An experimental investigation of the effects of thawed soil depth on rill flow velocity     

Xiaofeng Gao  Xiaonan Shi  Tingwu Lei  Huaqing Liu  Jiahui Yang 《水文研究》2021,35(2):e14043

Water flow velocity is an important hydraulic variable in hydrological and soil erosion models, and is greatly affected by freezing and thawing of the surface soil layer in cold high-altitude regions. The accurate measurement of rill flow velocity when impacted by the thawing process is critical to simulate runoff and sediment transport processes. In this study, an electrolyte tracer modelling method was used to measure rill flow velocity along a meadow soil slope at different thaw depths under simulated rainfall. Rill flow velocity was measured using four thawed soil depths (0, 1, 2 and 10 cm), four slope gradients (5°, 10°, 15° and 20°) and four rainfall intensities (30, 60, 90 and 120 mm·h⁻¹). The results showed that the increase in thawed soil depth caused a decrease in rill flow velocity, whereby the rate of this decrease was also diminishing. Whilst the rill flow velocity was positively correlated with slope gradient and rainfall intensity, the response of rill flow velocity to these influencing factors varied with thawed soil depth. The mechanism by which thawed soil depth influenced rill flow velocity was attributed to the consumption of runoff energy, slope surface roughness, and the headcut effect. Rill flow velocity was modelled by thawed soil depth, slope gradient and rainfall intensity using an empirical function. This function predicted values that were in good agreement with the measured data. These results provide the foundation for a better understanding of the effect of thawed soil depth on slope hydrology, erosion and the parameterization scheme for hydrological and soil erosion models.  相似文献   

黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究     

时卫民  王鹏  赵尚毅 《岩土工程技术》2020,(2):70-75

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。  相似文献   

The thermal maturity of sedimentary basins as revealed by magnetic mineralogy     

Mansour M. Abdelmalak  Stéphane Polteau 《Basin Research》2020,32(6):1510-1531

The thermal evolution of sedimentary basins is usually constrained by maturity data, which is interpreted from Rock-Eval pyrolysis and vitrinite reflectance analytical results on field or boreholes samples. However, some thermal evolution models may be inaccurate due to the use of elevated maturities measured in samples collected within an undetected metamorphic contact aureole surrounding a magmatic intrusion. In this context, we investigate the maturity and magnetic mineralogy of 16 claystone samples from Disko-Svartenhuk Basin, part of the SE Baffin Bay volcanic margin. Samples were collected within thermal contact metamorphic aureoles near magma intrusions, as well as equivalent reference samples not affected by intrusions. Rock-Eval pyrolysis (T_max), and vitrinite reflectance (Ro) analysis were performed to assess the thermal maturity, which lies in the oil window when 435°C ≤ T_max ≤ 470°C and 0.6%–0.7% ≤ Ro ≤ 1.3%. In addition, we performed low- (<300K) and high-temperature (>300K) investigations of isothermal remanent magnetization to assess the magnetic mineralogy of the selected samples. The maturity results (0.37% ≤ Ro ≤ 2%, 22°C ≤ T_max ≤ 604°C) show a predominance of immature to early mature Type III organic matter, but do not reliably identify the contact aureole when compared to the reference samples. The magnetic assemblage of the immature samples consists of iron sulphide (greigite), goethite and oxidized or non-stoichiometric magnetite. The magnetic assemblage of the early mature to mature samples consists of stoichiometric magnetite and fine-grained pyrrhotite (<1 μm). These results document the disappearance of the iron sulphide (greigite) and increase in content of magnetite during normal burial. On the other hand, magnetite is interpreted to be the dominant magnetic mineral inside the contact aureole surrounding dyke/sill intrusions where palaeotemperatures indicate mature to over-mature state. Interestingly, the iron sulphide (greigite) is still detected in the contact aureole where palaeotemperatures exceeded 130°C. Therefore, the magnetic mineralogy is a sensitive method that can characterize normal burial history, as well as identify hidden metamorphic contact aureoles where the iron sulphide greigite is present at temperatures beyond its stability field.  相似文献   

基于自然区块的城市热环境空间分异性研究     

杨智威  陈颖彪  吴志峰  千庆兰  黄清瑶 《地理科学进展》2019,38(12):1944-1956

通过有效解决建设用地子类划分,实现定量评价城市热环境的空间分异性,对改善城市生态环境、实现城市化的健康发展具有重要的意义和科学价值。论文以广州市为例,参考自然城市的概念,基于5类兴趣点(Point Of Interest,POI)开放数据,结合城市建设用地分类标准,构建5类自然区块;在Landsat 8遥感影像地表温度反演的基础上,计算分析自然区块下地表热场等级分布格局、热场平均值及热环境足迹范围,以对城市热环境空间分异性进行评价。研究表明：① 自然区块的构建,能准确地反映各类POI数据空间分布情况,能够实现对建设用地子类型的划分;② 5类自然区块内部地表热场等级均以高温像元为主,但等级分布具有显著差异。同时,自然区块的热场平均值由高到低的排序为：工业区块>商业服务业区块>交通与道路区块>居住区块>公共管理与服务区块;③ 自然区块形成的高温集聚区,存在热量扩散现象,实际影响范围大于其物理边界,5类自然区块的热环境足迹范围具有分异性。热环境足迹影响范围由大到小排序为：工业区块>商业服务业区块>居住区块>道路与交通区块>公共管理与服务区块。研究结果可为微观尺度上分析城市热环境、改善城市生态环境、实现城市化的健康发展提供科学依据。  相似文献   

埋深对恐龙化石的影响效果研究          下载免费PDF全文

陈诚  贾超  张尚坤  杜圣贤  罗文强  田京祥 《山东国土资源》2019,35(5)

已发现的恐龙化石大多数埋藏在不同深度的地层中,不同埋深化石所受风化破坏程度不尽相同。为深入研究恐龙化石的风化机理,探究恐龙化石的保护措施和方法,重点分析埋深产生的侧向压力对恐龙化石强度和破坏特性的影响。通过有限差分软件FLAC3D进行数值模拟,揭示埋深因素对恐龙化石保存的影响程度。试验结果表明:围岩对恐龙化石施加的侧向压力是影响恐龙化石变形和强度特性的一个重要因素。在弹性变形阶段,恐龙化石的初始强度、峰值强度随侧向压力的增大而不断增大。当应力超过了恐龙化石极限强度后进入塑性变形,其初始强度、峰值强度逐渐减小,最终达到残余强度。  相似文献   

水平低周往复位移下单桩-土相互作用试验研究     

黄福云  陈汉伦  董锐  单玉麟 《岩土力学》2020,41(5):1625-1634

整体式桥台无伸缩缝桥梁（以下简称整体桥）桩基应设计为柔性桩，以保证较好的抗水平变形能力。但是，我国相关规范中判别柔性桩的算法主要应用于单向水平受荷桩，可否沿用至整体桥桩基还有待验证。为此，根据一种特殊设计的桩身变形测量方法，对3根埋深不同的混凝土模型桩进行了低周水平往复位移下的拟静力试验，研究单桩-土体系的抗震性能和相互作用机制。研究表明，水平往复位移下混凝土桩在埋深为3D～6D（D为桩径）范围内开裂；桩的埋深越大，桩身挠曲程度越大、变形特征点位置也越深、桩-土体系的抗弯刚度也越大、水平极限承载力也越高、抗震性能也越强。研究还表明，桩-土体系进入弹塑性阶段后，柔性桩的水平工作性状将逐渐向刚性桩退化。另外，在判别整体桥桩基的水平工作性状时，我国相关规范中的规定偏不安全。实际工程中，建议以Broms方法进行参考计算。  相似文献   

基于随机森林的光子计数激光雷达点云滤波     

陈博伟  庞勇  李增元  卢昊  梁晓军 《地球信息科学学报》2019,21(6):898-906

新一代星载激光雷达卫星ICESat-2首次采用了微脉冲光子计数激光雷达技术,由于单光子探测的灵敏性导致数据在大气和地表下层产生了大量噪声,因此对光子计数激光雷达点云数据实现信号和噪声的分离是开展进一步应用研究的前提和基础。本文选择美国俄勒冈州和弗吉尼亚州2个研究区,采用MATLAS数据,根据光子点云数据的特点构造了12个光子点云特征,对所构造的特征利用随机森林进行变量筛选,用机器学习方法对光子点云进行分类,并将建立好的模型推广到整个研究区。研究结果表明,本文构建的分类器分类总精度达到了96.79%,Kappa系数为0.94,平均生产者精度和用户精度分别为97.1%和96.8%。在相对弱噪声、平坦地形区域和强噪声、复杂地形区域都取得较好的分类结果。本文结果显示了基于少量样本通过机器学习的方法构建模型,可以推广到较大范围区域的光子点云分类应用中。  相似文献   

塑性极限分析鱼雷锚锚尖贯入阻力     

瑜璐  杨庆  杨钢  张金利 《岩土力学》2020,41(6):1953-1962

鱼雷锚安装过程中,锚尖形状影响尖部贯入阻力进而影响贯入深度。基于塑性极限分析理论下限法分析不同锚尖长径比x的椭圆形锚尖的贯入阻力和贯入阻力系数,并考虑了贯入深度、锚-土界面摩擦对贯入阻力以及贯入阻力系数的影响。结果表明:(1)锚-土界面光滑时,锚尖贯入阻力系数随着锚尖长径比的增大而减小;锚-土界面粗糙时,锚尖贯入阻力系数随着锚尖长径比的增大而增大。(2)摩擦力对贯入阻力系数的影响随着ξ增大而增大。(3)随着埋置深度增加,贯入阻力系数受x影响最小时所对应的摩擦系数逐渐减小。(4)当锚-土界面摩擦系数ω 0.75时,工程中可选用ξ1的锚尖用以减小端部贯入阻力;当ω0.26时,ξ1的锚尖提供更小的端部贯入阻力。锚尖长径比ξ=0和ξ=1的下限解与前人研究的桩基和圆形结构的理论解较为一致,进一步验证了所提出的椭圆形锚尖下限法模型的可行性。  相似文献   

基于网络时空核密度的交通事故多发点鉴别方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

王颖志  王立君 《地理科学》2019,39(8):1238-1245

交通事故多发点是道路交通安全管理的重要治理对象,如何利用空间统计方法对其进行高效鉴别是研究热点。以华东某地为研究区域,以2013~2015年该研究区域的道路交通事故数据为研究对象,以时空道路网络为视角,通过路网匹配和路网裁剪形成事故时空子路段,提出一种基于交通事故场景的网络时空核密度估计值作为鉴别指标,用累计频率法和零膨胀的负二项回归模型确定鉴别阈值的事故多发点鉴别方法。  相似文献   

高分六号遥感卫星新增波段下的树种分类精度分析     

张沁雨  李哲  夏朝宗  陈健  彭道黎 《地球信息科学学报》2019,21(10):1619-1628

高分六号卫星具有覆盖广、多种分辨率、波段多的优势,能为遥感解译提供更丰富的信息。为探究高分六号卫星新增波段在森林树种识别上的应用,本文以覆盖根河市阿龙山林业局的一期高分六号宽幅影像为数据源,基于特征优化空间算法（Feature Space Optimization,FSO）和最大似然分类法,分别利用高分六号的前4个波段和所有波段（8波段）的光谱、纹理等特征进行了森林树种分类,并逐一添加新增波段特征确定了各波段的贡献率排名。结果表明：在加入了优选出的均匀性纹理、均值纹理和角二阶矩纹理3种纹理特征后,前4波段和8波段的分类精度比只基于光谱特征时的精度分别高出13.23%和24.63%;利用8波段信息比只利用前4波段在基于光谱特征上的精度高11.88%,在基于光谱+纹理特征上则高23.24%;基于8波段光谱+纹理特征的树种分类精度最高,达到68.74%,新增4波段的贡献率排名为B6>B5>B8>B7,说明新增红边波段对于本次树种分类试验的贡献率最高,能为北方树种识别提供有效帮助。  相似文献