The second order characteristic condition for plastic flow

In this paper the second order characteristic (discontinuous bifurcation) condition is derived for the granular flow (fully plastic) equations. This second order bifurcation equation is shown to be formally identical to the first order localization requirement during steady elastoplastic deformation provided the elastic compliance tensor is substituted for the product of the plastic multiplier with the flow Hessian. For isotropic yield and flow functions the invariant form of the characteristic condition is given in detail, as well as an alternative expression in adapted co‐ordinates. The characteristic condition can be regarded as defining a hardening function which is maximized to identify the critical angles. When the method is applied to 3D Coulomb flow, Mohr's 3D fracture plane conditions are obtained uniquely. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

△T球体异常的三元解释法

在△Ｔ异常解释课题中，一个新的角度参量─—视磁化特征角的拟定，最大限度地简化了球体磁场表达式。从而才有可能通过特殊解法，给出了球体磁场的极值与拐点公式。作者据此建立了四种不受正常场制约、仅需异常的局部持征曲线即可全面解释三度异常的解释方法。屏障分解、叠加判别、三元迭代的设计，为解释三度体叠加异常给出了简单而易行的途径。     

一种台风海面非对称风场的构造方法

针对台风数值预报中由于采用对称模型而导致预报误差的现实，通过引入非对称分布的台风最大风速、最大风速半径等因子，在得到台风报告中7级风和10级风的半径的基础上，利用最佳权系数方案来得到非对称的台风外围风速分布因子，从而对Chan and Williams 1987年提出的切向风廓线方案进行改造，进而得到了台风海面非对称风场的计算式。检验表明，该方法能够描述台风海面风场的非对称分布，具有较好的应用前景。     

伊犁地块北缘早志留世辉绿岩脉岩石成因与构造启示: 年代学与地球化学制约

伊犁地块北缘发育新元古代、石炭纪等多期基性岩脉, 记录了区域构造体制转换过程的重要信息。本文报道了在伊犁地块北缘温泉县乌斯图一带出露的前寒武纪变质岩系中新识别出早志留世辉绿岩脉及其围岩锆石U-Pb年龄与Hf同位素、岩石地球化学及全岩Sr-Nd同位素组成, 并探讨了岩石成因及其构造意义。辉绿岩锆石U-Pb年龄为442±7Ma, 形成于早志留世; 围岩(淡色花岗岩)锆石U-Pb年龄为901±3Ma, 形成于新元古代早期。辉绿岩样品具有较高的Fe₂O₃^T(8.34%~9.81%)、全碱含量(K₂O+Na₂O=5.72%~6.86%)和较低的MgO (3.69%~4.38%)和TiO₂ (1.69%~2.00%)含量, 属于高钾钙碱性系列岩石。岩石富集大离子亲石元素(LILEs, 如Rb、Th、U、K), 亏损高场强元素(HFSEs, 如Nb、Ta、Ti), 具有较低的Nb/Th比值(0.13~1.16)、Nb/La比值(0.42~0.45)及较高的Zr/Hf比值(39.6~42.2), 锆石ε_Hf(t)值介于+3.0~+9.1, 全岩ε_Nd(t)值介于+1.9~+3.6, 暗示其来源于受俯冲流体改造的岩石圈地幔, 源区岩石主要为尖晶石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩。同时, 岩石具有较低的Mg^#值(49.6~52.5)和Cr(39.8×10^-6)、Ni(17.1×10^-6)含量, 表明岩浆的演化过程中经历了镁铁质矿物的分离结晶, 受地壳混染作用不明显。岩石Zr(212×10^-6~242×10^-6)、Hf(5.16×10^-6~6.02×10^-6)、Nb(6.69×10^-6~9.24×10^-6)、Ta(0.60×10^-6~0.81×10^-6)元素含量及Zr/Y(5.21~6.82)、Hf/Th(0.69~0.91)比值等指示辉绿岩脉形成于伸展环境, 可能与奥陶纪末阿克陶-温泉微地块拼贴到伊犁地块后诱发的俯冲板片角度变化或构造体制转换而导致的伸展构造背景有关。

     

基于离散元方法的落石碰撞破碎研究

落石是山区公路边坡常见的地质灾害。落石撞击破碎是落石灾害中常见的现象,落石破碎致使运动轨迹改变往往会增大落石的危害性,但其通常未被考虑到落石的防护设计中。因此,落石破碎机理的研究对落石防护措施设计有重要的指导意义。本文运用离散元方法（离散元开源软件Esys-Particle）模拟落石铅直撞击地面的过程。在模型中,落石由大量的颗粒组成,并且相邻的颗粒由可断裂的黏结材料黏接;地面由一层固定的颗粒组成,从而模拟地面的摩擦、弹性变形性质。模型模拟出落石反弹、破碎和粉碎等过程,分析黏结材料的杨氏模量、颗粒间凝聚力和内摩擦角对落石撞击地面过程的影响,得出落石撞击过程中破坏率和动能的变化过程。研究发现：当杨氏模量和凝聚力的比值较小时,落石将会发生反弹;当杨氏模量和凝聚力的比值增大到一定程度时,落石将会破碎成不同大小的块体;当杨氏模量和凝聚力的比值超过一定限度时,落石将会破碎成非常细小的块体;内摩擦角的变化对撞击过程影响非常小。     

Extensional Setting of Hainan Island in Mesoproterozoic: Evidence from Granitic Intrusions in the Baoban Group

The Mesoproterozoic Baoban Group is the oldest basement in Hainan Island and has played an important role in Columbia (Nuna) supercontinent reconstructions. The Mesoproterozoic granitic intrusions in the Baoban Group are the most widely-exposed Precambrian magmatic rocks and are the key to understanding the tectonic settings of Hainan Island and its relationship with the South China Block and the Columbia supercontinent. New LA-ICP-MS zircon U-Pb dating on three mylonitic granite samples from the Tuwaishan and Baoban areas yield ages ranging from 1447 Ma to 1437 Ma, representing the absolute timing of the emplacement of the granitic intrusions. Combined with previously published geochronological data for rocks from the Baoban Group and regional mafic intrusions, it is concluded that the Baoban Group formed at 1460–1430 Ma, coeval with the emplacement of the granitic and mafic intrusions. New in-situ zircon Lu-Hf isotope analyses for the three mylonitic granite samples yielded positive εHf(t) values, ranging from +0.49 to +8.27, with model ages (TCDM) ranging from 2181 Ma to 1687 Ma, suggesting that the granitic intrusions originated from a mixed source of Paleoproterozoic crust with juvenile crust. New zircon trace element data show characteristics of high Th/U values of 0.24–1.50, steep slopes from LREE to HREE and negative Pr, Eu anomalies with positive Ce, Sm anomalies, representing typical magmatic zircons formed in continental crust. Compared with available magmatic and detrital zircon ages from Precambrian rocks in the Cathaysia Block, Yangtze Block and western Laurentia, it is inferred that Hainan Island was separated from both the Cathaysia Block and the Yangtze Block, instead being connected with western Laurentia in the Columbia supercontinent. Considering the decreasing tendency of basin deposition time along the western margin of Laurentia, it is proposed that Hainan Island was located to the north or northwest of the Belt-Purcell Supergroup, along the western margin of Laurentia, during the breakup of the Columbia supercontinent.     

植被高光谱特征分析及其病害信息提取研究

高光谱(hyperspectral)遥感是20世纪末地球观测系统中最重要的技术突破之一。根据植被高光谱数据的植被冠层光谱反射特征和诊断性光谱吸收特征,利用光谱连续统去除法,探讨光谱一阶微分反射比(FDR)和从连续统去除的光谱吸收特征中获得的波段深度(BD)、连续统去除后微分反射比(CRDR)、波段深度比(BDR)和归一化波段深度指数(NBDI)等光谱特征参量。结合多时相的条锈病小麦PHI航空高光谱影像,分析条锈病对小麦光谱的影响及其光谱特征,并运用光谱特征参量和波谱角制图(SAM)技术监测和识别小麦条锈病。     

库岸边坡倾角及水位变化对红土型库岸稳定性影响研究

水库库岸失稳对水库安全运行有重大影响。采用土工试验和干湿循环试验,结合数值计算及理论分析,研究红土型库岸边坡倾角和库水位升降与库岸稳定性的关系。结果表明:(1)在一定初始干密度条件下,红土抗剪强度随水位升降循环次数增加而非线性减小,且在水位升降循环约10次时趋于稳定。(2)在一定水位升降速率、升降幅度和升降循环次数条件下,红土型库岸稳定安全系数随库岸边坡倾角的增加总体上呈减小的趋势,且在边坡倾角为50°左右存在稳定安全系数极小值。(3)在一定水位升降循环次数条件下,水位上升到坡高的60%左右为上升阶段的相对危险区域,且水位上升速率对库岸稳定安全系数影响很小;水位下降至坡高的70%左右为库水位下降阶段的相对危险区域,且水位下降速率越大,库岸稳定安全系数越小。(4)针对一定初始干密度,库岸稳定安全系数先随水位升降循环次数的增加而减小,但在水位升降循环次数约10次后逐渐趋于稳定。库岸岩土体性质及库岸边坡倾角、水位变化都会对库岸稳定产生影响。     

三杯风速传感器非水平风场测量性能

为解决三杯风速传感器在计量检定条件下与观测场景中环境差异所导致的测量数据误差,致力于研究空气流速计量标准在量值传递过程中的真实性、准确性和一致性,为新一代三杯风速传感器作为计量器具的新产品型式评价提供思路和参考指标,依据杯式测风仪测量方法与自动气象站风速风向传感器检定规程,并在实验中加入了主体由角度编码器构成的自动化转盘系统,设计了三杯风速传感器在非水平风场内测量性能水平实验。通过调整三杯风速传感器在风洞试验段内的倾斜角度,模拟其在自然界非水平风场中的测量状态,同步采集风洞的标准指示风速、三杯风速传感器的实测风速以及其相应的倾斜角度,计算示值误差,利用方差分析、趋势分析、相关性分析和线性回归分析等统计方法,对不同倾斜角度下三杯风速传感器示值误差进行研究,得出了三杯风速传感器在风洞试验段内的示值误差与实测风速和倾斜角度之间的相关关系,提出了三杯风速传感器在非水平风场下的测量性能指标。研究了三杯风速传感器在非水平风场中实测风速与标准风速和倾斜角度的回归关系,提出了三杯风速传感器在计量环境下非水平风场中数据的量值传递修正算法。     

西昆仑造山带中带提热艾力组沉积环境及物源区构造背景

西昆仑造山带中带上石炭统提热艾力组为一套浅变质碎屑岩沉积,四周被三叠纪岩浆岩所包围,研究其沉积环境及物源特征对揭示该区构造背景具有重要的意义。通过野外详细的剖面测制、沉积相标志的观察,结合室内岩矿鉴定和地球化学等综合分析,揭示该套碎屑岩具典型的鲍马序列结构特征,岩性成分成熟度低,主要为一套近物源的斜坡重力流沉积,其物源区较为复杂,主要为切割岩浆弧、过渡岩浆弧和再旋回造山带,源区构造环境为大陆岛弧及活动大陆边缘,表现出活动大陆边缘弧后盆地的沉积特点。