Seafloor Geomorphology and Processes on the Western Continental Margin of India based on Multibeam Acoustic Backscatter Data Analysis     

Sumanta Dandapath  Andrew Menezes  Bishwajit Chakraborty  John Kurian  Koppella N. Prudhvi Raju 《Marine Geodesy》2018,41(2):177-200

An assessment of the multibeam sonar data of the central Western Continental Margins of India has been carried out to evaluate the seafloor geomorphology and processes by examining the geomorphological attributes e.g., slope, sediments, structures, etc. associated with geomorphic features. The variation in relief and the features located in the region have been mapped and interpreted collectively by utilizing several geospatial mapping tools. The backscatter strength across the area, apparently congruent with the local relief, has helped to examine the sediment movement on the seafloor. The prominent features found in the region include faults, pockmarks, mounds, submarine terraces, and submerged fossil reefs. Several areas with varying topography engender comparable fractal dimension at short scale breaks, and the probability density functions (PDFs) utilizing backscatter data depicting overlapping classes. The present study highlights how fractals and scale break parameters can be utilized to determine the seafloor processes and associated sedimentological dynamics in a complex geographical environment with strong bottom currents, seasonal upwelling, and faulted structure. The role and impact of the various geomorphic processes on the reworking of sediment movement and the overall progression of the seafloor morphology has been revealed for the first time in this part of the ocean bottom.  相似文献   

岩体结构面各向异性变异系数的尺寸效应研究     

洪陈杰  黄曼  夏才初  罗战友  杜时贵 《岩土力学》2020,41(6):2098-2109

岩体结构面的各向异性与尺寸效应特征对其力学性质影响较大，综合考虑两者之间的相互关系对工程岩体稳定性评价具有重要意义。全面分析不同尺度结构面的各向异性分布，提出考虑正交方向三维形貌参数的各向异性变异系数AVC3D。通过渐进覆盖法统计4组天然岩体结构面10种不同采样尺寸的各向异性变异系数及其尺寸效应规律。结果表明：各向异性变异系数均随结构面尺寸增大而减小至定值，其与结构面尺寸具有较好的负对数函数关系；通过归一化处理，各向异性变异系数与结构面尺寸呈现较好的线性函数关系，表明各向异性变异系数具有分形结构，分维数D可以实现其尺寸效应的规律统计。该方法揭示了影响结构面形貌特征方向性变化的最大有效倾角 和粗糙系数C的增长幅度会随采样尺寸增大趋于稳定的变化机制，体现了当结构面达到各向异性尺寸效应的阈值后，会呈现出稳定的各向异性规律。  相似文献   

基于灯光数据的京津冀城市多标度异速分析     

龙玉清  陈彦光 《地理科学进展》2019,38(1):88-100

城镇体系的时空演化是一个复杂的动力学过程,具有无尺度性,其特征可以采用异速标度指数定量描述。论文以京津冀为例,基于1992—2013年夜间灯光数据的校正结果,提取城镇夜间灯光信息,采用多标度异速分析方法,分析京津冀城镇体系的相对发展特征及其空间分异格局。研究发现：①京津冀大城市的增长空间局限日益显著。虽然大城市如京津唐的绝对发展水平高,但接近环境承载量的极限,22 a间增长快速的是大城市交接地带的小城市(如三河、迁安、廊坊等)。②相对增长速度快的城市从东北到西南呈现带状分布——政府选择发展的“雄安新区”就在这个轴带上。由此可以得出两个结论：其一,京津冀城市演化的趋势相对均衡化,空间结构异质性逐步减弱,整个城镇体系的发展趋于相对平衡状态;其二,大、小城市“两极”贯通或许是增强城镇体系功能的有效途径。京津冀的空间格局优化不能仅仅考虑主要的、规模大的中心城市,而应该基于等级结构协调整个城镇网络体系。  相似文献   

红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程     

周翠英  梁宁  刘镇 《岩土力学》2019,40(Z1):21-31

基于不同围压条件下的红砂岩三轴压缩试验结果，采用数字图像相关技术对岩样外表面破坏形态进行全程观测，获得不同阶段岩样外表面破坏图像，分别对岩样破坏后阶段的图像进行分析。通过分形盒维数表征岩样外表面裂纹的变化情况，发现岩样破坏越严重，裂纹分形维数越高，且在最后破坏阶段裂纹分形维数出现突变，揭示岩样的破坏特征。引入级联失效数学模型，结合红层软岩内部的矿物成分与细观结构分布特点，概化出其结构的随机连接模型与破坏方式，分析红层软岩加载作用下的内部节点颗粒“容量-荷载”重分配原则以及节点颗粒失效后其初始荷载传递路径。结果表明，红层软岩在受载时为一个级联失效的分阶段破坏过程，级联因子通过级联路径不断传播、增多，级联失效越发明显，同时结合岩石破坏的变形损伤过程与其轴向应力-应变曲线分段特征，揭示该类岩石破坏的级联失效分级标准，为拓展该领域的研究具备一定的参考价值。  相似文献   

起伏海面的雷电电磁场传播特征及其对闪电定位精度的影响     

张源源  庞华基  刘钊  宋琳  邓猛 《海洋科学》2020,44(5):34-41

为了研究起伏海面对雷电电磁传播的影响,本文利用Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法,采用改进二维分形海面模型模拟起伏海面,利用数值模式,分析起伏海面的雷电电磁传播特征,并进一步讨论了起伏海面对时差法闪电定位系统定位精度的影响。结果表明:起伏海面对垂直电场和磁场的峰值的影响不显著,但会引起波形的上升期时间的延长,浪高越大,影响越明显;随着观测距离的增加,雷电垂直电场波形的上升时间逐渐变长;风速的变化与雷电垂直电场波形的上升时间成正比;由于海面起伏引起雷电电磁场波形在传播中的变化会影响基于时差法闪电定位系统的定位精度,定位误差可达几至十几公里。  相似文献   

分形岩石裂隙中渗流扩散运动的试验研究     

崔溦  邹旭  李正  江志安  谢武 《岩土力学》2020,41(11):3553-3562

由于存在大量粗糙不规则裂隙，使得岩体中流体运动极为复杂。针对天然粗糙岩石裂隙渗流试验存在物理模型隐蔽性和不可重复性等难点，基于三维Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建了粗糙节理面的裂隙通道，采用3D打印技术获得了透明精细的裂隙模型，使用微流体控制仪研究了不同试验条件下的裂隙渗流扩散运动，分析了裂隙通道流量与压力水头、裂隙宽度和分形维数之间的关系。研究结果表明：与平行板立方定律近似，在分形裂隙中，裂隙通道流量与压力水头成线性关系；单宽流量与裂隙通道的宽度成近似的三次方关系；考虑分形维数影响时，相同条件下流过裂隙通道的流量随着分形维数的增加而增加；粗糙裂隙渗流立方定律可采用与分形维数相关的幂指数函数进行修正。  相似文献   

Experimental validation of a signal-based approach for structural earthquake damage detection using fractal dimension of time frequency feature     

Tao Dongwang  Mao Chenxi  Zhang Dongyu  Li Hui 《地震工程与工程振动(英文版)》2014,(4)

This article extends a signal-based approach formerly proposed by the authors, which utilizes the fractal dimension of time frequency feature(FDTFF) of displacements, for earthquake damage detection of moment resist frame(MRF), and validates the approach with shaking table tests. The time frequency feature(TFF) of the relative displacement at measured story is defined as the real part of the coefficients of the analytical wavelet transform. The fractal dimension(FD) is to quantify the TFF within the fundamental frequency band using box counting method. It is verified that the FDTFFs at all stories of the linear MRF are identical with the help of static condensation method and modal superposition principle, while the FDTFFs at the stories with localized nonlinearities due to damage will be different from those at the stories without nonlinearities using the reverse-path methodology. By comparing the FDTFFs of displacements at measured stories in a structure, the damage-induced nonlinearity of the structure under strong ground motion can be detected and localized. Finally shaking table experiments on a 1:8 scale sixteen-story three-bay steel MRF with added frictional dampers, which generate local nonlinearities, are conducted to validate the approach.  相似文献   

基于非均质地层参数表征的颗粒流模型构建          下载免费PDF全文

夏余宏烨  孙平贺  伍新民  盛汉洋  王心龙  张绍和 《探矿工程》2021,48(S1):52-60

非均质地层参数的获取与表征方法是浅层地质体改造的重要依据。基于非均质地层的地质建模,表征具有随机不确定性和模糊不确定性的土体表观参数和物理力学参数。利用 Weibull 分布统计描述局部地层信息,并应用Diamond-Square分形插值方法,结合差分盒子维计算非均质地层分形维数,进一步合理演算整体地层参数。采用PFC3D数值模拟软件,结合马尔科夫链蒙特卡洛方法采样数据,对非均质地层块石颗粒及土颗粒进行建模。通过非均质地层模拟结果,发现其破坏过程与应力应变曲线要比均质土体复杂得多,由于块石大颗粒的含量、分布特性对土样力学性质影响显著。本文建模方法有助于非均质地层参数表征研究。  相似文献   

冻融循环下含节理类岩石试样剪切破坏特性     

徐新木  张耀平  付玉华  雷大星  邹雄刚 《吉林大学学报(地球科学版)》2021,51(2):483-494

为探究冻融循环对节理岩石抗剪力学特性的影响,针对冻融循环前后不同连通率节理岩石试样进行剪切特性试验,探究了节理试样的剪切破坏机制,对比分析了冻融前后节理试样抗剪强度的衰减趋势,分析了黏聚力及内摩擦角随岩石试样剪切破坏面分形维数的变化规律。结果表明：随冻融循环次数的增加,节理试样剪切应力-位移曲线发生显著变化,峰值剪应力出现明显下降,黏聚力及内摩擦角对比冻融前试样出现明显劣化,并且随节理试样连通率的增加,劣化程度加剧;在节理连通率相同时,随冻融循环次数的增加,剪切破坏面的分形维数呈现近指数函数递增的趋势,随分形维数的增加,节理试样的黏聚力损伤因子、内摩擦损伤因子也呈现指数函数增加的趋势;在冻融循环次数相同时,内摩擦角损伤因子随节理连通率的增大呈先减小后增大的趋势,而黏聚力损伤因子在冻融循环次数为30次前后分别呈递增和先减后增的趋势。  相似文献   

广西大瑶山西北地区构造分形与成矿预测     

蒋超  李社宏  付嵩  谢卓麟  廖红为 《地球学报》2021,42(4):514-526

本文针对大瑶山西北地区断层和石英脉热液型矿床丰富的特点,以及该区热液矿床成矿是否存在断裂构造分维临界线.采用较高标度的断裂构造分形分维分析(r=5～0.3125 km),研究矿体产状与矿区断裂产状的关系,结合Fry分析综合预测该区成矿潜力.研究区断裂构造分维值为D=1.6897,南北向断裂构造分维值D=1.2947,北东向断裂构造分维值D=1.4593,东西向断裂构造分维值D=1.0250,北西向断裂构造分维值D=1.2003.我们确定研究区热液矿床成矿存在断裂构造分维临界线,研究区成矿预测分维临界线为D=1.5000～1.8000,铅锌矿成矿预测分维临界线为D=1.6000～1.7400,铜矿成矿预测分维临界线为D=1.5000～1.7000,金矿成矿预测分维临界线为D=1.6400～1.8000,重晶石成矿预测分维临界线为D=1.6000～1.7400.矿体严格受到断裂构造的控制,主要的容矿构造为南北向和北东向断裂构造.综合分析后,我们认为该区铜矿床总体沿北东向分布,金矿沿南北向分布,铅锌矿沿南北向分布.按照矿产分布特征,我们预测了6个成矿靶区.  相似文献