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期刊信息/Journal information
地质科技通报
中国地质大学
地质科技通报

中国地质大学

姚书振

双月刊

2096-8523

kjqb@cug.edu.cn

027-67885048

430074

湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号中国地质大学东区

地质科技通报/Journal Bulletin of Geological Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《地质科技通报》是我国著名的地学刊物之一，持续多年为中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊、北大中文核心期刊，中国科技核心期刊，为世界学术影响力指数WAJCI-Q2科技期刊（2020，2021），多年位于中国地学领域高质量科技期刊分级目录T2区。被美国《化学文摘》（CA）、美国《地质学参考数据库》(GRP)、俄罗斯《文摘杂志》（PЖ）、《日本科学技术振兴机构数据库》（JST）、中国科学引文数据库》（CSCD）、《北大核心期刊要目总览》、《中国期刊全文数据库》（CNKI）、万方数据知识服务平台、《维普中文科技期刊全文数据库》、《博看网数据库》等国内外权威性检索期刊和数据库收录。连续荣获每届 “中国高校优秀科技期刊”、“湖北省优秀期刊奖”“先进集体” 。2021年，获湖北省科学技术协会“科技创新源泉工程”优秀科技期刊称号。
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    岩溶典型区崩塌落石被动防护网失效概率模拟

    卢彦丞李军梁风史文兵...
    240-250页
    查看更多>>摘要：贵州省位于我国西南地区,多山地丘陵,是典型的喀斯特地形地貌区,崩塌、滑坡等地质灾害频发.思南县小屯岩崩塌带上现存危岩体方量大,裂隙、凹岩腔、溶蚀孔洞等发育.为研究岩溶典型区崩塌落石被动防护网失效概率,通过高精度实景建模技术,构建崩塌带三维模型,进行崩塌落石运动过程模拟,根据现场调查、无人机航拍和数值模拟结果,选择合适的位置布设落石被动防护网.基于落石粒径大小识别,选取不同粒径大小的落石,进行落石被动防护网拦截效果模拟,计算落石被动防护网失效概率.结果表明:13种粒径落石突破概率各不相同,(0.25,2.25]m粒径落石拦截效果良好,但落石被动防护网拦截率不能达到百分之百;落石粒径大于2.25 m,被动防护网出现失效现象,故将2.25 m粒径的落石为小屯岩崩塌带下被动防护网的设计上限.根据计算,所有粒径落石经被动防护网拦截后的失效概率低于5％,属可接受范畴.研究成果为小屯岩崩塌带的落石防护措施提供了有力的参考依据,对保护岩溶地区山区人民的生命安全和财产安全具有重要意义.

    三维建模RocPro3D被动防护网拦截效果失效概率崩塌落石岩溶典型区

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    基于优化负样本采样策略的梯度提升决策树与随机森林的汶川同震滑坡易发性评价

    郭衍昊窦杰向子林马豪...
    251-265页
    查看更多>>摘要：强震诱发的滑坡具有数量多、分布广、规模大等特点,严重威胁人民生命财产安全.滑坡易发性评价能够快速预测灾害空间分布,对于减轻震后灾害的危险性具有重要意义.在同震滑坡易发性评价研究中,如何选取滑坡负样本并通过耦合机器学习模型提高评价精度的对比研究仍需进一步研究.以山区汶川地震诱发的滑坡为研究区,首先选取地形地貌、地质环境、地震参数等10个滑坡评价因子,分析滑坡空间分布规律;其次因子共线性分析检验数据冗余,接下来采用频率比法(FR)选取极低、低易发区滑坡负样本点的采样策略;最后采用基于决策树演化改进的梯度提升决策树(GBDT)、随机森林(RF)和耦合模型(FR-GBD与FR-RF),开展了基于机器学习的同震滑坡易发性区划并进行精度评价.研究结果表明:①滑坡空间分布受到多层级因子控制;②模型预测精度为:FR-RF(AUC=0.943)＞FR-GBDT(AUC=0.926)＞RF(AUC=0.901)＞GBDT(AUC=0.856);③在低易发区选择滑坡负样本可以明显提高易发性精度.研究成果可为滑坡易发性中负样本的选择和评价模型构建提供参考同时也为震后滑坡的防灾减灾提供理论支持.

    随机森林(RF)梯度提升决策树(GBDT)机器学习频率比法(FR)采样策略同震滑坡滑坡易发性区划

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    甘肃舟曲江顶崖古滑坡形成演化机理与堆积体稳定性评价

    刘涛张明王立朝杨龙...
    266-278页
    查看更多>>摘要：古滑坡堆积体复活是我国青藏高原及周边地区的主要地质灾害类型之一,也是我国西部正在建设的重大交通和水利工程面临的主要安全威胁之一.因此,对古滑坡的形成演化机理进行研究并对其堆积体进行稳定性评价,显得极为重要,可以为古滑坡堆积体复活的早期识别与防治设计提供理论支持.甘肃省舟曲县江顶崖古滑坡堆积体近十年来数次局部复活形成滑坡堵塞白龙江,对当地人民的生命财产安全造成严重威胁.通过现场调查和无人机倾斜摄影等手段,查明了江顶崖古滑坡堆积体的形态和结构特征,在此基础上分析了滑坡的演化机理和动力学过程,再结合InSAR变形数据对堆积体的稳定性进行了定性评价.结果显示,江顶崖古滑坡是典型的大型地震滑坡,其滑体沿3个方向坐落式下滑,形成了如今多级台阶状的堆积体形态;在地震荷载作用下古滑坡的动力学过程可分为中上部震动-拉裂、前缘锁固段剪断-滑坡启动、后缘拉裂-滑体加速、前缘受阻-滑体减速、稳定阶段.由于古滑坡在地震荷载作用下整体下滑,导致上部堆积体内存在大量结构完整的岩体,因此较为稳定;而中下部堆积体大都为断层破碎带和破碎岩体组成的软弱结构,稳定性较差,未来极有可能复活.

    江顶崖古滑坡堆积体复活演化机理堆积体稳定性地震荷载断层破碎带

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    顺层深路堑边坡滑带土强度特性和基底预留厚度预警分析

    高峰陈爱云许方党杨亮...
    279-288页
    查看更多>>摘要：含软弱夹层的顺层深路堑边坡在边坡工程中普遍存在,滑带土强度和基底预留厚度(开挖边坡基底到软弱夹层的距离)是影响其稳定性的2个关键性因素.以杨宣(杨柳-宣城)高速K42路堑边坡为例,分析了边坡变形演化过程和基底隆起变形特征,通过适合研究大剪切位移下土体抗剪强度的环剪试验揭示了边坡深部滑带土的特性,应用滑带土的饱和残余强度参数进行了边坡开挖基底预留厚度分析.结果表明:K42滑带土有明显的应变软化特性,且法向应力越小滑带土应变软化特性表现越明显;由峰值抗剪强度到残余抗剪强度,黏聚力和内摩擦角均表现出衰减效应,且黏聚力衰减程度大于内摩擦角;滑带土残余抗剪强度参数中的残余黏聚力随剪切速率的变化很小,而残余内摩擦角和剪切速率呈对数函数φ=0.130 3lnv+7.319 7关系变化,当剪切速率＜2 mm/min时,滑带土残余抗剪强度参数对剪切速率较为敏感,反之敏感性较差;最后,依据边坡不同临界状态的回归方程h1、h2、h3将不同坡率下的基底预留厚度分成A(失稳)、B(欠稳定)、C(基本稳定)以及D(稳定)4个区,并且在此基础上建立了基底预留厚度判据和边坡开挖基底预留厚度预警模型.

    软弱夹层深路堑边坡滑带土残余强度基底预留厚度预警模型

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    基于微观连续介质模型的反应溶质运移数值模拟方法

    张倩董艳辉
    289-300页
    查看更多>>摘要：地下环境中流固间的反应溶质运移过程控制着地质介质演化规律,并受岩石固有非均质性的影响,衍生出非线性行为与多尺度效应.为了面向更为复杂化的应用需求,解析微观特征与表观行为间的响应-反馈机制成为了重要的科学与工程命题.本研究系统地介绍了微观连续介质概念与模型框架,以及该模型方法的实现方式,并归纳了其在不同研究体系中的应用实例,最后重点分析了该方法在实验-数值联合研究中的发展前景与预期挑战.数值模拟方法已被广泛应用于反应溶质运移过程的定量研究之中,但单一孔隙或达西尺度数值模型难以应对机理研究与实例应用间的时空尺度跨度.近年来多尺度数值模拟方法体系不断发展,其中将Darcy-Brinkman-Stokes方程作为多流态数学统一表达,以微观连续介质模型作为多尺度信息关联方式的数值模拟框架,在流固界面追踪、高效数值求解等方面展现出一定的方法优势与应用潜力.

    反应溶质运移微观连续介质方法多尺度数值模拟机理解析

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    MODFLOW-CFPv2模型在岩溶隧道突涌水及对地下水环境影响中的应用:以云南鹤庆锰矿沟岩溶水系统为例

    肖竞万军伟成建梅李仲夏...
    301-310页
    查看更多>>摘要：滇中地区构造复杂、岩溶发育,隧洞突涌水及泉流量衰减是隧洞施工过程中最棘手的问题之一.锰矿沟岩溶水系统岩溶管道化程度高,岩溶裂隙与岩溶管道2种含水介质差异显著.采用MODFLOW-CFPv2双重介质数值模型对锰矿沟岩溶水系统展开数值模拟研究,精细刻画岩溶管道与引水隧洞,进而掌握隧洞施工对地下水流场影响以及泉流量变化的规律.结果表明:(1)MODFLOW-CFPv2模型能够刻画岩溶地区复杂的地质结构,较好地模拟研究区地下水位的动态特征和岩溶泉流量响应特征.(2)在强排工况下隧洞单位长度最大涌水量为164 m3/(d·m),单位长度稳定涌水量为69 m3/(d·m),锰矿沟岩溶泉流量也出现显著下降的趋势,在模拟期内平均泉流量从天然条件下1 578 L/s下降至1 098 L/s,总体减少了 30.4％;峰值泉流量从2 133 L/s下降至1 375 Us,减少了 35.5％,强排工况施工会对隧洞工程施工和地下水环境造成显著影响;限排工况下隧洞单位长度最大涌水量为39 m3/(d·m),单位长度稳定涌水量为24 m3/(d·m),隧洞单位长度涌水量显著降低,锰矿沟岩溶泉流量的下降趋势也得到了一定程度的改善,模拟期内平均泉流量降低至1 284 L/s,减少了 18.6％,峰值泉流量降低至1 617 L/s,减少了 22.1％.采用的MODFLOW-CFPv2双重介质模型具有较精确刻画岩溶区管道、溶洞、裂隙共存的高度非均质岩溶水系统的能力,能够定量评价香炉山隧洞施工对锰矿沟岩溶水系统地下水流场及泉流量的影响,为香炉山隧洞工程的突涌水灾害防治提供参考依据,也为岩溶地区复杂地质条件下地下水研究提供借鉴经验.

    双重介质数值模拟引水隧洞泉流量MODFLOW-CFPv2模型岩溶隧道突涌水云南锰矿沟岩溶水系统

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    湖北秭归鱼泉洞泉域系统中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的分布、来源与迁移

    杨秀雯魏志莹易佳佩李雯星...
    311-322页
    查看更多>>摘要：岩溶区特殊的地形地貌,使得地表环境中的有机氯农药(OCPs)很容易进入地下环境,对地下水的安全构成威胁.采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)对湖北秭归鱼泉洞泉域系统中的典型OCPs——六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)进行了检测,探究了其时空分布特征、潜在污染来源和迁移特征.结果表明:水体中HCHs质量浓度范围为0.09～5.17 ng/L,土壤和泉沉积物中HCHs质量分数范围分别为0.36～3.67,0.11～2.53 ng/g;水体中DDTs质量浓度范围为0.13～7.16ng/L,土壤和泉沉积物中DDTs质量分数范围分别为0.22～19.13,0.73～11.53 ng/g,呈现出以DDTs为主的污染特征.水体中HCHs和DDTs质量浓度在冬季最高;土壤中HCHs和DDTs质量分数分别在夏季和冬季达到最高;泉沉积物中HCHs和DDTs质量分数分别在夏季和春季达到峰值.特征比值结果显示,水体、土壤和泉沉积物中HCHs主要源于林丹的使用;水体中DDTs主要源于历史残留,而土壤和泉沉积物中DDTs主要来源于近期使用.相关性分析结果表明,HCHs和DDTs可从补给区地表水和补给区土壤分别向排泄区泉水和泉沉积物中迁移.HCHs和DDTs在介质中的快速迁移证实了岩溶区地下水的脆弱性.本研究成果可以为岩溶地下水资源和环境的保护提供参考.

    岩溶区六六六(HCHs)滴滴涕(DDTs)来源迁移有机氯农药(OCPs)鱼泉洞泉域湖北秭归

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    成像测井解释评价方法及其地质应用

    赖锦肖露白天宇范旗轩...
    323-340页
    查看更多>>摘要：为了系统梳理成像测井解释评价存在的问题并拓展其在地质与工程领域中的应用范围,首先回顾了成像测井采集系列的发展历程及资料处理步骤与解释流程,然后提出了"四个层次"为约束(图像直接解释、常规测井约束、岩心约束以及地质理论约束)的成像测井精细解释方法.成像测井相模式可划分出具有地质意义的块状、条带状、线状、斑状、杂乱、递变模式和对称沟槽状模式七大类.成像测井可用于岩心定向、地层产状获取、裂缝评价、断层性质分析、地应力方向判别、沉积特征拾取以及古水流方向判别等领域中.通过阿尔奇公式反算,成像测井数据矩阵可以生成孔隙度频谱以及视地层水电阻率谱,并可分别运用于储层质量评价以及流体性质识别.成像测井切片处理可凸显沉积纹层等信息,可实现细粒沉积岩纹层结构拾取及非常规油气储层高分辨率测井评价.Poro Tex图像结构分析技术可用于拾取孔洞缝等储集空间特征,并定量计算孔隙度和裂缝孔隙度等参数,因此被广泛运用至非均质性较强的碳酸盐岩储层测井综合评价工作中.研究成果可规避成像测井解释中的误区同时可扩展成像测井应用领域.

    成像测井孔隙度谱视地层水电阻率谱切片图像PoroTex技术地质应用

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    基于变维度贝叶斯反演的地热黏土盖层音频大地电磁探测能力研究

    朱悦彭荣华胡祥云周文龙...
    341-350页
    查看更多>>摘要：在地热探测中,黏土盖层作为水热型地热系统的典型标志,其埋藏深度及分布范围可为圈定地热资源的范围及确定地热钻井位置提供重要依据.黏土盖层通常由水热作用所形成的黏土层所构成,表现为低阻特征,利用音频大地电磁法可以对低阻盖层有效成像.为了获得黏土盖层位置分布及成像结果的不确定性信息,采用一维变维度贝叶斯反演方法,利用音频大地电磁数据对地热区低阻盖层的探测能力进行研究.首先进行模型试验,建立一个典型地热系统的地电模型,利用一维变维度贝叶斯算法对合成数据进行反演,获得地下电性结构和界面位置不确定性信息.接着将其应用于山西阳高地热区一条实测音频大地电磁数据处理.模型试验发现该方法对低阻黏土盖层具有较为准确的识别能力,所获得的低阻盖层上、下界面不确定分析的结果也较为可靠.实测数据试验发现,该方法对浅层低阻盖层具有较好的识别能力,并可以给出盖层界面位置的不确定性评价.该测线的二维非线性共轭梯度反演结果验证了一维贝叶斯反演的可靠性.该方法对浅层地热黏土盖层具有较准确的成像能力和不确定性分析能力,在地热探测中具有较强的应用前景.

    地热探测黏土盖层大地电磁贝叶斯反演水热型地热系统

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    基于深度学习的金属矿物镜下嵌布粒度检测方法

    汤化明郎增瑞王宏铭王玲...
    351-358页
    查看更多>>摘要：目标矿物嵌布粒度是指目标矿物在矿石中的粒度大小和分布情况,直接影响着选矿工艺的设计和效果.因此,目标矿物嵌布粒度测量是工艺矿物学研究中的重要任务之一.在传统工艺矿物学研究中,主要利用偏光显微镜对矿石样品进行观察分析的方法,普遍存在处理时间长、结果易受人为主观影响、难以实现自动化和大规模应用等问题.为克服传统方法的局限性,提出一种基于深度学习的金属矿物镜下嵌布粒度检测方法.以河北省唐山市水厂磁铁矿矿石标本为对象,在偏光显微镜的反射光条件下进行拍摄,制作数据集,利用Deeplabv3+网络设计了矿物识别网络模型,实现对目标金属矿物的自动化特征提取和智能识别,并生成目的金属矿物的二值化图像,从而实现对目的金属矿物的分割;最后,结合最大Feret直径完成目的金属矿物嵌布粒度分析测量工作.相较于传统的人工镜下测量方法,基于深度学习的图像测量在矿物颗粒分析中的应用,在测量相同矿物颗粒的情境下,处理速度提高了约119.8倍,同时测量精度提升了约169.5倍,揭示了其在处理效率和测量精度上的显著优势.基于深度学习的金属矿物镜下嵌布粒度检测方法显著缩短了矿物镜下嵌布粒度的检测时间并提升了检测精度,同时可消除人为主观因素的影响,对于促进工艺矿物学智能化发展有重要意义.

    深度学习矿物识别粒度检测工艺矿物学Feret直径网络模型自动化特征提取智能识别

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