工程教育认证标准要求下的河海大学地质工程专业课程体系构建

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。河海大学地质工程专业课程体系建设坚持以学生为中心、以产出为导向和持续改进的三大基本理念,构建满足认证标准要求的专业理论与实践课程体系。

大学校车调度优化问题分析及乘客满意度分析——以河海大学为例

本文首先对大学校车调度优化问题进行了一定的分析,再结合河海大学的实际情况,建立模糊综合评价模型分析学生对校车调度系统的满意程度,得到了学生对现行的校车制度的满意程度为"比较不满意"的结论,从而论证了研究大学校车调度优化问题的必要性。

硼的地球化学特征及富集成矿机制

硼是一种关键的非金属战略矿产资源,广泛应用于化工、冶金、建材、纺织和核技术等领域,其在新兴战略产业中的重要性日益凸显。本文综述了硼的地球化学特性、同位素分馏行为及全球主要硼矿的分布与成因机制。硼在自然界中的分布存在显著差异,地壳中的含量明显高于地幔。在不同地质过程中,硼元素经历了分异作用,导致不同岩石单元的硼同位素发生分馏。硼在地壳中的超常富集过程会形成硼酸盐矿物,这些矿物的形成条件(包括温度、压力和氧逸度)对于硼矿床成因研究具有重要意义。本文探讨了几种主要硼矿床的矿物组成及其成因机制,包括火山沉积型、现代盐湖型、海相蒸发盐型、矽卡岩型和沉积-变质型矿床。此外,中国的硼矿类型也十分丰富,其中最重要且储量最大的硼矿床为辽吉地区的沉积-变质型和青海-西藏地区的盐湖型硼矿床。文中详细介绍了这两类硼矿床的矿物组合特征、产状、年代及成矿模式,并对未来研究中存在的关键科学问题进行了梳理。

兴城市典型海水入侵区水文地球化学特征

为了揭示兴城滨海平原区海水入侵过程中地下水化学成分演化规律和复杂的水文地球化学作用,在兴城河曹庄镇段至烟台河沙后所镇段内采集了44个地下水样本和1个海水样本,测定其水化学成分及氢氧同位素,通过分析其变化特征探讨兴城典型海水入侵区的水文地球化学特征及其形成作用。结果表明:①区内地下水化学场呈明显的水平分带性,水质由内陆到滨海依次为淡水、微咸水-咸水,地下淡水的水化学类型主要为HCO_(3)-Ca、HCO_(3)·Cl-Ca以及SO_(4)-Ca型等,微咸水及咸水的水化学类型主要为Cl-Na型或Cl-Ca型;②区内地下水主要由大气降水补给,地下淡水主要受控于溶滤作用,而微咸水因受到蒸发作用及混合作用影响,造成氧漂移;③微咸水以Cl^(−)组分为代表的海水与淡水混合比例为0.45%~3.46%,咸水的混合比例约为15.85%,微咸水、咸水的形成为混合作用、蒸发浓缩作用以及阳离子交替吸附作用等共同影响所致。

供水工程新近系红层区斜坡深层变形破坏模式分析

针对新近系红层区斜坡变形破坏模式认识不足的问题,通过对以往工程区斜坡破坏现象的调查分析,寻找已有深层破坏形成的滑坡体,反分析滑坡体破坏前原始斜坡地质结构模型,并建立典型斜坡深层破坏模式,根据变形体主要工程地质条件,建立红层斜坡变形体的三维数值模型,分析其在天然、地震及降雨等条件下的稳定性。结果表明,通过建立的新近系地层不同岩段区斜坡深层破坏模式,识别出新近系地层区供水工程20#支线沿线有一个大型深层破坏斜坡变形体。该斜坡变形体在降雨条件下的稳定性较差。

供水工程民和组地层区斜坡深层变形破坏模式分析

目的红层软岩斜坡深层变形破坏具有一定隐蔽性,为解决寻找和识别具有一定隐蔽性的民和组地层区斜坡深层变形破坏变形体的问题。方法结合引黄济宁供水工程,依据民和组地层区斜坡变形破坏现象的调查分析,寻找已有深层破坏形成的滑坡体,反分析滑坡体破坏前原始斜坡模型,模拟分析原始斜坡滑动破坏触发因素,建立民和组地层区典型斜坡深层变形破坏模式;然后根据建立的斜坡深层变形破坏模式,寻找识别民和组地层区深层变形破坏斜坡变形体,对典型斜坡变形体构建三维数值模拟模型,分析天然、地震及降雨等条件下的斜坡变形体的稳定性。结果通过研究,建立了民和组地层区不同岩段典型斜坡深层变形破坏模式,识别出民和组地层区供水工程22#支线沿线有一个大型深层变形破坏斜坡变形体,在暴雨条件下会沿砾岩层与泥岩夹层交接面发生深层滑动破坏。结论通过建立典型斜坡深层变形破坏模式识别深层变形破坏斜坡变形体并分析其工程稳定性,可以减少意外发生斜坡深层变形破坏现象,研究成果可为工程施工图设计提供依据,也为民和组地层区地质灾害分析提供参考。

北江大堤管涌加固工程问题剖析

北江大堤石角段尽管经历了4次大规模的加固工程,但在十年一遇的洪水中,堤防仍然面临管涌险情。经对北江大堤石角段的管涌进行分析,发现这些反复出现的问题主要集中在红砂岩层。所谓的管涌通道实际上是红砂岩中的一些溶洞,是红砂岩中的碳酸盐钙质胶结物在水岩反应中流失钙离子后形成的,属于化学侵蚀的结果。北江石角段断裂带发育,江水通过断裂带与左岸的地下水直接连通,河水与地下水通过断裂带与溶洞往复流动,在CO_(2)的参与下发生水岩反应,导致红砂岩中的钙质胶结物被溶蚀,从而形成溶洞。在洪水期间,随着江水位上涨,外江水位高于地表,江水压力通过溶洞传递到堤角覆盖层之下。当江水压力大于覆盖层的浮容重,则会发生流土破坏,进而演变成为管涌。研究认为,在枯水期通过钻孔灌浆的方法将红砂岩层中的溶洞填充,才能全面消除管涌危害。

水利水电工程地下水环境影响评价关键问题及案例分析

针对HJ 610—2016《环境影响评价技术导则地下水环境》在水利水电工程地下水环境影响评价工作的环境影响识别、现状调查和预测评价等方面的指导性不够明确,且未包含工程对地下水水量和水位的影响预测工作等关键问题。结合滇中引水工程,在分析水利工程特点的基础上,梳理了水利水电工程不同工程区段地下水环境影响识别指标,提出了地下水环境保护目标类型和工作重点,认为现场调查、勘探、监测宜结合工程识别的影响范围开展;总结了地下水环境影响预测的重难点和主要技术方法,宜在地下水环境较为复杂的区域开展数值模拟研究;给出了水利水电工程地下水环境影响评价工作的具体落脚点。

顾及地球曲率及椭球高的GNSS-R几何计算方法

全球卫星导航系统反射测量(GNSS-R)技术中,观测几何计算不仅涉及GNSS反射信号的在轨实时处理,而且与观测值的地理位置计算直接相关,对其进行精确计算十分重要。当前GNSS-R技术逐步向陆地场景拓展,已有几何计算方法难以满足多场景(海洋、陆地、冰川等)应用的需求。针对此,本文提出了一种顾及地球曲率和椭球高的几何计算方法。该方法同时也集成了一种镜面点初始估计模型,在不同轨道高度(300~900 km)和观测几何条件下,初始估计误差精度可降低至5 km以内。本文方法可基于WGS-84椭球面和顾及反射面椭球高精确计算镜面反射点,精度可控在1 mm以内,计算效率相比已有方法有显著提升,可对未来考虑地形高度的高效计算需求提供借鉴。本文方法通过变换迭代方程可进行反射信号的几何路径计算,实现从反射信号延迟观测到镜面反射点和椭球高的一体解算。与已有方法相比,本文方法考虑了地球曲率及反射点随椭球高度变化的空间偏移误差,可避免测高应用中测量值定位不准确的问题。

西藏中部聂尔错地区辉绿岩锆石U-Pb年龄与地球化学特征:对新特提斯洋板片断离的指示

【研究目的】幔源岩浆活动是探讨深部动力学演化的理想研究对象,西藏中部聂尔错地区广泛发育的基性岩脉无疑是探讨区域构造-岩浆演化的关键所在。【研究方法】本文对聂尔错辉绿岩脉进行了系统的岩石学、地质年代学和地球化学综合研究。【研究结果】分析结果表明,聂尔错辉绿岩锆石U-Pb定年结果为(50.8±0.6)Ma,为始新世早期岩浆活动的产物。全岩地球化学组成显示辉绿岩具有低Si O_(2)、高Mg O、Al_(2)O_(3)、Ti O_(2)和全碱含量(Na_(2)O+K_(2)O),富集轻稀土元素、亏损重稀土元素等特征,显示碱性洋岛型玄武岩(OIB)的地球化学特征。地球化学特征指示辉绿岩可能起源于软流圈地幔,同时岩浆在上升过程中受到一定程度的地壳物质混染。【结论】结合西藏南部地区广泛发育的同时期碰撞后林子宗火山岩与OIB型基性岩,研究认为西藏地区新生代岩浆活动主要受控于新特提斯洋的北向俯冲以及印度-欧亚板块的碰撞过程,板片断离所导致的上涌软流圈地幔减压熔融是聂尔错辉绿岩最为合理的成因解释。

生物胶改良黏土抗崩解特性试验研究

为研究生物胶对黏土抗崩解性的影响,采用黄原胶、瓜尔胶及黄原胶与瓜尔胶质量比为1∶1混合的复合胶对黏土进行改良,通过抗崩解试验,探究生物胶的含量和种类、压实度对改良黏土抗崩解特性的影响规律,并结合扫描电镜试验进一步分析了生物胶的改良机理。结果表明:生物胶通过增强土体颗粒之间黏聚力增强改良黏土的抗崩解特性,其崩解破坏过程可分为稳定前崩解阶段、稳定崩解阶段及稳定后崩解阶段;随着生物胶含量的增大,改良黏土稳定前崩解阶段延长,崩解速率减缓,崩解率降低;复合胶改良黏土抗崩解特性在质量分数大于1.0%后强于单一生物胶;随着压实度的提升,试样抗崩解特性明显改善。

南海北部水合物区HD109站位沉积物及孔隙水特征对甲烷渗漏的响应:来自元素和钡同位素的记录

甲烷渗漏活动及甲烷厌氧氧化作用(AOM)不仅导致特定自生矿物的形成,更会引起沉积物-孔隙水体系中元素和同位素组成的变化。本研究对南海北部水合物赋存区HD109站位开展了沉积物-孔隙水的Ba同位素及微量元素特征研究,综合分析了沉积物-孔隙水的氧化还原敏感元素(Mo、U)、Ba及Ba同位素特征对古今硫酸盐-甲烷转换带(SMTZ)及甲烷渗漏事件的指示。HD109站位孔隙水元素变化特征显示了清晰的地球化学分带,由上至下包括Fe-Mn还原带、硫酸盐还原带和硫酸盐-甲烷过渡带。沉积物Ba元素特征显示现今SMTZ上方有较为明显的钡峰(Ba/Al高值)发育,沉积物浅部Mo、U富集层位及相邻层位Ba/Al值特征综合指示了浅部古钡峰及古SMTZ的存在,代表沉积历史上甲烷渗漏通量较高事件。孔隙水δ^(138/134)Ba值普遍高于海洋颗粒钡及碎屑钡的δ^(138/134)Ba值,反映了沉积物中成岩重晶石溶解的贡献,其中,现代钡峰附近孔隙水具有明显的δ^(138/134)Ba峰值,显示孔隙水δ^(138/134)Ba对自生重晶石沉淀过程有较显著的响应。

基于双重介质渗流-应力耦合模型的高压压水试验渗透参数反演

高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律,利用渗流-应力耦合数值模型结合工程现场高压压水试验数据进行参数反演,计算得到不同压力阶段下灰岩岩体渗透率。主要结论如下:发生水力劈裂前,随着注液压力的增大,渗透率及孔隙水压力在不同压力阶段之间分界明显,渗透率反演值与规程公式计算值相近;发生水力劈裂后,岩体渗透率增大约2倍,孔隙介质渗透率和通过的流量出现陡减现象。

基于CT技术的黄原胶加固土干湿循环条件下力学性能和微观结构劣化机制研究

干湿循环对岩土体的工程特性具有重要影响。采用CT扫描技术和力学测试,对加入不同含量黄原胶(0%,0.5%,1.5%)加固的黏土在经历不同次数(0,1,4,8,12次)干湿循环作用下的力学性能和微观结构劣化机制进行了研究,得到结论:(1)黄原胶能够有效提高土体的抗压强度和耐干湿循环效果。随着黄原胶含量的增加,干湿循环作用后的强度损失逐渐减小,当循环次数从0次增加到4次时,对于加入黄原胶含量分别为0%,0.5%,1.5%的试样,抗压强度分别损失了42.75%,17.2%,14.04%。(2)加固土的抗压强度与干湿循环次数之间保持指数下降的关系,当循环次数达到4次后,随着循环次数的进一步增加,抗压强度和弹性模量均在较小的变化范围内波动。(3)随着干湿循环次数的增加,黄原胶加固土的孔隙率表现出先增加后减小的趋势,连通孔隙不断扩展,而孤立孔隙表现出先增加后减小的趋势。(4)随着试样的干燥,黄原胶在土颗粒间形成网状基质,提高土体的强度和耐干湿循环能力。

弱透水层瞬态水力参数的地质统计反演识别研究

弱透水层释水变形伴随着水力参数(渗透系数K和贮水率Ss)的瞬态变化,传统的“移动窗口”式反演方法假定每个反演窗口的初始状态是静态的,这与弱透水层释水变形存在明显滞后效应的实际情况不符。本文提出了在高维参数反演优化情境下,时间域上模型参数的动态变化可与空间域上模型参数的一维非均质性等价,因而可用地质统计反演方法可用于识别弱透水层瞬态K和Ss的新思路,实现了该方法在水文地质领域的创新性应用。以上海越流含水层系统为例,运用似线性地质统计反演算法,高精度地拟合了F16分层标处的长观变形数据,获取了原位透镜体状弱透水层K和Ss的瞬态特征。反演结果显示,观测时段内K的变幅为1.02×10^(-5)~5.89×10^(-4)m/a,平均值为1.38×10^(-4)m/a,Ss的变幅为4.34×10^(-4)~6.02×10^(-3)m^(-1),平均值为2.65×10^(-3)m^(-1)。基于反演所得参数瞬态特征,分析原位弱透水层在1994年前后分别以弹性和塑性变形为主,弱透水层K呈现与含水层水位相反的季节性变化特征,该现象可能与渗流力作用下细粒物质在含水层与弱透水层透镜体交界面附近的对孔隙的阻塞和疏通作用有关。该方法可获取完整观测时段内水文地质参数的动态变化轨迹,在计算评价地表水-地下水交互领域的河床渗透性、原位修复领域的渗透反应墙渗透性等的动态演化特征方面具有潜在的应用价值,并可作为构建水文地质领域、岩土工程等领域有关本构模型的有效辅助手段。

基于氡同位素的平原湖荡枯水期湖水地下水补排通量

水是人类生存之源,而湖荡被称为地球之“肾”,是河湖水系连接的关键缓冲节点,与人类生存和发展息息相关。长三角平原水系众多,河流纵横,天然湖泊与人工沟渠遍布,平原湖荡湖水与周边地下水的水力联系较为频繁,而地下水对湖泊水均衡贡献尚不明确,对平原湖荡地下水赋存和运移规律的认识不足。本研究以苏州吴江区元荡湖为研究对象,选取氡同位素作为湖水和地下水水力交换过程的示踪剂,建立氡箱模型,揭示元荡湖不同区段与地下水的水力联系过程和补给关系,并通过水位动态验证分析湖水—地下水交互关系。枯水期元荡湖水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,其中以湖泊西侧较为明显,地下水入流补给的氡为7.137×10^(6)Bq/d,输入量源项占比为90%,地下水流入量为4540.801 m^(3)/d,地下水每日流入量对元荡湖水量的贡献率为2.551%。参数敏感性分析结果表明,风速与地下水^(222)Rn活度为特别敏感参数,取值差异较大时会导致计算误差急剧增大,改善测点布置和提高模型参数精度能有效提高模型计算结果的准确性和可靠程度。借助氡同位素示踪方法,建立湖泊氡箱模型,是研究平原湖荡内地下水补、径、排特征的有效方法。本研究在一定程度上加深了对平原湖荡区域水量均衡的认识,有助于了解平原湖荡水均衡和水循环机制,为平原湖荡水资源开发利用与环境保护提供数据支撑。

空间结构模型优化的弹性参数FFT-MA随机建模

快速傅里叶变换滑动平均(FFT-MA)法是一种灵活高效的随机建模方法,在地下介质高分辨率建模、复杂介质非平稳建模和不确定性评价等方面具有重要的应用价值。准确构建空间结构模型是利用FFT-MA方法生成合理的随机模型的关键。然而,以往对FFT-MA方法的研究并未提出准确构建空间结构模型的有效方法。为此,文中提出了一种有效的空间结构模型估计方法。该方法基于反演思想,通过最小化随机模型与测井数据和地震数据的空间结构差异,分别估计空间结构模型的纵向自相关长度和横向自相关长度。同时,为了优化空间结构模型的估计效果,在纵向自相关长度的反演过程中引入边界保护正则化,以提高反演的稳定性。此外,将地震约束引入模型优选以提高随机模型的稳定性。实验结果表明:该方法能够稳定估计地下介质的非平稳空间结构模型,从而建立准确描述复杂储层非平稳空间相关特征的高分辨率随机模型。与基于序贯高斯协模拟的随机建模方法相比,使用空间结构模型优化的FFT-MA随机建模方法能够有效刻画多种复杂地质构造从而实现复杂储层建模。

基于氢氧同位素的平原湖荡地表水与地下水转化研究

地表水与地下水间的相互转化以及量化地下水补给量是湖泊水循环研究的重要内容。本文采集了元荡湖区域湖水、地下水样品,测试了其氢氧稳定同位素组成和水化学组成,运用Piper三线图分析其水化学类型、通过钻孔实测的地下水埋深绘制元荡湖区域旱季(2022年12月)和雨季(2023年6月)的地下水水位等值线图,结合电导率(EC)和溶解性总固体(TDS)定性分析地表水-地下水之间的转化关系,利用同位素水量平衡方程、线性端元混合模型定量评价了湖水、地下水、河水和降水之间的转化量。结果表明,研究区湖水和地下水的水化学类型均为HCO_(3)^(-)·SO_(4)^(2-)·Ca^(2+)·Na^(+)·Mg^(2+),旱季和雨季湖水均受到地下水的补给,拟合得到的湖水旱季、雨季氢氧稳定同位素线性回归方程表明雨季斜率较小,蒸发更为强烈。湖水主要由河水、地下水和降水补给,其三者在旱季的补给比例分别为59%、26%和15%,在雨季的补给比例分别为23%、39%和38%。本文成果为元荡湖区域以及太湖流域的综合治理提供了科学依据。

测绘工程专业英语考核方式的探索、实践与挑战

测绘工程专业英语是我国高校测绘专业开设的专业课程之一,其期末考试承担评估学生成绩的重要任务。随着时代发展,测绘工程专业英语课程经历了长期探索,在师资、教材和考核方式上都发生了诸多改革。本文梳理了近二十年对该课程考核方式的研究重点和方向转变,分析了当前测绘工程专业英语在考核方式实践上的内容和效果,提出了测绘工程专业英语考核方式面临的两大挑战,并针对学术界和业界的需求提出了相应的解决方案和对策。

智能手机GNSS数据质量分析与随机模型建立

为提高移动智能终端定位精度,利用小米8和华为Mate20手机采集多个卫星系统的观测数据并进行质量分析,通过不同卫星系统的伪距残差分别对信噪比模型参数进行估计,最后进行静态伪距单点定位实验。结果表明,手机端观测的BDS和GPS伪距精度接近,且高于GLONASS;相较于高度角,伪距残差与信噪比的相关性更强;在信噪比模型参数估计中,小米8拟合效果优于华为Mate20,BDS拟合效果差于其他卫星系统;参数拟合后的信噪比模型在水平和高程方向的定位精度分别为2.37 m和8.38 m,相较于高度角模型,定位精度提升约10%。