟晶岩垂向分带研究成果, 提出黄柏山矿床、仁里矿床、深部成矿母岩三者从西至东呈现出由高至低的三维空间分布特征, 初步建立矿田"体中体"模型。该模型及稀有金属成矿作用特点显示, 矿田西南部冷家溪群与幕阜山岩体接触带区域, 尤其是高地形地区, 仍具有锂找矿潜力。     

基于银行网点布局的河南省金融网络格局及结构特征

以河南省126个县域(市区)为研究单元,运用2014年银行业的12 369个网点数据,借鉴连锁型网络模型,运用复杂网络分析工具和空间分析软件对河南省金融网络进行综合测度与结构分析。研究发现:1从金融连接度看,郑州是河南省的金融核心,洛阳是次金融核心;2金融核心具有较高的金融联系度和较强的对外金融联系,同时银行网点在空间上的布局并不完全遵循传统地理空间的行政等级制度;3在实体基础设施网络和银行网点虚拟网络共同作用下,河南省金融网络表现出了等级化和网络化的双重特征;4金融网络中,郑州—洛阳的金融连接度最高,金融连接度存在着一定程度的极化现象,并在空间上呈现出"一体两翼"的格局,且豫北的金融聚集现象较豫南明显;5河南省金融网络拓扑结构图具有较大的集聚系数和较小的平均最短路径,同时度分布在对数坐标中呈现幂律分布,说明整个网络同时具有复杂网络中的小世界网络和无标度网络结构特征。     

The simulation of LUCC based on Logistic-CA-Markov model in Qilian Mountain area,China

The Qilian mountain area was examined for using the Logistic-CA-Markov coupling model combined with GIS spatial analyst technology to research the transformation of LUCC, driving force system and simulate future tendency of variation. Results show that:(1) Woodland area decreased by 12.55%, while grassland, cultivated land, and settlement areas increased by 0.22%, 7.92%, and 0.03%, respectively, from 1986 to 2014. During the period of 1986 to 2000, forest degradation in the middle section of the mountain area decreased by 1,501.69 km~2. Vegetation cover area improved, with a net increase of grassland area of 38.12 km~2 from 2000 to 2014.(2) For constructing the system driving force, the best simulation scale was 210m×210m. Based on logistic regression analysis, the contribution(weight) of composite driving forces to land use and cover change was obtained, and the weight value was more objectively compared with AHP and MCE method.(3) In the natural scenarios, it is predicted that land use and cover distribution maps of Qilian mountain area in 2028 and 2042, and the Lee-Sallee index test was adopted. Over the next 27 years(2015–2042), farmland, woodland, grassland, settlement areas show an increasing trend, especially settlements with an obvious change of 0.56%. The area of bare land will decrease by 0.89%. Without environmental degradation, tremendous structural change of LUCC will not occur, and typical characteristic of the vertical zone of the mountain would remain. Farmland and settlement areas will increase, but only in the vicinity of Qilian and Sunan counties.     

中国第26次南极考察南大洋碳通量评估

南大洋是大气CO2的重要汇区,而近几十年来这个汇出现了明显变化并成为了研究的热点。利用中国第26次南极考察期间雪龙船绕南极航行所获得的现场碳及相关参数观测数据,分析推导出海水pCO2及其主控因子(叶绿素和水温)之间的经验关系,并结合相关卫星遥感数据建立遥感外推算法,计算南大洋50°S以南海区碳通量分布,评估该海区对大气CO2的吸收能力。计算结果表明,2009年11月从90°E到90°W(顺时针方向),50°—75°S海域为CO2输送大气的弱源,平均输入大气通量为9.482 mol·m-2·month-1,碳释放量为0.001 779 5×1015gC;2009年12月从90°W—90°E(顺时针方向),50°—75°S海域为吸收大气CO2的弱汇,平均碳通量为-12.451 mol·m-2·month-1,碳吸收量为0.026 656×1015gC。将经验关系推导至该月份的50°—75°S整个南大洋的计算中发现,2009年11月南大洋为大气CO2的源,碳释放量为0.002 789 6×1015gC;在2009年12月南大洋为大气CO2的汇,碳吸收量是-0.003 503 5×1015gC。相比之前我们所观测的结果,南大洋的碳汇吸收能力呈现明显下降。