Estimation of the 3D correlation structure of an alluvial aquifer from surface-based multi-frequency ground-penetrating radar reflection data     

Zhiwei Xu  James Irving  Kyle Lindsay  John Bradford  Peimin Zhu  Klaus Holliger 《Geophysical Prospecting》2020,68(2):678-689

Knowledge about the stochastic nature of heterogeneity in subsurface hydraulic properties is critical for aquifer characterization and the corresponding prediction of groundwater flow and contaminant transport. Whereas the vertical correlation structure of the heterogeneity is often well constrained by borehole information, the lateral correlation structure is generally unknown because the spacing between boreholes is too large to allow for its meaningful inference. There is, however, evidence to suggest that information on the lateral correlation structure may be extracted from the correlation statistics of the subsurface reflectivity structure imaged by surface-based ground-penetrating radar measurements. To date, case studies involving this approach have been limited to 2D profiles acquired at a single antenna centre frequency in areas with limited complementary information. As a result, the practical reliability of this methodology has been difficult to assess. Here, we extend previous work to 3D and consider reflection ground-penetrating radar data acquired using two antenna centre frequencies at the extensively explored and well-constrained Boise Hydrogeophysical Research Site. We find that the results obtained using the two ground-penetrating radar frequencies are consistent with each other, as well as with information from a number of other studies at the Boise Hydrogeophysical Research Site. In addition, contrary to previous 2D work, our results indicate that the surface-based reflection ground-penetrating radar data are not only sensitive to the aspect ratio of the underlying heterogeneity, but also, albeit to a lesser extent, to the so-called Hurst number, which is a key parameter characterizing the local variability of the fine-scale structure.  相似文献   

基于模糊理论的高铁连续梁桥地震风险评估          下载免费PDF全文

冯莉  樊燕燕  王力  李子奇 《地震工程学报》2020,42(3):639-645

以某高速铁路线上一座连续梁桥为例,运用模糊综合评判法,结合基于位移的支座损伤分析和截面曲率的桥墩损伤分析,以全概率理论地震损失模型为基础,提出了基于模糊理论的桥梁系统地震经济风险评估方法。结果表明:综合考虑桥梁系统的模糊地震经济风险分析方法能更全面地计算出连续梁桥在地震作用下的经济损失,仅以桥墩构件代表全桥所得地震经济损失误差较大。基于模糊理论的年预期损失风险框架方法通过结构抗震性能的概率特征可对高速铁路连续梁桥的地震直接经济风险进行全面评估,为该类桥梁的抗震设计、维修加固和灾后重建等方案做出合理评价。  相似文献   

北半球热带中太平洋与印度洋海表温度梯度对夏季西北太平洋热带气旋生成频数变化的影响     

方珂  余锦华 《热带海洋学报》2019,38(5):42-51

基于1951—2018年哈德里中心海温资料、美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析资料和第四代欧洲中心汉堡模式, 针对1994年、2018年等西北太平洋热带气旋(TC)生成异常多的年份, 研究了引起TC增加的海表温度异常(SSTA)模态及其影响机制。结果表明, 北半球热带中太平洋增暖与印度洋变冷是夏季西北太平洋TC生成频数增加的主要原因, 北大西洋负三极型式SSTA促使TC生成的进一步增加。热带中太平洋增暖与印度洋冷却在菲律宾以东激发出西风异常和气旋性环流异常。北大西洋负三极型式SSTA在我国南海、菲律宾至东南沿岸激发出气旋性环流异常。前者在西北太平洋中部, 后者在南海产生有利于TC生成的局地环境。1994年和2018年夏季热带中太平洋出现暖SSTA、印度洋为冷SSTA、北大西洋呈现负三极型式SSTA, 西北太平洋TC生成频数极端增多。近30年来, 当出现热带中太平洋增暖和印度洋冷却时, 北大西洋表现出比1989年以前更强的负三极型式SSTA, 使西北太平洋TC生成频数和北半球热带印度洋-太平洋SSTA梯度的线性相关更显著。  相似文献   

基于混合聚类的岩体结构面优势分组方法     

许扬  张文  符锐  聂振邦  兰志广  陈怀玉  单博 《世界地质》2020,39(1):113-120

提出一种基于凝聚层次法和模糊C均值法的混合聚类法,用于对岩体结构面的优势组划分。该方法将结构面投放到在单位球面上,并使用欧式距离作为极点的相似性度量准则。先剔除结构面数据中的孤值产状,然后用凝聚层次法得到初步聚类结果,并将其作为FCM法的初始聚类中心,最后用FCM法划分优势组。通对人工生成产状样本的分组,验证了该法的正确性。将该方法应用于大藤峡坝址区实测的结构面数据的划分。在实测数据中寻找到两个孤值产状,成功将大藤峡D1y^1-3地层岩体结构面划分为两组,得到了符合实际的分组结果。  相似文献   

高速铁路无砟轨道地基泥岩膨胀性分类分级研究     

薛彦瑾  王起才  马丽娜  张戎令  代金鹏  王强 《岩土力学》2020,41(9):3109-3118

红层泥岩是一种典型侏罗系沉积岩，其含有微量黏土矿物，易遇水软化、失水崩解，具有一定膨胀性，是引起兰新高速铁路路基持续上拱变形的一个重要因素，故重新判定该种土体膨胀性对高速铁路无砟轨道设计和施工具有重要意义。为此，选取等效蒙脱石含量、阳离子交换量、自由膨胀率和液限为泥岩膨胀性判别指标，通过兰新高速铁路上拱地段大量钻孔实测资料，提出了泥岩膨胀等级分级标准，采用改进层次分析法、基尼系数法和直觉模糊理论确定了判别指标组合权重，基于逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了泥岩膨胀性直觉模糊综合评价模型。结果表明：直觉模糊综合评价模型将泥岩膨胀性进行了定量化，克服了同一试样不同指标属于不同等级判别缺陷；室内膨胀量试验验证了膨胀等级分级标准和直觉模糊综合评价模型对兰新高铁地基泥岩适用性和准确性。研究成果对地基红层泥岩高速铁路路基长期持续上拱变形风险评估和工程控制措施提供技术支撑。  相似文献   

青海省东北部地区中晚全新世人类对动物资源的获取与利用——以青海湖盆地尖嘴遗址为例     

陈晓良  刘向军  侯光良 《第四纪研究》2020,(2):367-378

青海省东北部地区复杂多样的地貌类型,为研究史前人类适应不同自然环境下的动物资源利用提供了条件.然而,已开展的动物考古研究主要聚焦在青海省东北部的河谷农业区,对于草原地带的研究相对薄弱,其先民对草原环境中的适应策略仍未得到充分讨论.本文选择农牧过渡带的青海湖盆地尖嘴遗址出土动物骨骼为研究对象,运用AMS 14C测年方法、动物种属鉴定和可鉴定标本数(NISP)统计,确认尖嘴遗址(3.2 ka B.P.左右)是一处卡约文化早期的人类活动遗迹,其先民以狩猎活动为主要生业策略,渔猎作为辅助生计,属"初级开发型"模式.在此基础上,结合青海省东北部地区已有动物研究资料,探讨了中晚全新世(8.0~2.0 ka B.P.)以来的动物资源获取利用及家畜饲养状态.结果显示:8.0~6.0 ka B.P.,本区先民以纯粹的狩猎经济为主,其猎取对象则为中小型哺乳动物,属"依赖型"生业模式;6.0~4.0 ka B.P.,本区先民获取动物资源方式仍以狩猎为主,并开始出现一定规模的家畜饲养(猪和狗),其生业属低水平的食物生产阶段,获取肉食资源的模式处于"初级开发型"阶段;4.0~2.0 ka B.P.,史前东西方文化交流的不断增强,驯化于西亚的家畜牲畜牛羊传入至青海省东北部地区,使得该区先民利用动物资源方式呈现多元化,构成了"初级开发型"和"开发型"两种生业模式,牛羊成为家畜饲养的主流.总体来讲,中晚全新世以来青海省东北部地区先民获取肉食资源的方式大致经历了由以狩猎-采集方式到家畜饲养方式的历时性转变,不同区域的自然环境差异及史前欧亚大陆东西方文化间的交流是起决定性作用的因素.  相似文献   

中国深层地热能开采的地质条件评价     

庞忠和  罗霁  程远志  段忠丰  天娇  孔彦龙  李义曼  胡圣标  汪集旸 《地学前缘》2020,27(1):134-151

深层地热能是指深度大于3 000 m的地热能。我国深层地热能资源丰富,但是开采条件怎么样呢?本文基于地热地质学原理,结合岩石力学等相关学科的理论,提出一种对深层地热能开采条件进行评价的指标体系,对各单一指标采用专家打分的方法赋值,继而采用模糊数学定量计算和评估深层地热能资源开发的难易程度。该方法考虑了深层地热能开发利用中的增强地热系统(EGS)的环境安全问题,即传统的“刚性造储”可能带来的诱发地震等不利于地热能行业健康发展的因素,倡导“柔性造储”和广义EGS理念,强调储层属性和地物理场的整合,针对我国地热能分布与构造活动关系密切、地壳总体上活动性强、地应力高、地震频发等构造型地热特点,是对以往评价方法的补充和拓展。该方法充分利用了专家知识,发挥了模糊数学综合评估作用,给出的量化结果易于对比和使用,可以更好地支持决策。本文基于新的评估方法,利用现有的深部地热研究及勘探成果,评估了中国大陆地区九个区域深层地热能开发的难易程度,评价区包括西藏南北地堑系、云南西部火山型地热区、青海东部共和盆地以及东北、华北等。从本文的结果可以看出,我国深层地热能开采的地质条件复杂,开采难度较大。  相似文献   

基于层次分析法和模糊数学相结合的甘肃东乡八丹沟泥石流易发性评价          下载免费PDF全文

崔志超  王俊豪  崔传峰  潘国营 《中国地质灾害与防治学报》2020,31(1):44-50

八丹沟位于甘肃东乡县,近年来多次发生泥石流,对流域内居民生命财产造成了巨大的威胁,因此对八丹沟泥石流易发性评价是非常必要的。本文在详细分析八丹沟流域特征和动力学特征的基础上,选取了11个评价因子作为八丹沟泥石流易发性评价的指标,利用层次分析法对各个因子赋予权重,并且构建模糊数学综合评价模型对八丹沟泥石流进行易发性评价。结果表明:八丹沟泥石流爆发频率20年、50年、100年的的易发性为中易发,应加强防范并采取合理的防治措施,保证当地居民的生命财产安全。  相似文献   

基于直觉模糊层次分析法的地震压埋率模型研究          下载免费PDF全文

肖东升  钟祖峰  罗尚  练洪  罗俊 《世界地震工程》2019,35(3):127-135

强烈地震会导致建筑物倒塌进而造成室内人员压埋，因此，把特定区域和建筑群的压埋率作为震后救援的决策指标尤为重要。但地震建筑物倒塌受多个影响因素共同作用，造成了压埋率模型的后验倒塌率评估的不确定性问题。针对这个问题采用直觉模糊层次分析法，选取了震级、震源深度、震中距、抗震设防烈度、地基和基础、建筑物结构类型和结构现状等七大影响因素进行加权分析。运用LINGO软件建模解算出了各影响因素权重，通过极大似然法估算了各影响因素对建筑物倒塌率的影响值，进而评估出了建筑物预估倒塌率，并结合先验在室率模型及其区划，建立了基于直觉模糊层次分析法的地震压埋率模型。最后以汶川灾区学校为例，进行了压埋率评估，并对其进行了误差分析。研究表明:抗震设防烈度、建筑物结构类型和结构现状是影响建筑物倒塌的主要因素；在实际评估中模型精度达到±0.15，能为震后快速应急救援提供决策辅助。  相似文献   

BDS卫星失效对区域定位精度的影响评估     

徐炜  徐梅  严超  王涛 《大地测量与地球动力学》2018,38(11):1133-1136

基于STK软件实现了2016-09 BDS系统星座结构的仿真，并选取可见卫星数、DOP值、系统可用性作为评估BDS卫星星座设计结构的指标，分析单颗与全部倾斜轨道卫星（IGSO）、地球静止轨道卫星（GEO）失效后对我国大陆地区BDS系统可用性的影响。结果表明，IGSO4卫星与GEO5卫星失效后对BDS在区域的定位性能影响较大，失效后的GDOP值分别为1.98、2.16。取BDS卫星正常运行时区域平均GDOP最大值(S=2.60)作为系统可用性阈值时，系统可用性分别降低了1.79%、32.63%；阈值取2S(5.20)、3S(7.80)、4S(10.40)、5S(13.00)时，系统可用性均可达100.00%。GEO整体失效后BDS系统在高精度定位中仍部分可用，而IGSO整体失效后BDS系统可用性受到大幅度限制。因此，增加在轨备份卫星时需重点考虑GEO5、IGSO4，并适当增加IGSO卫星的数目。  相似文献