宜兴抽水蓄能电站试验洞的反分析研究

结合江苏宜兴抽水蓄能电站地下厂房试验洞量测资料的分析,研究了成层各向异性岩体中洞室工程问题的反分析方法。采用分层均质模型进行反分析计算。计算区域的各层岩层均被分别视为均质各向同性体,初始地应力假设呈线性分布。有限元分析中,对倾斜成层的岩层、软弱夹层及断层节理等分别划分了单元,据以模拟成层岩体的各向异性特征。为使计算过程简化,对离洞室较远的岩层拟按地质资料对材料特性参数赋值,反分析计算的目标未知数为初始地应力和试验洞相邻围岩的弹性模量。结果表明,与工程实践符合较好。     

基于地震反演方法的奥陶系顶部含隔水层探测

在山西阳泉泊里矿区,太原组K₂灰岩是15号煤层上部主要的含水层,查明其富水分布特征对上下组煤层安全开采至关重要。为了准确得到K₂灰岩的富水分布区域,首先,利用常规的波阻抗反演获取精确的K₂灰岩空间展布特征。然后,结合皮尔逊相关系数法与交叉验证−逐步回归法优选出9种地震属性,构成网络的训练数据。此外,引入适合于时序数据处理且能够捕捉测井曲线前后相关性的长短期记忆神经网络(LSTM),构建智能化、多变量LSTM视电阻率预测模型,以精确地预测研究区视电阻率进而得到地层富水性分布特征。同时,分别利用常规多属性回归算法与多变量LSTM模型在井点位置建立电阻率测井曲线与地震属性井旁道之间的映射关系。最后,将井点处训练好的网络模型推广至无井区得到全区视电阻率体,根据视电阻率值的高低、矿区地质构造与陷落柱发育情况圈定灰岩富水区。实际数据的测试结果表明：与常规多属性回归算法相比,多变量LSTM模型预测误差小,与测井相关系数高,说明多变量LSTM模型可以更加精确地预测出工区视电阻率,在含煤地层的富水性预测中有较好的应用价值。\t\t\t\t

     

两种方法在地下水位估值中的应用

对于许多区域水资源问题,用数值方法进行潜水水流模拟时,需要给出每个节点上地下水位值.本文首先简单介绍了趋势面方法,然后着重阐述了泛克里格方法的基本原理及它们在地下水位估值中的应用,通过比较两种方法的计算结果可以得出泛克里格方法是进行地下水位估值的空间最优估计方法.     

上奥陶统底界全球辅助层型剖面在我国的确立

国际奥陶系分会于 1 995年在美国拉斯维加斯召开的第七届国际奥陶系大会上确立了奥陶系的三统六阶划分方案后 ,笔者等即参加了确立上奥陶统底界的国际工作组。这一工作组由 S.M.Bergstrom和 S.C.Finney为主 ,先后考察了美国亚拉巴马州的 Calera剖面 ,中国的新疆柯坪大湾沟剖面 ,中国甘肃平凉官庄剖面和瑞典 Scania的 Fagelsang剖面 ,经过五年的对比研究 ,于 2 0 0 0年确立了瑞典的Fagelsang剖面为上奥陶统底界的全球层型剖面和点位 ( GSSP) ,中国的新疆大湾沟剖面和美国的亚拉巴马的 Calera剖面为上奥陶统底界的两个全球辅助层型剖面 …     

基于遗传算法的深层搅拌桩优化设计

将遗传算法应用于深层搅拌桩优化设计中,以单位面积内深层搅拌桩的水泥用量为优化目标函数。全部约束条件均按相应规范的要求给出,并针对传统遗传算法优化设计时遇到的诸如计算量大、早熟收敛等问题,提出了相应的改进策略,利用Visual C++编制了计算程序,通过实例证明了所提优化方法的有效性。     

Global Correlations of Ocean Ridge Basalt Chemistry with Axial Depth: a New Perspective

The petrological parameters Na₈ and Fe₈, which are Na₂O andFeO contents in mid-ocean ridge basalt (MORB) melts correctedfor fractionation effects to MgO = 8 wt%, have been widely usedas indicators of the extent and pressure of mantle melting beneathocean ridges. We find that these parameters are unreliable.Fe₈ is used to compute the mantle solidus depth (P_o) and temperature(T_o), and it is the values and range of Fe₈ that have led tothe notion that mantle potential temperature variation of T_P= 250 K is required to explain the global ocean ridge systematics.This interpreted T_P = 250 K range applies to ocean ridges awayfrom ‘hotspots’. We find no convincing evidencethat calculated values for P_o, T_o, and T_P using Fe₈ have anysignificance. We correct for fractionation effect to Mg^# = 0·72,which reveals mostly signals of mantle processes because meltswith Mg^# = 0·72 are in equilibrium with mantle olivineof Fo_89·6 (vs evolved olivine of Fo_{88·1–79·6}in equilibrium with melts of Fe₈). To reveal first-order MORBchemical systematics as a function of ridge axial depth, weaverage out possible effects of spreading rate variation, local-scalemantle source heterogeneity, melting region geometry variation,and dynamic topography on regional and segment scales by usingactual sample depths, regardless of geographical location, withineach of 22 ridge depth intervals of 250 m on a global scale.These depth-interval averages give Fe₇₂ = 7·5–8·5,which would give T_P = 41 K (vs 250 K based on Fe₈) beneathglobal ocean ridges. The lack of Fe₇₂–Si₇₂ and Si₇₂–ridgedepth correlations provides no evidence that MORB melts preservepressure signatures as a function of ridge axial depth. We thusfind no convincing evidence for T_P > 50 K beneath globalocean ridges. The averages have also revealed significantcorrelations of MORB chemistry (e.g. Ti₇₂, Al₇₂, Fe₇₂,Mg₇₂, Ca₇₂, Na₇₂ and Ca₇₂/Al₇₂) with ridge axial depth. Thechemistry–depth correlation points to an intrinsic linkbetween the two. That is, the 5 km global ridge axial reliefand MORB chemistry both result from a common cause: subsolidusmantle compositional variation (vs T_P), which determines themineralogy, lithology and density variations that (1) isostaticallycompensate the 5 km ocean ridge relief and (2) determine thefirst-order MORB compositional variation on a global scale.A progressively more enriched (or less depleted) fertileperidotite source (i.e. high Al₂O₃ and Na₂O, and low CaO/Al₂O₃)beneath deep ridges ensures a greater amount of modal garnet(high Al₂O₃) and higher jadeite/diopside ratios in clinopyroxene(high Na₂O and Al₂O₃, and lower CaO), making a denser mantle,and thus deeper ridges. The dense fertile mantle beneath deepridges retards the rate and restricts the amplitude of the upwelling,reduces the rate and extent of decompression melting, givesway to conductive cooling to a deep level, forces melting tostop at such a deep level, leads to a short melting column,and thus produces less melt and probably a thin magmatic crustrelative to the less dense (more refractory) fertile mantlebeneath shallow ridges. Compositions of primitive MORB meltsresult from the combination of two different, but geneticallyrelated processes: (1) mantle source inheritance and (2) meltingprocess enhancement. The subsolidus mantle compositional variationneeded to explain MORB chemistry and ridge axial depth variationrequires a deep isostatic compensation depth, probably in thetransition zone. Therefore, although ocean ridges are of shalloworigin, their working is largely controlled by deep processesas well as the effect of plate spreading rate variation at shallowlevels. KEY WORDS: mid-ocean ridges; mantle melting; magma differentiation; petrogenesis; MORB chemistry variation; ridge depth variation; global correlations; mantle compositional variation; mantle source density variation; mantle potential temperature variation; isostatic compensation     

全球温度变化的热力学平衡和最新发现

本文提出了一种新的研究全球气候温度变化的思路。为发现全球气候变化的宏观规律,把生物圈系统作为一个整体的物质进行研究,从而把纷繁复杂的全球气候温度变化问题归纳成经典物理学的热量与温度变化问题。给出了广义生物圈的热平衡测量Q值和温度变化的热力学公式,并在实际数据的基础上通过计算发现人类使用矿物燃料和核能所排放的热量理论上可使全球海平面每年升高35 mm或者可使大气对流层温度每年升高011 ℃。该发现表明:能源热量因素已成为影响全球温度变化的重要因素。     

上海软粘土微观特性及在土体变形与地面沉降中的作用研究

对上海软粘土的颗粒及集合体成分、孔径分布、微结构、孔隙溶液与阳离子交换性作了分析 ,对固结前后的孔径变化与人工回灌对土体性质可能带来的影响作了探讨 ,从物理化学角度阐述了软粘土微观特性对土体固结变形及地面沉降的影响.     

C_4植物的出现与全球环境变化

C4 光合作用途径 (C4 植物 )的出现和随后的扩展 ,是发生在新生代晚期的重大事件。这一事件是晚新生代全球环境演化的产物。C4 植物在某些生态系统中占据主导地位 ,又通过食物链 ,影响了动物 ,特别是食草动物的演化。以C4 植物为主的干草原环境甚至与人类的起源有着某种成因上的联系。C4 植物的出现对中新世以来全球环境变化和现代环境格局形成过程具有特殊的意义。文中就C4 植物出现和扩展的时间、C4 植物的分布和生态特征、C4 植物出现的环境背景、构造运动 ,特别是印度和欧亚板块碰撞以及由青藏高原强烈隆升引发的侵蚀作用和大气组分变化及其与C4 植物出现的联系等问题作了较为系统的综述。文章还介绍了中国北方现代草本植物的δ13 C值的最新研究结果 ,并就草本植物δ13 C值与环境参数之间可能的关系进行了初步讨论。     

区域性南北向构造带和全球性经向构造体系

文中简述了我国及其邻区区域性规模的南北向构造带的现位展布及其表现形式,讨论了它们可能的成因类型和构造性质,分析了全球经向构造体系和区域性南北向构造带的成生联系。