基于无单元Galerkin法的饱和—非饱和土石坝渗流正演模拟

在土石坝渗流正演模拟中,仅研究饱和区域的渗流场并不能全面真实地反映出土石坝地下渗流状态,非饱和渗流区域的研究同样至关重要,利用无单元Galerkin法对饱和-非饱和渗流域进行求解。首先从达西定律出发,推导了渗流方程及边界条件,其中详细推导了无单元Galerkin法——通过滑动最小二乘法构造形函数,同时利用罚函数的方法计算边界条件。然后,通过与GeoStudio软件计算出的仅饱和渗流场以及饱和-非饱和渗流场进行比较,证明了该方法的准确性及有效性。最后,通过不同的均质和非均质模型,研究了坝体中零压力线、水头值、孔隙压力、含水率的分布。无单元Galerkin法只需要通过节点来实现对全域渗流场的精确逼近,解决了对网格单元的依赖问题,与其他数值方法相比,其具有前期处理数据简单和精度高的优点,更适合稳定饱和-非饱和渗流场这种复杂情况的正演模拟。     

基于光滑有限单元法的土石坝无压渗流场数值模拟

获得自由面准确位置是无压渗流分析中最被关注的问题。采用光滑有限元法对土石坝无压渗流场进行数值模拟,对不同模型的自由面位置进行求解,研究了渗透异常体对自由面和渗流参数的影响。根据梯度光滑技术,建立了无压渗流问题的光滑有限元模型,该方法的优势在于将单元面积分优化为沿单元边界的线积分,简化了边界相交单元的内部积分过程,降低了单元畸形对计算结果的影响。通过将矩形均质坝和梯形均质坝的经典算例计算结果和其他数值方法的结果进行对比,说明了本文提出的方法的可行性。进一步研究了不同的渗透率异常体对水头分布、渗流速度和流体压力等渗流参数的具体影响,这些结果为利用渗流参数分布的变化反演渗透异常体位置,以及进行土石坝多场耦合提供了理论依据和可行策略。     

江东金矿床黄铁矿矿物学和微量元素特征对成矿过程的指示

江东金矿床位于湘东北地区万古金矿田,赋存于新元古代冷家溪群浅变质岩中,矿体受NW向断裂控制,金资源量约12.9 t,成矿规模大,能有效代表万古金矿田的成矿特征。目前,对于该矿床细致的矿相学、元素地球化学以及金的富集机制研究相对较少,限制了对其成矿过程的理解。本文在野外地质工作的基础上,对江东金矿床的成矿阶段进行了划分,通过背散射图像和LA-ICP-MS微区原位分析,获得江东金矿床不同世代黄铁矿的微量元素特征。研究表明,江东金矿床成矿阶段划分为：石英-白钨矿阶段（I）、石英-黄铁矿阶段（II）、石英-多金属硫化物-金阶段（III）和石英-方解石阶段（IV）。根据黄铁矿的结构和微量元素特征,识别出4种类型的黄铁矿：第II阶段的粗颗粒自形的Py1a（贫Co、Ni、As、Au）和多孔Py1b（富Co、Ni,贫As、Au）;第III阶段的Py2a（蚀变围岩中,富As、Au）以及Py2b（烟灰色石英脉中,富As、Au）。不可见金主要以固溶体金（Au⁺）的形式赋存于黄铁矿晶格中,且其富集和As关系密切。结合前人研究,推断溶解-再沉淀、围岩硫化作用是江东金矿床主要的金沉淀机制。