基于特征聚类的轨道不平顺潜在病害辨识

研究目的:轨道不平顺潜在病害隐蔽性强,对其准确合理辨识是开展预防修策略下线路养护维修作业的前提。本文以轨检数据为基础,分别构造了以轨道质量指数(TQI)和轨道不平顺幅值为对象的潜在病害辨识指标。在此基础上,基于k-means++聚类算法和手肘法通过判定样本最佳聚类簇数实现潜在病害的识别及定位。依托某有砟铁路动检数据对所提轨道不平顺潜在病害辨识方法进行了验证。研究结论:(1)对于均值管理来说,在16 km连续轨道区段上2处区段单元潜在病害被准确识别,其历史最大TQI值分别约为5.5 mm、5.3 mm,且潜在病害定位结果与实际里程基本吻合;(2)对于峰值管理来说,在500 m连续轨道区段上2处局部不平顺潜在病害也被准确识别,其历史最大幅值约为3 mm、3.3 mm,潜在病害定位结果与实际里程基本吻合;(3)本研究成果可与大机捣固作业、人工精调作业相结合,为预防修策略下的潜在病害整治提供辅助参考。

华北克拉通五台绿岩带锆石年代学及地质意义

五台花岗-绿岩带位于华北克拉通中部造山带的中心地区,保存有较完整的地质记录,并赋存条带状铁建造(BIFs)型铁矿,一直是研究的热点地区之一。然而,该绿岩带尚需详细年代学研究来重新厘定其岩石地层划分。本文对该区域三个组,即金岗库组、柏枝岩组和鸿门岩组中发育的变质火山岩开展了锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素组成分析。锆石U-Pb定年结果显示,五台花岗-绿岩带五台群中的金岗库组、柏枝岩组和鸿门岩组的变质火山岩喷发年龄分别为2540±8 Ma、2524~2530 Ma和2513~2517 Ma,同时还记录了~2700 Ma的继承年龄和1930~1853 Ma的变质年龄。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示它们的εHf(t)值分别为+0.4~+5.5、+1.2~+7.5和+2.2~+10.5,相应的亏损地幔模式年龄为2639~2845 Ma、2546~2788 Ma和2425~2752 Ma,εHf(t)值呈现大的变化且增加的趋势。结合前人的研究,本文确定了五台群中的金刚库组、庄旺-文溪组、柏枝岩组和鸿门岩组分别形成于~2540 Ma、~2530 Ma、~2525 Ma和~2515 Ma,它们记录了四期火山活动,说明五台绿岩带中的表壳岩系尽管经历了变形变质作用的改造依然保存了较完整的地层层序序列,并提出回撤-前进式俯冲-底冲演化模型。这些结果对理解五台花岗-绿岩带乃至华北克拉通新太古代-古元古代构造及演化具有重要意义。

鲁西泰安地区~2.7Ga变玄武岩成因及其对新太古代花岗-绿岩带构造演化的制约

鲁西地区保存有华北克拉通最典型的新太古代花岗-绿岩带,且后期地质作用改造较弱,是探讨早期地壳形成演化的关键地区。最近的地质调查工作,在泰安地区识别出一套变玄武岩组合。通过锆石U-Pb定年,获得侵入变玄武岩的奥长花岗岩脉年龄为2717±10Ma、二长花岗岩脉年龄为2549±15Ma,并在变玄武岩中获得~2729Ma、~2596Ma和2553~2549Ma多期年龄信息,由此确定变质玄武岩形成年龄大于~2.72Ga,遭受新太古代晚期~2.60Ga和~2.55Ga构造热事件影响。泰安地区变玄武岩组合归属于新太古代早期的泰山岩群雁翎关岩组。这些玄武岩遭受了后期(~2.55Ga)花岗质岩浆侵位作用的影响,并在原岩岩浆演化过程中经历了橄榄石和单斜辉石的结晶分离。变玄武岩为拉斑质玄武岩,显示出原始地幔一致的微量元素组成(Nb/Y=0.08~1.14、Nb/Th=1.82~13.4、Zr/Nb=17.9~27.2),表现为近平坦或弱分异的稀土元素配分模式[(La/Yb)N=0.90~2.52]和平坦的重稀土配分模式[(Gd/Yb)N=1.04~1.23];具有低的Sm/Yb比值(0.95~1.25)和正的εNd(t)值(2.48~3.64)。区域上,雁翎关岩组变玄武岩主要伴生科马提岩,成分均一,无伴生陆源沉积物,微量元素组成上与洋底高原玄武岩特征类似,来源于地幔柱头部尖晶石橄榄岩的部分熔融。新太古代早期(~2.7Ga),鲁西地区出现由科马提岩和拉斑玄武岩组成的绿岩带,同期出现新生的TTG陆壳,形成于地幔柱构造体制;新太古代晚期(~2.5Ga)出现钙碱性火山岩、TTG、赞岐岩和富钾花岗岩组合,显示出强烈的壳-幔相互作用和地壳物质再循环,板块构造体制已开始作用。综合地质资料揭示,华北克拉通构造体制在新太古代发生重大转变:由早期地幔柱逐渐转变为晚期的板块构造体制。

内蒙古半沟地区紫苏碱长花岗岩的年代学、同位素地球化学及构造意义

为进一步探讨华北克拉通古-中元古代构造演化过程,本文对位于华北克拉通北缘孔兹岩系与怀安片麻岩接触界限附近、侵入TTG片麻岩的紫苏碱长花岗岩进行了地质年代学及地球化学研究。锆石U-Pb测年结果表明,该紫苏碱长花岗岩的结晶年龄为1792±19Ma;此外,分析样品的主量元素显示高硅、贫镁铁、准过铝质-弱过铝质特征,属高钾钙碱性I型花岗岩;同时,微量元素具有右倾式稀土配分模式、Eu呈正异常、富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征。锆石εHf(t)呈负值(-12.1~-6.2),εNd(t)=-4.5~-9.4,具有相对富集的同位素组成。锆石Hf和Nd同位素单阶段模式年龄分别为2.41~2.62Ga、2.40~2.61Ga,与年龄为~2.5Ga的TTG片麻岩对应值一致。岩石地球化学及Nd-Hf同位素证据指示紫苏碱长花岗岩源自碰撞后伸展抬升阶段TTG片麻岩的重熔,标志着华北克拉通古元古代造山运动结束。

中国前寒武纪地质研究进展专辑——庆贺中国地质学会前寒武纪专业委员会成立四十五周年

中国地质学会前寒武纪专业委员会(简称前寒武专委会)成立于1979年,是中国地质学会下设的分支机构之一,旨在汇集国内外前寒武纪地质学领域的专家学者,共同推动前沿科学问题的探讨和研究成果的共享。经过四十余年的发展,前寒武专委会作为我国前寒武纪地质研究领域最具专业性的学术团体,在学术交流、科学研究、科普宣传、咨询服务和人才托举等方面取得卓著成效。近年来,国内外前寒武纪地质学科的发展进入了深时地球系统科学的新时期。前寒武专委会聚焦学科前沿热点领域,以国家需求和专业重大科学问题为导向,以科技创新驱动学科发展,在项目申报、成果创新和人才培养方面取得一系列进展,多位专委会委员申报获批多项国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目及中国地质调查局地质调查项目等。以长期的工作积累和详实的资料数据为基础,依托上述科研项目的稳步实施,我国地质学家在早期地球和类地行星构造体制演化、超大陆旋回及其资源效应、深时地球多圈层耦合机制、地球宜居性演化过程等新兴的前寒武纪地球科学热点领域,取得了一系列新资料、新认识和新成果。时值前寒武专委会成立四十五周年之际,《岩石学报》特别组织了本专辑,收录了二十篇精选文章,以庆祝这一重要时刻。

内蒙古狼山宝音图群变沉积岩碎屑锆石年代学特征:华北北缘西段中-新元古代构造演化记录

宝音图群分布于内蒙古中西部狼山的格尔敖包沟、宝音图、巴音前达门和图古日格一带,构造位置处于华北克拉通、阿拉善地块和中亚造山带的交界部位,主要由云母片岩、石英岩、变基性岩和大理岩组成。关于宝音图群的沉积时代下限和物源亲缘性一直存在争议。本文对狼山地区宝音图群不同地区碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb定年分析。结果显示,宝音图群变沉积岩中的碎屑锆石多为岩浆锆石,多数发育变质增生边,其中格尔敖包沟地区碎屑锆石呈现5个主峰值年龄段(950Ma、1300Ma、1500Ma、1800Ma和2500Ma附近)和2个次峰值年龄段(720Ma和2100Ma附近),最年轻的碎屑锆石谐和年龄为700±8Ma,形成于新元古代,可以代表宝音图群最大沉积年龄,是目前发现的宝音图群最年轻碎屑锆石。获各琦地区碎屑锆石呈现2个主峰值年龄段(1500Ma和1700Ma附近)和3个次峰值年龄段(840Ma、1300Ma和1900Ma附近)。宝音图地区碎屑锆石呈现1个主峰值年龄段(1700Ma附近)和4个次峰值年龄段(840Ma、1000Ma、1400Ma和2200Ma附近)。巴音前达门地区碎屑锆石呈现3个主峰值年龄段(1800Ma、1900Ma和2500Ma附近)和3个次峰值年龄段(770Ma、970Ma和1300Ma附近)。帮帮敖瑞地区碎屑锆石呈现3个主峰值年龄段(920Ma、1200Ma和1500Ma附近)和1个次峰值年龄段(710Ma附近)。图古日格地区碎屑锆石呈现1个主峰值年龄段(1900Ma附近)和5个次峰值年龄段(1100Ma、1300Ma、2300Ma、2500Ma和3100Ma附近)。通过碎屑锆石年龄图谱对比及年龄χ2分布分析发现,宝音图群变沉积岩原岩整体都沉积于离散背景中,狼山北部的宝音图群变沉积岩(图古日格和巴音前达门地区)的物源来自于华北克拉通,可能记录了哥伦比亚超大陆裂解事件;狼山西南部的宝音图群变沉积岩(格尔敖包沟、帮帮敖瑞、获各琦和宝音图地区)的物源来自于阿拉善地块,可能记录了罗迪尼亚超大陆的裂解事件。

浅谈中国工程地质学发展现状及未来发展趋势——基于国家自然科学基金(1987~2021)立项数据

中国工程地质学始终紧密结合国家战略需求尤其是工程建设中的科学技术问题,经历了初期缓慢发展到逐步成熟的过程。本文根据中国工程地质领域自1987年申请国家自然科学基金至2021年期间获资助项目,系统分析了35 a来我国工程地质学研究方向和研究内容的演进。研究发现,工程地质学的发展经历了从地质现象表征到地质规律总结,再到机制探索等阶段,呈现出国家战略的主导性、灾难性事件的驱动性、研究趋精细化和复杂化、学科发展的阶段性,以及受资助单位的集中性等特点。未来中国工程地质学发展,应基于地球系统科学理念,推动工程地质学研究思维方式和研究范式的改变;打破学科间壁垒,加强工程地质学与其他学科的交叉融通,丰富并深化工程地质学的发展,使得工程地质学向着更科学、更具有多学科融合特点的方向发展,并催生新的科学生长点;抓住数据革命契机,开辟工程地质学研究新途径;始终结合国家重大战略需求,加强青藏高原及其周缘重大工程地质问题研究,推出新理论,解决新问题。

新乡土建筑在藏族民居中的应用研究——以佳碧村为例

随着中国现代化进程的加速,建筑设计的审美观念也在不断地发展和改变。在这个过程中,新乡土建筑的运用逐渐成为人们关注的焦点。通过田野调查、文献查找、实地测量等研究方法,发现在藏族民居中,新乡土建筑的应用研究是十分重要的。在研究中,建筑材料的选择和运用是一个重要的方面。传统的藏族民居主要采用木材和土坯等材料,而现代的新乡土建筑则加入了更多的新型建筑材料。文章着重论述了新乡土建筑在藏族民居中的运用,探讨新乡土建筑的建筑形式对地方建筑发展的影响,对改善城市环境具有重要作用和贡献。最后得出结论,这些新材料不仅提高了建筑的耐久性和安全性,同时也让建筑更加美观并符合现代人的审美需求。

内蒙古黄土窑地区古元古代辉石正长岩的锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石成因

华北克拉通中部造山带古元古代构造演化一直是前寒武纪地质研究的热点问题,尤其是最后一期造山碰撞的性质,一直存在多种解释。本文对出露于黄土窑地区、侵入怀安片麻岩中的古元古代辉石正长岩进行了锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石地球化学研究。辉石正长岩侵位时代为~1830Ma,并捕获了围岩中~1.92Ga的变质锆石及~2.4Ga的岩浆锆石。辉石正长岩贫硅、高钠钾,轻重稀土分馏明显,无Eu异常,Rb、Ba、K等大离子亲石元素相对富集,Th、U、Nb、Ta等高场强元素相对亏损。辉石正长岩εNd(t)-5.2~-5.9,Nd亏损地幔模式年龄(t DM)为2.56~2.61Ga,所有锆石的Hf同位素一阶模式年龄为~2.5Ga,二阶段模式年龄为~2.7Ga,其中~1824Ma岩浆锆石的Hf同位素相对富集(εHf(t)-11.3~-2.1)。岩石地球化学及同位素证据指示辉石正长岩源自与其围岩TTG源区类似的中下地壳的部分熔融,并较少受到地幔物质的影响。本文研究为限定华北克拉通古元古代最后一期碰撞挤压-抬升的时限、规模及形式提供了新的证据。

基于改进非等时距灰色模型与PSO优化的轨道不平顺预测

基于轨道动检数据开展的轨道不平顺预测研究,可用于指导以预防为主的养护维修作业。将改进非等时距灰色模型与粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)相结合来实现轨道质量指数(Track Quality Index,TQI)的高精度预测。在考虑TQI原始动检数据特征的基础上增加原始数据平滑优化、累加初始值优化和背景值优化等环节提出改进非等时距灰色模型。利用PSO算法的启发式搜索优势,以平滑优化参数、初始值优化参数、背景值优化参数为搜索目标,以预测平均相对误差为适应度函数,实现预测模型参数的自适应优化。在此基础上,基于优化参数计算得到拟合区间和外推区间上的TQI预测结果。选取沪昆线上行区段实测TQI数据对本文方法进行验证,并与既有TQI组合预测模型的预测结果进行了对比。研究结果表明,模型可有效捕捉TQI序列中的随机波动与实时演变趋势,在外推区间上的平均相对误差分别为2.04%和2.54%,预测性能优良;当TQI序列振荡特性显著时,本模型仍能保证预测结果的可靠性;与组合预测模型相比,该模型规避了残差修正、多算法融合等繁琐步骤,可通过有限优化环节提升预测精度,为轨道不平顺预测提供一种新方法。

基于线结构光双目测量系统的管片位姿正交化解算

针对管片拼装机工作过程中存在位姿误差和位姿检测智能化等问题,提出了一种基于线结构光双目测量系统的管片位姿测量方法。该方法减小了检测管片位姿时光照情况对检测结果的影响,无需要额外添加其他标记,可将由线结构光双目测量系统检测的管片边缘点世界坐标与管片拼装机机械手臂工作坐标下的三维坐标进行转换和解算。利用以隧道横截面圆心坐标O为基准的线结构光双目测量系统检测到检测点的位姿,通过运用三维空间点的坐标重心化和罗德格里矩阵的最小二乘法求解出管片位姿变换旋转矩阵,有效改进管片姿态旋转矩阵的正交性。随机进行多组检测点的位姿计算误差的比较,验证本方案的可行性。结果表明该方法能精准快速测量管片位姿,提高位姿测量精度。

基于力均布性指标的主梁式TBM推进机构尺度优化设计

以主梁式TBM推进机构为研究对象,利用坐标变换理论得出运动学反解方程及其雅克比矩阵。分析直线掘进过程中推进机构的受力情况,并得出受力平衡方程。为降低偏载现象对机构及刀盘的损害,引入力均布性评价指标,并分析不同参数与力均布性指标之间的关系。以力均布性指标最小为目标,建立机构尺度参数优化模型,并运用遗传算法求解该问题。给出机构尺度优化设计实例,并对比该机构优化前后的最大关节力变化,相关结果表明:该优化模型合理有效,相关结果可为推进机构设计提供参考。

冀东地区始太古代早期—冥古宙锆石发现

最古老大陆地壳的形成、组成和演化是阐释地球壳幔物质分异、构造演化的逻辑起点。由于长期地质作用改造,地球上保存的古老陆壳物质十分稀少,寻找和研究都极具挑战性。在冀东卢龙喇叭山地区,早期研究发现含有大量3.4~3.8 Ga碎屑锆石的铬云母石英岩,岩石特征和碎屑锆石年龄分布与迁安黄柏峪地区的铬云母石英岩十分类似。本文对喇叭山地区与铬云母石英岩共生的变质碎屑沉积岩进行了锆石定年。黑云斜长片麻岩(J2006)94个数据点分析,碎屑锆石普遍显示强烈铅丢失,数据点主要沿上交点年龄为~3.8 Ga和~3.45 Ga的两条不一致线分布。获得3084±6 Ma的变质锆石年龄。长石石英岩(J2009)68个数据点分析,除大量3.4~3.8 Ga碎屑锆石外,还发现3.92~4.0 Ga碎屑锆石(6颗)。始太古代早期—冥古宙碎屑锆石的发现表明华北克拉通无疑存在4.0 Ga以上的形成演化历史。本文新定义的曹庄-喇叭山岩系形成于3.1~3.4 Ga之间,主要由变质碎屑沉积岩和变质基性-超基性岩组成,可能代表了地幔柱与大陆壳相互作用的构造环境。根据碎屑锆石形态特征和不同样品碎屑锆石年龄分布存在差异,物源区具有近源和规模大的特征,存在3.92~4.0 Ga、3.8 Ga、3.6~3.7 Ga和3.4~3.45 Ga等不同期次花岗质岩浆作用。

冀东地区~3.8 Ga TTG岩石发现

始太古代及形成时代更古老的岩石十分稀少,任何新的发现都是对最早期陆壳形成演化研究的重要贡献。本文首次报道了华北克拉通冀东地区~3.8 Ga TTG岩石的年龄和地球化学组成。样品J2012为花岗闪长质片麻岩,J2013为侵入花岗闪长质片麻岩的花岗闪长岩脉,也遭受变质变形。两者的岩浆锆石年龄分别为3785±8 Ma和3773±6 Ma。尽管岩石的常量元素组成和形成时代类似,但稀土模式明显不同。样品J2012的TREE(稀土总量)和(La/Yb)n比值分别为139.2×10^(-6)和8.44,组成特征与北美4.03 Ga Acasta片麻岩类似,岩浆作用发生在相对低压的条件下,岩浆作用过程中无石榴子石参与而有斜长石存在。样品J2013的TREE和(La/Yb)n比值分别为163.5×10^(-6)和51.16。轻重稀土强烈分异要求花岗闪长岩形成于石榴子石稳定和斜长石不稳定的高压条件下。研究表明,冀东地区在~3.8 Ga时TTG岩浆作用就显示出多样性,支持了古太古代早期—冥古宙陆壳基底广泛存在的认识。根据始太古代岩石类型和组成特征等综合对比,认为鞍本和冀东是华北克拉通2个不同的古陆核形成演化中心。

有砟高铁大机捣固质量相关性及敏感波长研究

研究目的:我国设计速度为250 km/h的新建高速铁路以有砟轨道为主,在联调联试前通过精捣作业能够有效改善线路几何形位,满足轨道平顺度要求。本文通过分析某新建高速有砟高铁精捣作业数据,研究精捣作业下大机捣固各捣次作业质量的相关性规律,在此基础上借助带通滤波及中点弦测法分析不同波段下的作业质量相关性,揭示波长对精捣作业质量相关性的影响。研究结论:(1)在大机捣固过程中,每次捣固的方案作业量与实际调整量间均呈现出一定的线性相关性,可通过线性回归模型进行近似拟合,以指导工程实践;(2)在一捣至五捣作业中,大机作业质量相关系数呈下降趋势,一捣作业相关系数变化范围最小,且一捣实际调整量数值最大,其作业效果最为稳定;(3)随着不平顺波长的增加,在长波范围内线形调整与大机作业质量相关性较强,可通过起拨量来控制长波不平顺。

基于LabWindows/CVI和Matlab的自动控制虚拟实验平台设计及实现

为实现自动控制原理课程实验的便捷化、直观化,提出一种基于Matlab/GUI和LabWindows CVI的自动控制原理虚拟实验教学平台的开发方法。应用Matlab/GUI工具箱设计实验仿真界面,由回调函数提供后台控制算法实现模型仿真。平台包括基础实验、综合实验2大类8个实验,覆盖“自动控制原理”课程实验教学内容。综合实验中的系统变量数据共享,学生通过调用自主编写程序m文件可以实现控制算法测试。

青少年近视进展与双眼视功能缺损关系研究

目的探讨青少年近视进展与双眼视功能缺损的关系方法。方法选择在沧州眼科医院小儿眼科门诊2016年4月至2017年6月就诊的8~14岁的青少年近视患者共104例,比较患者初诊时和1年后复诊时的屈光度和眼轴变化,根据变化幅度分为:A组(近视进展慢组,屈光度增加≤0.5~0.75 D;眼轴增长<0.3 mm/年)和B组(近视进展快组,屈光度增加≥1.0 D;眼轴增长0.3 mm/年)。然后对104例近视眼儿童进行视感知觉功能的检查(包括知觉眼位检查,立体视功能检查)。结果 104例,A组(屈光度增加≤0.5~0.75 D;眼轴增长<0.3mm/年)51例,占49.04%;B组(屈光度增加≥1.0 D;眼轴增长0.3 mm/年)53例,占50.96%。A组近距离知觉眼位水平偏移度平均值为57.62像素,B组近距离眼位水平偏移度平均值为100.52像素,采用SPSS person相关性分析得出两组变量的P值为0.043(P<0.05),A组的51例患者中有12例患者存在随机点动态立体视缺损,百分比为23。5%。而B组的53例患者中有36个患者存在随机点动态立体视缺损,百分比为67.9%。二者差异有统计学意义。结论近视眼度数的发展与认知感觉功能有着密切关联。用修复认知感觉功能缺损能改善近视眼儿童近视的发展。

华北北部古生代-中生代多期变质作用及其大地构造意义——“华北地区古生代变质作用和动力学”研究进展与展望

“华北地区古生代变质作用和动力学”是2011—2013年中国地质调查局地质调查工作项目,旨在通过变质作用研究,揭示古生代区域大地构造体制与演化过程。通过对河北赤城地区红旗营子杂岩、内蒙古中部温都尔庙群、宝音图群、锡林郭勒杂岩、林西地区的双井片岩等开展了重点研究,表明华北北部地区古生代以来经历了4期不同性质的变质作用,对应不同的构造背景:志留纪的高压低温型(454~426 Ma),指示洋壳的俯冲过程;早泥盆纪的中压型(~400 Ma),指示与地壳加厚有关的造山过程;石炭纪的低压高温型(345~309 Ma),指示造山后的陆内伸展过程,以及早三叠纪(~240 Ma)的中-低压低温型,指示与有限海盆闭合有关的陆内造山过程。结合区域的岩浆、沉积以及构造等方面的地质特征,认为华北北部地区古生代以来经历了复合造山的构造演化过程:早古生代期间的古亚洲洋俯冲;早泥盆纪与古亚洲洋闭合有关的碰撞造山;中-晚泥盆纪-二叠纪陆内伸展,形成陆相盆地-陆表海-有限海盆;以及早三叠纪的有限洋盆被动闭合等过程。这为阐明华北地区古生代地球动力学和成矿背景提供了坚实的变质岩石学基础。

基于传承特色的中药学示范性校内实践教学基地建设

实践是中药学高等教育人才培养的重要环节。结合中药学专业示范性校内实践教学基地的具体实践,从实践教学体系与内容、实践队伍建设与培养、管理体制与运行机制等方面对建设内容进行阐述,扎实推进基于传承特色的实践基地建设,不断发挥示范引领作用。

智能制造体系下职业教育人才培养的知与行

根据先进制造业过渡转型需要,分析智能制造体系下高技能人才需求,以电气自动化专业“3+2”对口贯通分段人才培养方案为例,围绕人才培养目标、课程建设、创新实践能力培养、人才培养方案质量保障体系进行研究与实践,提出多学科交叉的专业结构和实践创新能力阶梯培养计划。分析了人才培养方案实施过程中存在的问题,并提出解决措施。