基于分布式控制力矩陀螺的水下航行器轨迹跟踪控制

基于控制力矩陀螺群(CMGs)的水下航行器具有低速或零速机动的能力。采用基于分布式CMGs的水下航行器方案,并研究其水平面的轨迹跟踪控制问题。通过全局微分同胚变换将非完全对称的动力学模型解耦成标准欠驱动控制模型,并根据简化的模型构建其轨迹跟踪的误差动力学模型,将轨迹跟踪控制问题转化为误差模型镇定问题。基于一种分流神经元模型和反步法设计了系统的轨迹跟踪控制律,该控制器不需要对任何虚拟控制输入进行求导计算,且能确保跟踪误差的最终一致有界性。仿真结果表明该控制器能够实现在不依赖动力学参数先验知识的情况下对光滑轨迹的有效跟踪。     

地质环境监测：群测群防体系亟待升级

7月18日傍晚,湖南省地质环境监测总站副站长、省地质灾害应急中心专职副主任陈平的办公桌上摆放着一张《湖南省地质灾害分布图》。几分钟后,陈平即将前往益阳市安化县马路镇潺溪口村。7月16日,这个位于柘溪水库边上的村庄刚经历了一场由山体滑坡导致的劫难。而就在几小时前,陈平还在岳阳地质灾害的现场进行应急救灾。     

风机基础TLP平台在波浪中运动性能的CFD数值分析

随着海上风能的开发向深水发展，支撑风机的载体平台越来越受到关注。在经济性与安全性、稳定性的多重要求下，张力腿平台（TLP）在海洋风能资源的开发中体现出了重要地位。采用基于开源平台OpenFOAM开发的计算流体动力学（CFD）水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU对一座处于中等水深下的风机基础水下TLP（STLP）的运动响应进行了数值模拟与研究。文中使用弹簧锚链模型模拟STLP的垂向系泊锁链系统，模拟该平台在不同波浪环境下的运动响应情况。首先将STLP单自由度自由衰减CFD模拟结果与已有全耦合时域分析结果进行对比，验证了naoe-FOAM-SJTU求解器及使用弹簧模型模拟STLP系泊系统的准确性与可靠性。随后在考虑非线性波浪载荷的情况下研究极端海况下与一般作业海况下STLP的运动响应情况，计算工况中的风机基础所受弯矩及锚链受力情况，并详细展示流场、速度场信息，分析高阶波浪成分、不同海况等条件对于STLP运动性能的影响。研究结果表明，TLP在中等水深中具有良好的运动性能，naoe-FOAM-SJTU求解器可以有效模拟水中生产平台在波浪环境下的水动力问题，并可以对整个流场进行可视化展示与分析。     

东营凹陷中央背斜带沙三段砂岩石英次生加大边发育特征及其指示意义

石英次生加大是砂岩储层中常见且重要的成岩现象.本文通过对东营凹陷中央背斜带沙三段不同含油级别砂岩样品铸体薄片镜下观察、石英次生加大边宽度和含量的定量统计以及流体包裹体测温，分析了不同含油级别砂岩中石英次生加大边发育特征、期次和石英次生加大所需硅质的可能来源.砂岩样品中石英次生加大边最大宽度和加大边面积分布范围变化大，分别分布在4~90 μm和2.50~39 927.80 μm2之间.砂岩中与油气充注有关的石英次生加大主要有两期，结合埋藏-温度史图，该两期石英次生加大边发育时间分别为距今15~6 Ma和4~0 Ma.钾长石溶蚀和沙三段砂泥岩层中黏土矿物的转化是研究区不同含油级别砂岩石英次生加大边发育的主要硅质来源.东营凹陷中央背斜带沙三段不同含油级别砂岩石英次生加大边发育具有相似性和差异性两种特征:（1）不同含油级别砂岩中石英次生加大边最大宽度和单颗粒石英次生加大边面积整体统计分布特征具有相似性；（2）石英次生加大边宽度和单颗粒石英加大边面积普遍存在差异性.砂岩孔渗性、含烃流体充注造成的酸性水介质环境和油水分布特征是造成沙三段不同含油级别砂岩石英次生加大边发育相似性和差异性的主要原因，该区砂岩中石英次生加大可作为含烃流体充注的成岩示踪标志.      

空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型研究

多维饱和-非饱和流方程离散后生成的系数矩阵中常存在零系数，这将影响求解过程中的存储空间和计算效率。合理的系数矩阵优化方法既能保证模拟精度，又能提高模型在大规模网格单元中的计算效率及通用性。文章在多维饱和-非饱和流有限差分法基础上，预先记录不同方向上有效单元间的连接关系，避免了零系数的计算和存储，并结合矩阵标识法建立了空间链接器式多维通用饱和-非饱和流模型。通过模拟地下水位起涨、渗流面排水等四个经典案例及田间三场长历时小雨入渗过程，验证了该模型的模拟精度及计算效率。对比结果表明:该模型在多维度、不同边界条件（包括天然降雨、渗流面等）下的模拟精度与Hydrus、VSF等成熟软件相当，计算效率略低于Hydrus软件。田间模拟结果表明:VG模型中的参数n敏感性最强，需优先率定；因模型中尚未考虑大孔隙流影响，各层土壤水分响应时间滞后于实测过程；三场降雨计算时段末期，超过80%的入渗水量仍滞蓄在表层40 cm的土壤中，仅有约4%~12%的水量已转化为潜水。本文模型有望成为传统多维饱和-非饱和流模型的重要补充。     

河北兴隆诗上庄地质遗迹特征及地质文化村建设探讨

诗上庄位于河北省兴隆县东部，交通便利，周边有风景名胜区10余处。区域地层主要为中上元古界海相沉积的碳酸盐岩，燕山期构造运动影响了诗上庄地质景观的形成。诗上庄有地质遗迹28处，包含基础地质、地貌景观和地质灾害3个大类，下分7类和10个亚类，包括地质事件剖面、褶皱与变形、古生物遗迹化石产地和碳酸盐岩地貌等，其中最具代表性的是叠层石古生物遗迹化石产地，形态涵盖层状、波状、柱状和锥状等。地质遗迹等级包括省级3处，省级以下25处。村内自然环境优良，森林覆盖率71.8%，年均气温8.2℃。土壤和地下水中有益元素的富集程度是评价地质文化村的重要指标:村内富锌土地面积0.11 km2，锌元素含量为98.03 mg/kg；地下水中锶元素含量0.27 mg/L。同时诗上庄人文资源丰富。根据村内资源禀赋情况，确定了地质文化村的建设模式为“地质+生态康养”类，围绕“地质为基、文化为魂、融合为要、惠民为本”的定位，论证了诗上庄地质文化村的可行性，建议性提出地质文化村建设总体方案。     

灌注桩后注浆技术应用研究及承载力影响分析

对后注浆技术未能大幅提高灌注桩单桩承载力的工程个案展开分析研判，得出注浆过程控制不力是导致单桩承载力不足的主要原因。严格注浆管、射浆管、逆止阀制作质量管控与安装及注浆过程控制是能否成功注浆进而提高承载力的关键因素。工程案例中对承载力欠缺的区域进行了补桩处理，补桩时规范注浆装置制作、加强注浆过程管控，在补桩达到龄期后进行了静载试验，结果表明其单桩竖向极限承载力满足设计要求。     

西藏聂拉木县嘉龙湖冰湖溃决型泥石流危险性评价

冰湖溃决型泥石流是高原山区特殊的地质灾害，以西藏聂拉木县嘉龙湖为例，建立了一套冰湖溃决型泥石流危险性评价方法.以喜马拉雅山区1970—2015年气温波动频次和聂拉木冰湖溃决历史事件预测了未来10年嘉龙湖溃决的时间概率.利用遥感影像识别嘉龙湖上方不稳定冰体的范围和规模，采用美国土木工程师协会推荐公式和修正的三峡库区涌浪计算方法分析了冰川滑坡产生的涌浪规模，从涌浪波压力和越顶水流推力两方面预测了冰碛坝发生失稳的可能性.采用FLO-2D模拟冰湖溃决泥石流的运动过程，以最大流速和泥深表达了嘉龙湖溃决泥石流的危险程度.评价结果表明:2002年嘉龙湖溃决事件与当年气温偏高有关，未来嘉龙湖发生溃决概率高；冰川滑坡激起涌浪能够翻越坝顶，并引起坝体快速侵蚀而溃决；冰湖溃决泥石流对聂拉木县城河道两侧54栋建筑造成威胁.评价方法实现了冰湖溃决型泥石流危险性的定量分析，评价结果对聂拉木县城泥石流防灾具有现实意义.      

山东大尹格庄金矿床深部三维定量成矿预测

大尹格庄金矿是胶西北招平断裂带中段的大型金矿床,但随着逐渐的开采其保有资源量不断下降,急需在矿床的深边部区域开展接续资源找矿工作。本文以大尹格庄金矿为研究对象,以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导,利用三维地质建模技术构建了相关地质体的三维模型,在此基础上,采用定量化的方法提取地质体与成矿相关的控矿因素指标和矿化指标,并建立了三维定量成矿预测模型,并应用该模型圈定了3个找矿靶区。研究表明,该方法能够适用于大中型矿山的深边部找矿工作,其三维及定量化的预测结果能够为后续的勘探及开采工作提供重要参考。