Implementation of a coupled plastic damage distinct lattice spring model for dynamic crack propagation in geomaterials

This paper studies dynamic crack propagation by employing the distinct lattice spring model (DLSM) and 3‐dimensional (3D) printing technique. A damage‐plasticity model was developed and implemented in a 2D DLSM. Applicability of the damage‐plasticity DLSM was verified against analytical elastic solutions and experimental results for crack propagation. As a physical analogy, dynamic fracturing tests were conducted on 3D printed specimens using the split Hopkinson pressure bar. The dynamic stress intensity factors were recorded, and crack paths were captured by a high‐speed camera. A parametric study was conducted to find the influences of the parameters on cracking behaviors, including initial and peak fracture toughness, crack speed, and crack patterns. Finally, selection of parameters for the damage‐plasticity model was determined through the comparison of numerical predictions and the experimentally observed cracking features.     

基于分区的局域神经网络时空建模方法研究

区域数据表现为两种尺度的空间特性:反映全局特征的空间依赖性和反映局域特征的空间波动性.空间波动性表现为空间数据在局部地区的聚集或高低交错现象.在研究区域数据时空预测性建模时,从降低数据的空间波动和不平稳性对模型预测能力的影响角度出发,提出了一种基于分区的局域神经网络时空非线性建模的思路.分区过程由基于空间邻接关系的K-means聚类算法完成.不同的分区方案通过相关性、波动性、紧凑性等指标进行评价和优选.在确定最优分区方案的基础上,对各子区分别采用两层前馈网络进行建模,模型的输入不仅要考虑本区内单元的作用,而且要考虑相邻子区的边界效应.各神经网络模型的时空预测能力通过平均相均差和动态相似率等指标进行衡量.最后,通过对法国94个县每周流感报告病例的时空建模分析表明,与全局神经网络模型相比,基于分区的局域神经网络模型具有更好的预测能力.     

TM影像几何校正算法的精度比较

同大多数的线阵推扫式影像相比,TM影像作为双向扫描型的影像其几何校正方法有其特殊性和复杂性。针对这个问题,本文简要介绍了一般多项式、空间斜墨卡托投影、有理函数模型等几种几何近似校正算法,并利用广州地区的TM影像进行了各种试验分析和精度比较。结果表明:同其他方法相比,空间斜墨卡托投影是一种较好的算法,校正精度最高,能够达到一个像素左右,而且该方法不受地形起伏的影响,无需地面高程信息。     

Application of extended distinct element method with lattice model to collapse analysis of RC bridges

This paper proposes a simple lattice model for collapse analysis of RC bridges subjected to earthquakes by using the extended distinct element method (EDEM). In the model, a concrete element consists of lumped masses connected to one another by springs, and a reinforcement bar is represented by a discrete model or an integrated model. The proposed lattice model is simple but its parameters are reasonably defined. It has fewer element nodes and connecting springs, which will be of benefit by shortening the CPU time. The processes to determine the initial stiffness of concrete and steel springs, the parameters of the constitutive model and the fracture criteria for springs are described. A re‐contact spring model is also proposed to simulate the re‐contact of the concrete after fracture of springs; and a general grid searching method is used to decrease the CPU time for judging re‐contact after fracture. The lattice model is assessed by numerical simulations and experiments. As an application, a damaged single‐column pier subjected to the Kobe Earthquake in 1995 is analysed by EDEM with the proposed model. The simulation results indicate that the proposed model predicts well qualitatively the collapse process of RC bridges. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

湖南黄金洞金矿毒砂中Au赋存状态的电子探针研究

本文利用ＪＸＡ－８８００Ｍ超大型电子探针，以湖南黄金洞金矿含金毒砂为研究对象。利用金特征Ｘ－射线扫描方法和微区含金含量，对不可见金赋存状态的研究方法和温试条件进行了探索，先观察背散射电子图像，排除金在含金矿物毒砂中呈显显微颗粒存在的可能性，继而用ＬｉＦ晶体测定金Ｌ＝８８．７６Ｌａｌ峰位，然后逐渐放大倍数（ｘ３００，ｘ１０００，ｘ５０００，ｘ３００００，ｘ２０００００）进行金特征，Ｘ－射线连续测量，，结果发现金元素总 是均匀分布在重砂中，从而证实了金呈品格金形式存在的推测。     

格子Boltzmann方法地震波场模拟

格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法是细胞自动机在某些学科中的具体化和应用。它根据微观运动过程的某些基本特征建立简化的、时间和空间完全离散的动力学模型，这种模型的平行行为符合宏观的微分方程。     

黄铁矿中晶格金的萃取实验及有关问题的初步研究

尽管某些研究者认为黄铁矿中确实存在有晶格金,但以前的研究都没有取得直接而充分的证据。为此,作者做了晶格金的萃取实验,使黄铁矿中的晶格金(离子金)形成[AuCl_4]-络合物,然后利用紫外—可见光谱证实了[AuCl_4]-的存在,从而取得了晶格金存在较为直接而充分的证据。作者认为,象黄铁矿中Fe~(2+)与Au~(+)的取代关系的理论解释不应局限于类质同象的传统理论上,而应用现代的配位场理论解释之。计算表明,只要温度足够高,Au~(+)是可以取代Fe~(2+)形成晶格金的。本文还通过穆斯鲍尔谱的研究,探讨了晶格金的形成机理。     

X射线衍射法在天然气水合物研究中的应用

天然气水合物是一种由气体分子(包括烃类和CO2、H2S等非烃类气体)和水分子在高压低温环境中形成的笼型水合物,主要有Ⅰ型(立方晶体结构)、Ⅱ型(菱形晶体结构)和H型(六方晶体结构)三种晶体结构。研究水合物的结构特征及变化规律,对于认识水合物形成机理、微观动力学、相态转化及水合物样品鉴定等具有重要意义。X射线衍射(XRD)是一种利用X射线照射晶体(或某些非晶态物质)时产生的衍射来研究晶体内部结构(即内部原子排布)的分析技术。该技术应用于天然气水合物研究,不仅能准确获取水合物的结构类型及晶格参数等重要信息,还能观测水合物生成分解的微观动力学过程。本文阐述了XRD技术应用于水合物结构特征研究、水合物生成/分解动力学过程原位观测以及野外水合物样品鉴定等方面的研究进展。已知结构Ⅰ型和Ⅱ型水合物立方晶体的边长分别约为12.0×10-10m和17.3×10-10m,而结构H型水合物六方晶体a轴和c轴的边长分别约为12.2×10-10m和10.0×10-10m,因此,通过XRD技术准确测量水合物晶体的晶格参数,即可判定水合物晶体的结构类型,该技术在国外已应用于海洋和冻土区钻获的天然气水合物样品鉴定并获得结构信息。此外,通过测定不同条件下生成的水合物晶体参数的变化,可研究水合物的结构转换及其影响规律,研究表明混合气体的组成、客体分子体积及直径大小、温度等都对水合物晶体参数及结构产生影响。通过在高压环境下的XRD原位技术,可测定水合物的生成与分解过程中衍射峰的变化,研究水合物生成/分解动力学过程,研究表明水合物生成/分解主要分两个阶段,即在气液(固)表面的快速生成/分解过程及气体分子在液(固)体内部的扩散过程,后一个阶段控制着反应速度。目前,国外在水合物研究中应用XRD技术已相对成熟,而我国才刚刚起步。本文认为,将XRD技术应用到天然气水合物的研究中,可解决水合物的结构类型鉴别及晶格参数测量等基本的科学问题,而且XRD技术与核磁共振、红外光谱、X-CT等分析技术的联用,尚有很大的发展空间,将为天然气水合物相关的理论研究提供强有力的技术支撑。     

陆地卫星五号TM图像系统纠正产品的几何精度分析

为了鉴定陆地卫星5号系统纠正TM图像产品的精度,我们以1:5万地形图为基准,对四景TM图像作了精度分析。结果表明,系统纠正后的TM图像产品,内部几何精度相当好,有较小的旋转、比例误差。采用一阶多项式即可建立TM图像和地形图之间的几何关系,其误差为1个像元左右。TM图像的大地绝对误差,可通过将整个TM图像沿x,y方向平移的方法来加以校正。