粤北-琼南地区位于亚欧板块、 太平洋板块和印度洋板块交汇区域。 晚中生代以来该地区受多期构 造运动影响, 其热演化历史因能限定区域构造演化过程而受到广泛关注。 收集、 整理并使用反距离权重法插 值处理粤北-琼南地区低温热年代学数据, 对比分析年龄分布及热历史反演模拟结果, 恢复其晚中生代(约 150 Ma)以来的热演化历史并探讨其构造过程。 海南岛(琼)热历史可大致分为 4 个期次: 110~90 Ma 与 40~20 Ma 的两期十分快速冷却阶段, 以及 90~40 Ma 及 20 Ma 至今的两期热稳定阶段。 广东省(粤)的热历史可大致 分为 3 个期次: 高要-惠来断裂以南区域, 热历史表现为 150~80 Ma 的一期较为快速冷却阶段, 80~50 Ma 的 热稳定阶段以及 50 Ma 之后的两期幕式冷却阶段; 高要-惠来断裂至西江之间区域, 热历史表现为 120~80 Ma 的一期十分快速冷却(部分区域可达到极快速冷却), 30~ 10 Ma 的一期小规模十分快速冷却; 西江以北热历 史演化不同区域的第一阶段冷却时间并不一致, 分别在 120~100 Ma(非常快速)、 80~60 Ma(十分快速)、 50~ 30 Ma(较为快速)期间有一期快速冷却, 但在 10 Ma 左右都有过一期较快的冷却。 粤北-琼南地区晚中生代 以来的热演化可能与中生代晚期古太平洋板块俯冲、 新生代早期太平洋板块俯冲后撤、 始新世早期印-欧 板块碰撞有关, 且海南岛地区可能额外受到菲律宾板块及古南海运动的影响。

针对传统预测方法难以充分提取多因素时间序列的局部特征问题, 提出了一种基于卷积神经网络 (CNN)和长短期记忆网络(LSTM)相结合的沉降预测模型。 在地质参数、 隧道几何参数和盾构机掘进参数 中筛选出 15 个影响因子, 构建多因素时间序列作为输入数据, 通过 CNN-LSTM 算法对地表沉降进行预测。 以长沙地铁 6 号线施工数据为例, 将 CNN-LSTM 模型的预测结果与传统的 BP 神经网络、 CNN 和 LSTM 模型 的预测结果进行了对比分析。 结果显示: CNN-LSTM 混合模型在预测地表沉降方面表现出色, 其最大预测 误差仅为 9. 58%, 明显低于其他模型; 对 4 种模型的预测性能进行了综合对比分析发现, CNN-LSTM 混合模 型在预测精度、 泛化能力和稳定性等方面均具有较好表现。

石灰岩坡地极易发生岩溶作用, 探测其岩溶特征对喀斯特地区水资源调蓄机制解析、 岩溶水运移 规律研究及生态环境治理等具有重要意义。 采用高密度电阻率法、 探地雷达和地质钻探技术相结合的方 法, 系统开展了贵州普定陈旗石灰岩坡地岩溶发育特征的综合探测。 通过高密度电阻率法获取坡地不同位 置的电阻率反演图像共 7 幅, 结合探地雷达数据剖面图分析其岩溶裂隙发育特征, 揭示了研究区岩溶发育 的整体特征。 结果表明: 石灰岩坡地岩溶发育呈现显著的空间异质性, 尤其是在坡地中部区域发育管道型 岩溶; 高密度电阻率法可有效识别石灰岩坡地岩溶空间分布特征, 结合探地雷达技术可进一步提升对岩溶 发育程度和裂隙发育情况探测的分辨率; 地质钻探技术是验证这两种方法适用性的有效手段。

以成都市为例, 探讨了地质大数据在三维地质结构建模中的应用, 利用成都市地质大数据成果, 采用多源数据融合的三维建模方法, 构建了市域、 城市两个尺度的三维地质结构模型, 通过三维模型数据 提取断裂、 基覆界面、 细粒土、 卵石土 4 类重要地质结构面和地质体, 并分析了其三维空间结构变化特征。 研究成果可为成都市国土空间规划、 地下空间开发利用和重大工程选址等提供科学依据。

粤北地区侏罗纪构造热演化形成了丰富的岩浆岩, 但其成因机制仍存在争议。 利用粤北隘子花岗岩 的 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄、 微量元素及锆石 Lu-Hf 同位素数据, 结合全岩 Rb-Sr 和 Sm-Nd 同位素分 析, 探讨其岩浆源区及构造意义, 旨在完善粤北晚侏罗世太平洋板块俯冲环境下 A 型花岗岩的成因模型。 获得隘子花岗岩的锆石 U-Pb 年龄为 155±1 Ma(MSWD= 0. 12), 表明其形成于晚侏罗世。 锆石的负 εHf(t) 值(-10. 4~ -4. 6)相对较高但略低于华夏地块中元古代基底的( 87 Sr/ 86 Sr)i 值(0. 713 1 ~ 0. 713 9)、 锆石 Hf 地壳模式年龄(TDM2 = 1 490~1 856 Ma)相对较老但略小于华夏地块中元古代基底, 指示隘子花岗岩的源区 以古老地壳物质为主, 并有少量地幔物质加入。 结合区域构造环境分析认为, 隘子花岗岩形成于低角度俯 冲的太平洋板片沉降背景, 由软流圈上涌诱发华夏古陆弧后盆地薄弱区上地壳部分熔融, 最终形成正长花 岗岩。

佛冈岩体西南缘琶江铀矿床位于桃山-诸广山成矿带南段, 目前该铀矿床的成矿地质条件和控矿 因素尚未得到系统研究, 导致铀矿找矿模型尚未建立, 严重制约了区内下一步铀矿找矿工作。 在野外铀矿 地质调查的基础上分析了铀矿控矿因素, 采用“三位一体”找矿理论构建了区内铀矿找矿模型, 结果表明: ①琶江铀矿床的铀矿化主要受花岗岩体、 断裂构造及热液蚀变综合控制, 矿床内中细粒二云母花岗岩和细 粒二云母花岗岩构成主要成矿地质体, 为铀成矿提供了物质来源; ②近东西向社岗断裂和竹园断裂构成导 矿断裂, 铀矿化主要赋存于北北西向 17 号断裂及近南北向 5 号断裂带内, 断裂分支复合及倾角由陡变缓部 位是铀矿体主要赋存空间, 构成重要成矿构造和成矿结构面; ③与铀矿化关系密切的热液蚀变包括硅化、 赤铁矿化、 紫黑色萤石化等, 蚀变发育部位往往为含矿部位, 蚀变带内发现两种典型矿石矿物组合: 一种为 暗红色微晶石英-赤铁矿-沥青铀矿型, 另一种为暗红色微晶石英-黄铁矿-紫黑色萤石-沥青铀矿型, 硅化 带型为该区主要找矿标志; ④初步建立的找矿模型认为, 始新世断裂构造活动促使地幔富 F 流体与大气降 水混合, 沿近东西向断裂构造运移并与围岩花岗岩相互作用, 活化岩体中的铀元素并使其在流体中富集, 成矿流体沿成矿构造及成矿结构面运移、 沉淀, 最终形成铀矿体。

广西海岸带作为我国重要的滨海砂矿成矿带, 锆铪资源找矿潜力较大, 但其分布规律与找矿方向 尚待系统研究。 基于广西区域地质调查、 锆铪矿潜力调查与普查、 海域第四纪沉积物源汇研究等项目资料, 将重砂专项地质测量数据、 矿产地质钻探数据、 年代学数据和地球化学数据进行多源融合, 并结合典型矿 床解剖, 系统分析了广西海岸带锆铪矿的分布特征与成矿条件。 研究表明: 区内锆铪矿含量为 0. 31 ~ 2. 68 kg / m 3 , 以滨海砂矿为主, 集中分布于大风江口和南流江口滨海阶地、 南流江中下游河流阶地、 钦州湾和防 城港河口-沙坝体系以及廉州湾和防城港湾近岸海域成矿带; 矿物富集受控于物源供给、 水动力分选及第 四纪沉积环境; 年代学研究显示, 该地区的物源比较广泛, 主要为印支期花岗岩, 同时受多期次构造演化影 响; 地球化学异常显示 Zr-Hf 元素与 Ti 相关性良好, 主要分布于黏土和含黏土的地层中。 基于上述结果, 提 出“构造-物源-水动力-沉积”四元控矿模型, 为广西海岸带锆铪资源勘探与开发提供科学依据。

针对方解石(CaCO3 )虽然可以降低水环境中镉(Cd)的浓度, 但 Cd 2+在固相和水溶液之间的分配情 况尚不清楚的现状, 对一系列合成方解石-菱镉矿固溶体(Ca1-xCdx)CO3 在 25 ℃ 空气饱和水中的溶解作用 开展了实验。 结果表明: 溶解过程中, Cd 2+浓度在 6 h 内上升至峰值 0. 082 ~ 11. 102 μmol / L, 210~270 d 后 缓慢下降至稳定状态 0. 026 ~ 1. 334 μmol / L; 液相的 Cd 2+ / (Ca 2+ +Cd 2+ )物质的量比远低于相应固相的 Cd / (Ca+Cd)物质的量比(XCd ), 显示出强烈的钙和镉的非化学计量溶解; 方解石(CaCO3 )的溶度积(Ksp )和吉 布斯生成自由能(ΔG ° f )分别为 10 -8. 40±0. 02 ~ 10 -8. 40±0. 01 和-1 129. 40±0. 11 ~ -1 129. 38±0. 04 kJ/ mol, 菱镉矿 (CdCO3 )的 Ksp 和 ΔG ° f 分别为 10 -11. 59±0. 07 ~ 10 -11. 51±0. 17 和-671. 61±0. 45 ~ -671. 18±0. 99 kJ/ mol; 随着 XCd 的 增加,(Ca1-xCdx)CO3 固溶体的 Ksp 值从方解石的 10 -8. 40±0. 02 ~ 10 -8. 40±0. 01 非线性下降到 XCd = 0. 90 固溶体的 10 -12. 13±0. 09 , 再小幅上升到菱镉矿的 10 -11. 59±0. 07 ~ 10 -11. 51±0. 17 , 而其 ΔG ° f 值则呈线性升高。 在利用 Guggenheim 系数 a0 = -2. 36 和 a1 = -6. 89 构建的 Lippmann 图中, (Ca1-xCdx)CO3 固溶体的溶解呈现非化学计量特征, 依 次向上移动至 Solutus 曲线和菱镉矿的饱和曲线, 再沿该曲线从右向左移动, 接近方解石和(Ca1-xCdx )CO3 固溶体(XCd = 0. 21~0. 90)饱和曲线的交会处, 最终贫 Cd 的液相与富含 CdCO3 的固相达到平衡。

针对黄泛区粉土强度低、 水稳定性差等工程问题, 以钢渣、 粒化高炉矿渣、 脱硫石膏等为主材制备 固化剂(SBCG)对黄河冲积粉土进行改良固化, 通过标准无侧限抗压强度、 浸水软化、 冻融循环等试验对 SBCG 固化粉土的路用性能进行综合评价, 同时利用扫描电镜对固化粉土内部的微观结构进行观察。 结果 表明: SBCG 固化粉土可改善素土的压实性能, 各龄期标准养护强度随 SBCG 掺量增加得到明显提升, 3 d 龄期浸水强度损失率均小于 20%, 浸水后的 CBR 仍满足路基强度要求, 5 次冻融循环后残余强度比均超过 80%; 根据不同试验条件下固化粉土强度变化规律, 确定 SBCG 的掺量可控制在 10%以下; SEM 图像显示 SBCG 胶凝体系可在粉土内部水化生成大量的水化硅酸钙凝胶(C-S-H)裹覆在土颗粒周围, 钙矾石(AFt) 等填充于孔隙之间, 使粉土形成密实胶结结构, 有利于粉土水稳定性、 抗冻性能的改善。

生态肌理是景边型传统村落特色和文化传承的载体和标识, 其破坏具有不可逆性, 因此把握其脆 弱性显得尤为重要。 藉此运用脆弱性理论, 建立景边型传统村落生态肌理脆弱性分析路径与评估框架。 基 于脆弱性调研信息, 聚焦暴露度、 敏感性、 适应力三要素, 归纳生态脆弱性作用机理, 厘清内涵。 综合运用 田野调查、 数理分析方法、 空间规划理论, 通过分析村落目前的存续环境及状态, 解析其脆弱性空间表征、 成因和外部作用力, 从外部影响因素和内部影响因素两个维度, 构建出景边型传统村落生态肌理脆弱性的 空间逻辑关联, 推演出景边型传统村落生态肌理脆弱性影响因子体系。 生态肌理保护的关键因子在于叠加 风景区特有的旅游驱动这一外部因素影响, 景村的生态、 社会价值、 游客行为等在此影响下, 形成多个关键 影响因子。 相较于偏稳定的物质空间保护因子, 这些因子更凸显景边型传统村落的生态敏感性, 增强此类 村落的保护可持续性, 为其活化利用提供理性决策的适宜性评估支持。

针对 UHPC 收缩问题, 采用煅烧菱镁矿的方法制备氧化镁膨胀剂(MEA)研究了煅烧温度-保温时 间和煅烧-粉磨先后关系对 MEA 活性的影响, 制备了不同活性的 MEA, 并将不同活性的 MEA 掺入 UHPC 中进行抗压和收缩性能测试。 结果表明: 菱镁矿的分解率随着煅烧温度和保温时间的升高而升高; 随着煅 烧温度和保温时间的增加, MEA 结晶度变高, 结构更加密实, 活性降低; 相同煅烧温度和保温时间条件下, 采用先烧后磨方法比采用先磨后烧方法制备的 MEA 结构更加疏松, 反应活性更高; UHPC 的抗压强度和收 缩值随 MEA 活性增大而降低, 其中掺入 6%活性最高, Ⅰ-MEA1 的 UHPC 基体早期自收缩可降低 33. 31%。

为研究土体颗粒级配对多孔介质土壤水分特征曲线的影响, 在孔隙尺度下采用有限元分析方法对 良好级配、 不良级配和等粒径 3 种级配土体的吸水和脱水过程进行数值模拟。 研究表明: (1)在吸水过程 中, 不良级配土体水相饱和程度更高, 良好级配土体的持水能力更强; 在脱水过程中, 等粒径土体的土壤水 分特征拟合曲线更平缓, 土体更不易脱水。 (2)对孔隙通道中的滞留水分进行微观分析, 并对接触角作用 和“墨水瓶”效应两个造成水分滞后现象的主要原因进行微观表征。 (3)良好级配土体和不良级配土体对土 壤水分特征曲线的影响主要是由于“墨水瓶”效应。

为研究低水泥掺量稳定级配碎石基层结构的力学响应变化规律, 通过无网格法数值模拟计算软件 对比分析低水泥掺量稳定级配碎石结构层在不同沥青路面结构下的力学响应特性。 结果表明: 新建和改建 沥青路面结构的弯沉和层底应力等力学参数均随低水泥掺量稳定级配碎石结构层的厚度和模量变化而变 化, 低水泥掺量稳定级配碎石结构层的水泥掺量宜控制在 2. 0% ~ 2. 5%; 厚度对弯沉和层底应力的影响比 模量更显著, 厚度宜控制在 20~30 cm, 模量宜控制在 800~1 000 MPa; 低水泥掺量稳定级配碎石结构层在 不同沥青路面结构下均是以受压为主。 在低水泥稳定级配碎石结构层受压的工况下, 沥青路面设计应以弯 沉和半刚性基层层底拉应力作为控制指标。

都庞岭地区位于北东向钦杭成矿带与东西向南岭成矿带的复合部位, 构造-岩浆活动强烈, 成矿 条件优越。 尽管前人已开展了大量的地质矿产调查, 但该区始终未取得重大找矿突破, 其主要原因是区域 性综合成矿预测研究不足, 勘查数据没有得到有效利用, 尤其是与大数据等信息技术结合不够紧密。 在总 结都庞岭地区钨锡多金属矿床成矿规律的基础上, 基于证据权重法提取主要控矿因素, 优选证据因子, 确 定成矿潜力分级标准, 开展找矿预测, 共提取地层、 岩体、 构造、 化探等 6 类 25 个控矿因素(证据因子), 根 据后验概率值圈定 24 个成矿远景区; 依据成矿潜力、 成矿地质背景、 矿化蚀变以及物探、 化探和遥感异常 特征, 将具有相似成矿条件、 矿床成因且地物化遥等成矿信息集中的区域划分为同一找矿预测区。 据此, 在都庞岭地区圈定出 5 个优选找矿预测区, 包括 2 个Ⅰ级找矿预测区和 3 个Ⅱ级找矿预测区, 其中千家洞 西侧Ⅰ1 级预测区最具找矿潜力。

针对湛江组结构性黏土的强触变性导致在该类地基中桩基的沉降具有明显的时间效应, 根据已有桩 基沉降时效性计算方法得到的计算值与实测值之间存在较大误差的现状, 以湛江组结构性黏土中桩基为研究 对象, 对其进行桩基沉降时效性模型试验及桩周土触变性试验, 得到在不同静置时间下桩基的沉降时间效应 系数及桩周土体的触变强度比率, 拟合桩基沉降时间效应系数与桩周土体触变强度比率的量化关系; 在双曲 线模型法的基础上, 根据桩基沉降时间效应系数与桩周土体触变强度比率的量化关系对双曲线模型参数进行 等效折减, 提出了一个考虑湛江组结构性黏土触变性的桩基沉降时效性计算公式; 通过试验与文献数据验证 了该计算公式的有效性。 结果表明: 该计算公式可以缩小实际工程中的桩基在长期荷载作用下的沉降计算值 与实测值之间的误差, 为在长期荷载作用下湛江组结构性黏土中桩基的沉降时效性计算提供参考。

以广州地铁 22 号线番禺广场施工路段的非均匀地面沉降数据为例, 采用差分自回归移动平均 (ARIMA)模型与高斯过程回归(GPR)模型对地面沉降变化进行分析预测。 先利用训练集数据建立模型, 确 定 ARIMA(3, 1, 2)模型并预测其线性沉降量, 再利用 GPR 模型对 ARIMA 模型残差进行训练拟合并预测其 非线性变化量, 两个模型预测值叠加得到最终地面沉降预测值。 结果表明: ARIMA-GPR 混合模型预测值 的误差相比于 ARIMA、 GPR 两个单一预测模型有明显的减小, 预测精度提高 40%以上, 提升了单一模型的 预测精度, ARIMA-GPR 混合模型是一种有效可行的非均匀地面沉降预测方法。

随着变电站工程建设规模及输变电构件种类逐渐增加, 仅依赖于对计算和存储能力进行升级已难 以满足变电站海量三维数据渲染的需求, 对三维场景数据进行优化调度是提高渲染效率不可缺少的手段。 通过分析松散八叉树空间存储结构, 结合视相关的动态 LOD 技术提出了基于松散八叉树的变电站场景模型 动态调度方法。 该方法以视距为约束条件, 自上而下索引松散八叉树节点, 将符合条件的节点中的物体简 化为对应的 LOD 级别, 通过减少模型数据量提高了变电站三维场景的渲染速率。 以某变电站项目为研究对 象, 基于 Unity 3D 实现了三维变电站场景的快速渲染, 验证了该动态调度方法的有效性。

为实现桥梁拉索施工过程中的索力精准监控, 提出在桥梁拉索制作阶段采用内置高分子应变传感 器对施工阶段拉索索力进行测量, 基于高分子应变法基本原理, 利用智能钢丝与拉索的协同变形实现拉索 索力测量。 通过试验高分子应变传感器的封装特点, 并将静载试验索力测量结果与传统的磁通量传感器测 量法进行了比较。 结果显示, 高分子应变索力测量技术制得的高分子应变平行钢丝智能拉索的传感线性和 重复性较好, 可识别的索力误差为-1. 38%, 具有较高的精准度及可靠性, 测量精度满足要求, 适宜于施工 阶段快速索力监测。

越城岭地区位于南岭成矿带西段, 成矿地质条件优越且矿点分布密集, 是华南地区重要的加里东期钨锡矿找矿远景区之一, 深入解析其成岩-成矿作用机制是开展理论研究和实现找矿突破的关键。以桐油村锡矿及其成矿花岗岩为研究对象, 系统开展了岩石学、 锆石与锡石U-Pb 年代学及全岩地球化学研究,并探讨其与锡矿化的成因关系。地球化学分析表明, 矿区花岗岩SiO2、 K2O 含量分别为76. 00%~77. 66%和4. 78%~6. 64%, 铝饱和指数(ASI)与分异指数(DI)分别为1. 16~1. 68 和88. 77~95. 10, 属于强过铝质高钾钙碱性高分异S 型花岗岩。锆石和锡石U-Pb 定年结果显示, 花岗岩侵位时代为438. 0±10. 0 Ma, 矿区云英岩型与破碎带脉型锡石U-Pb 年龄分别为429. 1±3. 4 Ma 和413. 5±4. 1 Ma, 表明该矿床成岩和成矿作用均发生于加里东晚期, 成矿时间略晚于岩体侵位时间, 且锡矿化阶段存在显著时间差, 暗示桐油村地区可能存在两期锡矿化事件, 深部赋存有与之相关的晚期岩体。岩石地球化学特征表明, 矿区花岗岩形成于造山挤压后伸展阶段的碰撞后构造背景, 是古老地壳富集黏土变泥质岩部分熔融形成的产物。综合研究表明,越城岭地区加里东期岩浆活动可划分为6 个期次, 对应5 次钨锡矿成矿事件, 晚期岩体对钨锡矿成矿具有专属性。