受近南北向扩张机制控制，南海陆缘盆地或凹陷多呈NE向带状展布，总体上具有“南三北三”平行排列、外窄内宽的特点。新生代发生的4次重要区域构造运动具有穿时性，共发育3期盆地破裂不整合面，分别是早渐新世与晚渐新世之间、古近纪与新近纪之间、中中新世与晚中新世之间;由东往西，盆地破裂不整合面的时代逐渐变新。受构造运动与海平面升降影响，南海海域发育湖相、海陆过渡相和陆源海相3类烃源岩。由南北两侧向中央海盆，烃源岩类型由湖相逐渐过渡到海陆过渡相与陆源海相；从东向西，盆地主力烃源岩层位逐渐变新，由始新统-渐新统逐渐过渡到渐新统-中新统。南海海域烃源岩的分布规律与盆地破裂不整面存在密切关系:破裂不整合面形成早（早渐新世与晚渐新世之间）的盆地，主力烃源岩形成早（始新统湖相烃源岩）；反之，破裂不整合面形成晚（中中新世与晚中新世之间）的盆地，则烃源岩形成晚（渐新统-中新统海陆过渡相到陆源海相烃源岩）。

按照火山地层界面的形成过程和地质属性将其划分为5类，分别为喷发整合、喷发不整合、喷发间断不整合、构造不整合和侵入接触，除侵入接触外,其他不整合均可细分为角度不整合和平行不整合两种。喷发整合和喷发不整合两类界面上下岩层的间断为数分钟-数年，并且在界面上下均具有冷凝表壳或细火山碎屑层等,喷发不整合可为平行面状或交织曲面状，多为凹凸不平，分布范围小；喷发间断不整合界面形成时间为数十年-数千年，界面之下冷凝表壳或细碎屑层等明显遭受侵蚀，在横向上存在风化壳-沉积岩夹层的组合形式，界面平面展布多为波状曲面；构造不整合与喷发间断不整合在特征上相似，但形成时间为数千年-数百万年，界面分布范围更大。东北地区中生代火山岩剖面揭示:在喷发整合/不整合界面附近原生孔隙发育，随着与界面距离的增加孔隙度变小；具有交织曲面状界面岩层的面孔率大,孔隙发育带厚度及其占岩层比例均大于平行面状界面岩层。盆内钻井资料揭示喷发间断/构造不整合界面之下发育大量的次生孔隙，可与原生孔隙组合使储层物性变好，但当原生孔隙未能保存时其储层物性变化难以预测。

歧北斜坡区沙一下亚段湖相碳酸盐岩储层较薄（多数集中在0.5~8 m），地震资料难以指导内部小层及滩体划分，沉积相模式、演化规律及主控因素认识不清，采用标志层控制、静-动态资料相互拟合的方法，利用岩心、测井、地球化学、古生物等资料，结合示踪剂、吸水剖面等动态资料对薄层湖相碳酸盐岩储层进行综合研究。研究结果表明：超覆地层对比模式符合研究区薄层湖相碳酸盐岩地层真实发育情况，并识别出5期明显的湖岸线；湖水首先沿着港西断层形成的断槽及中部的斜坡低洼区由东向西主发生湖侵；研究区主要发育滨浅湖亚相，包括生屑滩、混积滩等6种沉积微相，生屑滩面积占60%以上；沉积模式显示出沉积早期，地形坡度大、湖侵范围小、滨浅湖面积也最小，主要沉积沿岸碎屑岩砂坝；沉积中后期，水体越过坡折带，滨浅湖面积不断扩大，并迅速超覆至全区，生屑滩沉积面积达到最大的演化规律。歧北斜坡区湖水咸化、湖相碳酸盐岩广泛沉积的主要原因，是海侵作用致使湖水初步咸化和浅水缓坡台地环境导致混合水蒸发浓缩二次咸化双重作用的结果。强烈的剥蚀和填平补齐导致的近似平台型古地貌特征和古生物的大量繁殖，也是控制北斜坡区沉积相类型及演化的主要因素之一。

钻井资料显示莺歌海盆地现今存在超压，纵向上由浅至深可划分为常压带、过渡带和超压带。利用测井声波时差和地震速度资料，按等效深度法计算了莺歌海盆地大量排气期(1.9 Ma)和现今超压值，并恢复了单井超压的演化。结果表明，地层超压平面上是以乐东区为中心向北向东递减的，临高隆起带和莺东斜坡带大部分为常压，单井上超压演化是逐渐增大的。这一结果与不同地区地质历史上沉降中心和沉积环境密切相关。莺歌海盆地超压的存在使天然气在剩余压力的作用下垂向运移。天然气藏均分布在乐东和东方地区黄流组顶底压差大、莺歌海组盖层超压封闭能力强的地区。靠近底辟区、且同时满足上述2个条件的储层更有利于天然气成藏。

宋家冲矿床是长江中下游成矿带九瑞矿集区西南部新发现的矽卡岩型Au、Cu-Mo矿床。矿区内与成矿关系密切的岩体为花岗闪长斑岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示，该岩体形成于早白垩世早期((142.8±0.6) Ma)。主量元素组成上，宋家冲岩体属于准铝质岩石（A/CNK=0.80~1.03），具低镁（w（MgO）=1.29%~2.58%）、富铝（w（Al₂O₃）=15.52%~16.88%）、高碱（富钠）(K₂O/Na₂O=0.57~1.04)特征。微量元素方面，表现为富集Rb、Ba、Th和La等大离子亲石元素（LILE），相对亏损Nb、Ta和Zr等高场强元素（HFSE），w（Sr）较高（＞618×10^-6）、w（Y）较低（＜17.1×10^-6）、Sr/Y值大（39~61）、轻重稀土分馏强烈（w（Yb）＜1.45×10^-6；(La/Yb)_N＞30）等特点，类似于埃达克岩的地球化学特征。全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素组成变化范围相对较小：(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.705 8~0.706 7，ε_Nd(t)为-6.4~-4.9，ε_Hf(t)为-10.1~-5.1。结合区域地质研究成果认为：宋家冲岩体可能形成于陆内挤压-伸展的过渡环境下，为富集岩石圈地幔部分熔融的产物。

在西藏冈底斯驱龙斑岩型铜钼矿床南部2 km和东南4 km处分别发育知不拉和浪母家果矽卡岩型铜矿床，它们与驱龙斑岩矿床空间上相邻。其中，浪母家果矽卡岩型矿床中辉钼矿Re-Os等时线年龄为(17.11±0.55) Ma，表明其形成时间与驱龙和知不拉相近。综合冈底斯成矿带区域成矿作用和典型矿床的最新研究成果认为，驱龙斑岩型铜钼矿床-知不拉矽卡岩型铜矿-浪母家果矽卡岩型铜矿系同一期岩浆热液成矿作用的产物，构成一个完整的斑岩-矽卡岩型成矿体系。因此，区域找矿时，应注意在斑岩型铜矿外围寻找高品位矽卡岩型矿床；同时，在具有矽卡岩型矿化的勘查区内应注意寻找深部可能存在的斑岩型铜钼矿床。

马厂箐钼铜金多金属矿床是滇西地区金沙江-哀牢山构造带内与新生代富碱斑岩有关的典型矿床之一。根据赋矿斑状花岗岩中锆石的阴极发光图像、LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年以及辉钼矿Re-Os法测年研究等，结合前人研究成果，应用透岩浆流体成矿理论，进一步讨论了马厂箐矿床的成因机制。研究表明：该矿床的多金属成矿与赋矿斑状花岗岩的成岩基本同时，其成岩成矿过程统一受制于与该区大规模活动的新生代富碱岩浆和深部地壳重熔的花岗质岩浆同步运移的成矿流体作用。这种成矿流体是包含于岩浆并与其互不混溶的含矿地幔流体。但在上侵运移过程中，伴随岩浆的成岩作用，流体与岩浆发生不同程度分离，表现为：产于富碱斑状花岗岩体内，形成正岩浆成矿的斑岩型钼矿；产于岩体与围岩接触带，形成接触交代成矿的矽卡岩型铜（钼）矿；产于地层围岩中则形成构造破碎蚀变岩型金矿。在这一成岩成矿过程中，地幔流体可以运载和沿途活化成矿物质至适宜容矿部位集中，并随其对地壳岩石的交代蚀变以及深度和环境变化引起的物理化学条件变化，其流体属性由熔浆流体→超临界流体→热液流体转化，促使壳幔物质相互作用而叠加成矿，导致在不同部位形成不同矿种和不同类型的系列成矿效应。

利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法测得程潮矿区花岗岩成岩年龄为（128.8±0.5） Ma，石英二长斑岩成岩年龄为（128.3±0.5） Ma，闪长岩成岩年龄为（140.0±0.3） Ma，辉绿玢岩成岩年龄为(125.5±0.5) Ma，皆形成于早白垩世。地球化学分析结果显示：花岗质岩为高钾准铝质I型系列；闪长岩和辉绿玢岩为高钾钙碱性系列。各岩体的稀土元素总量较高，轻稀土强烈富集，轻、重稀土元素分异明显，无明显的负铕异常。花岗质岩的微量元素以富集Rb、Th、U、La等元素，贫Ba、Nb、Sr等元素为特点。闪长岩和辉绿玢岩具有相似的微量元素特征，表现为K、La、Nd富集和Ta、Nb、Sr、P、Ti亏损的特点。根据岩体的锆石Hf同位素组成和地球化学特征可知，程潮矿区各岩体可能是岩石圈地幔在部分熔融过程中，混入了不同数量古老下地壳物质的产物。矿区花岗质岩的成岩年龄与程潮Fe矿床的成矿年龄相近，暗示其与矿体有着密切的联系。

赣南会昌断陷盆地沿石城—寻乌深断裂分布一条白垩纪橄榄玄粗岩系列的火山岩带。草桃背大型铀矿床内出露大富足岩体中—粗粒黑云母花岗岩及早白垩世晚期到晚白垩世早期橄榄玄粗岩系列火山岩。大富足花岗岩体岩石w(SiO₂)平均为74.67％，碱总量(w（K₂O+Na₂O）)平均为7.99％,w(K₂O)>w(Na₂O)，w(CaO)平均为0.54％，w(Al₂O₃)>w(CaO+Na₂O+K₂O)，属高钾钙碱性岩石系列。橄榄玄粗系列火山岩岩石w(SiO₂)为45.78 %~59.78 %，w(K₂O+Na₂O)平均为7.37%，K₂O/Na₂O平均为1.02，w(TiO₂)平均为0.86%, 全铁质量分数平均为7.09%，属偏碱性橄榄玄粗质火山岩类。草桃背铀矿床赋矿岩性为橄榄玄粗岩、碎裂花岗岩及隐爆角砾岩。赋存于碎裂花岗岩及隐爆角砾岩中铀矿石化学成分，与围岩花岗岩成分相似；赋存于橄榄玄粗岩中铀矿石，Fe₂O₃+Fe₂O、CaO、MgO不同程度地带出，w(SiO₂)明显增高，表明橄榄玄粗岩在成矿过程中，通过输出大量Fe、Mg、Ca等阳离子而促进铀离子从含矿溶液中沉淀。草桃背矿床的铀矿化与充填在草桃背火山口的橄榄玄粗岩关系密切，在时间上相近、在空间上相伴、在成生上相关，受橄榄玄粗岩岩浆系列热动力的影响，铀元素发生活化、转移或物质交换而成矿，成岩成矿时代属早白垩世晚期到晚白垩世早期。从草桃背铀矿床岩石学、地球化学及赋矿特征入手，总结了铀成矿是富铀矿的花岗岩基底、北东向构造及火山作用结合的产物，橄榄玄粗岩提供热源，并指出半岭、上寮、小富足等地段是寻找草桃背式铀矿床的极有利地区。

普朗铜矿床为滇西北地区一超大型斑岩型铜多金属矿床，它产于印支晚期石英闪长玢岩-石英二长斑岩-花岗闪长斑岩复式侵入体内，已有研究表明其形成于印支期。本次流体包裹体岩相学、显微测温及碳、氢、氧同位素综合研究表明:黄铜矿±黄铁矿-石英脉石英中主要发育含NaCl子矿物三相、气液两相及富气相3种类型的包裹体，成矿流体属中高温、高盐度(w(NaCl))NaCl-H₂O热液体系，来源于印支晚期岩浆活动；辉钼矿±黄铜矿-石英脉石英中发育含NaCl子矿物三相、气液两相及含CO₂ 3种类型的包裹体，成矿流体属中高温、高盐度NaCl-CO₂-H₂O热液体系，推测来源于后期岩浆活动；晚期黄铜矿±辉钼矿-方解石脉中主要发育气液两相包裹体，成矿流体为中低温、低盐度NaCl-H₂O热液体系，系NaCl-CO₂-H₂O型成矿流体演化产物。据此，结合区域广泛叠加发育燕山期斑岩钼矿化成矿背景，提出普朗超大型斑岩矿床可能存在燕山期Mo、Cu成矿作用叠加的认识。

对个旧高松矿田地质构造进行三维定量化分析并将其应用于找矿研究。首先分析和总结前人对研究区成矿模式和控矿要素特点的相关研究成果，并提出了“工”字型找矿模型；利用三维可视化技术对本次研究涉及的重要地质体进行了实体建模，将研究区岩体和断裂构造在三维空间中直观地进行展示和应用；最后，在三维实体模型基础上结合区域地质背景分析和找矿模型，采用块体模型技术，得到构造交点数和中心对称度这两种典型的构造定量化信息的三维特征。通过对构造交点数、中心对称度与地质体特征的综合分析，揭示了深部成矿特点，并指出研究区成矿有利部位--东西向和北东向构造复合部位以及断裂扎根岩体突起的周围，与地质背景和找矿模型都存在着很好的印证关系。

小秦岭地区是华北克拉通中央带南部一个重要组成部分。关于其地壳组成、变质作用，尤其是岩浆作用年龄的研究，对确认小秦岭地区在1.85～1.70 Ga期间大地构造是非常重要的。报道了小秦岭地区北部古元古代正长岩LA-ICP-MS锆石 U-Pb平均年龄为（1 831.0±6.8）Ma(95%可信度，MSWD=0.37)；结合年龄数据和地质证据，认为小秦岭地区（1 831.0±6.8）Ma正长岩形成于华北克拉通南缘地壳减薄作用环境之中，可能也是大火成岩省的一个组成部分，并探讨了华北克拉通在1.90～1.85 Ga和1.85～1.70 Ga 期间的演化历史。

对桂南钦防构造带西南段印支早期花岗岩的地质调查发现，该区存在含变质矿物和不含变质矿物两类花岗岩。岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素的分析结果表明:这些花岗岩均属于高钾钙碱性系列岩石，在岩石化学成分上明显富集大离子亲石元素（LILE，包括Rb、Th、U、K和Pb等），而相对亏损高场强元素（HFSE，包括Nb、Ta、P和Ti等），并具有较高的锶同位素初始比值（(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.715 250～0.716 316）和较低的ε_Nd(t)值（-10.80～-9.92），反映其具有俯冲消减作用形成的岛弧岩浆岩地球化学特征。锆石SHRIMP U-Pb 定年结果显示，含紫苏辉石花岗斑岩和黑云母二长花岗岩的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为（248.8±1.9）Ma（MSWD=1.5）和（246.0±3.4）Ma（MSWD=2.2）。结合本区存在有早古生代MORB型变质基性火山岩和二叠纪弧后扩张中心环境形成的E-MORB型玄武岩的资料，认为扬子板块和华夏板块结合带（称之为钦-杭结合带）西南段有古生代洋盆的存在。本区印支早期花岗岩很可能是在扬子板块和华夏板块之间的洋壳岩石圈向北俯冲的地球动力学背景下，幔源岩浆诱发俯冲板片中古老地壳物质重熔并受到地幔源区岩浆不同比例的交代作用的产物。

报导了黑龙江省东北部街津口-抚远地区花岗闪长斑岩中的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果，以限定该区花岗闪长斑岩的形成时代及其构造属性。花岗闪长斑岩中的锆石多呈自形-半自形晶，振荡环带发育，Th/U值主要为0.31～1.23，指示其岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果表明，这些花岗闪长斑岩均形成于晚白垩世（90.2～94.8 Ma），而非前人认为的晚印支期。结合研究区及其邻区同时代火成岩的组合特征和古太平洋板块的构造演化历史，认为黑龙江省东北部街津口-抚远地区晚白垩世花岗闪长斑岩形成于古太平洋板块向东亚大陆俯冲的构造背景，该期岩浆事件标志着古太平洋板块正向俯冲作用的开始。

大巴山弧形构造带是几何学上对称平顶型、内部形迹削截的弧凸结构带，区域走向总体呈北西向延伸，其主边界城口断裂由北向南发生偏转（由近南北向→北西向→近东西向），内部构造形迹与边界断裂呈明显削截和交切关系，弧形带凸顶方向与构造带南西向逆冲推覆极性一致。基于野外构造解析和15个样品的显微构造分析，对城口弧形断裂带右旋逆冲走滑构造特征和变形-变质特点及其沿走向的变化进行研究。宏观上，城口断裂带体现出早期近东西走向线理和平行于主断裂带弧形展布的后期线理两期世代和序列性，同时展现出强烈右旋走滑剪切变形特征，且走滑剪切变形强度由北西向南东减弱。微观构造上，断裂带构造岩普遍发生弱-中等强度变质，北段以中-高绿片岩相为主，右旋逆冲走滑剪切指向运动学标志体发育、变形强烈。断裂带南段以低绿片岩相为主，右旋走滑逆冲剪切指向运动学标志体相对稀疏、变形微弱。城口断裂带宏观与微观特征表明变质和（右旋走滑剪切）变形强度总体上由北西向南东逐渐减弱，呈非对称性。构造运动学上的非对称性和强烈右旋走滑剪切运动特征主要取决于印支期以来华南和华北板块汇聚过程中（尤其是燕山期）汉南能干性基底由南向北的强烈楔入作用。

岩体与岩石的力学强度之间既有内在联系又存在明显的差异，场地岩石力学指标对于评价场地岩体的力学特性至关重要。以三门核电场地为研究对象，在室内岩石力学试验的基础上，结合野外地质调查，综合考虑岩体结构特征和应力分布状态等因素的影响，引入定量描述岩体结构特征和风化程度的地质强度指标（GSI），采用HoekBrown强度准则估计岩体力学参数，同时与岩体地质力学分类法（RMR）计算得到的岩体力学参数进行对比分析。基于GSI的Hoek-Brown法得到的中等风化凝灰质砂岩、微风化凝灰质砂岩和微风化安山玄武岩岩体的c值分别为4.03、6.20、6.10 MPa,φ值分别为31.96°、34.37°和33.87°。基于RMR评分的Hoek-Brown法得到的c值分别为4.42、6.44、7.24 MPa,φ值分别为28.92°、32.43°和34.51°。研究结果表明,采用Hoek-Brown准则确定的核电场地岩体力学强度指标比较合理，得到的岩体力学指标可以作为核电站基础设计的重要依据。

以锦屏I级水电站为例，在实际地质调查基础上，分析整理实测地应力数据，以数值模拟为手段，对高地应力区复杂结构谷坡应力场特征进行了研究。结果表明：高地应力区具有复杂结构的河谷，遭受河谷快速下切改造后，其谷坡应力场存在“四区”分布特征，即应力降低区、应力过渡区、应力增高区及原始应力区；背景构造应力和河谷形态特征是导致谷底高地应力现象出现的2个重要因素；谷坡内的软弱带对应力场分布产生重大影响，尤其是倾坡外断层的存在，更易于谷坡应力卸荷，这是导致锦屏左岸深卸荷形成的重要原因，以及导致左岸卸荷基准面高程低于右岸的原因之一；河谷下切过程中，右岸顺倾岸坡发生应力调整的坡体范围比左岸的反倾岸坡大，因此其原始应力区在更深的深度内才出现。简单探讨了锦屏深裂缝的成因机制，认为河谷迅速下切导致的快速卸荷是锦屏深裂缝形成的原因之一。

现有的饱和软黏土循环荷载累积孔压显式模型未能反映路基土体单元在土体自重作用下主应力轴的偏转现象。在确定饱和软黏土固结时间的基础上，在固结压力分别为100、150、200 kPa下，对软黏土进行主应力轴偏转角为15°、30°、45°的不排水循环加载试验，得到了固结围压、主应力轴旋转角及动应力比对循环累积孔压影响的规律。基于第一次循环加载累积孔压变化规律和修正动偏应力水平，建立了能考虑恒定主应力轴偏转角循环加载下累积孔压显式模型，并利用恒定主应力轴偏转角循环加载试验结果验证了模型的合理性。建立的循环荷载下饱和软黏土累积孔压显式模型参数易于确定,参数具有明确的物理意义且能考虑主应力轴的恒定偏转现象。

以绿片岩和大理岩组成的层状岩体为研究对象，采用FLAC3D对互层状岩体进行了单轴和双轴压缩蠕变试验的数值分析，在数值分析中考虑荷载方向与层理之间的几何关系、大理岩夹层的体积分数、应力水平等的影响。研究结果表明:单轴和双轴压缩条件下，随着夹层倾角由0°增加至90°，轴向和夹层倾斜方向的应变绝对值均呈先增大后减小的变化规律；随着大理岩夹层体积分数的增加，轴向压缩变形和2个侧向方向的膨胀变形量均有所减小。单轴压缩条件下，当轴向荷载方向垂直于层理时，轴向压缩变形均大于轴向荷载方向平行于层理时的轴向压缩变形；双轴压缩条件下，当轴向荷载方向垂直于层理、侧向荷载方向平行于层理时，轴向压缩变形最大，当轴向荷载方向平行于层理、侧向荷载方向垂直于层理时，轴向压缩变形最小。

为了获得合理的施工设计岩石强度参考值，以南水北调安阳段砂岩为例开展了３种岩石强度估算方法的研究：1）引进标准条件下风钎钻进时间作为指标来估算岩石的单轴抗压强度；2）收集已有成果给出利用波速估算岩石单轴抗压强度的公式；3）根据试验数据拟合出安阳地区点荷载强度与岩石单轴抗压强度间的经验关系式。通过上述方法得到了３种不同的岩石强度估算公式，并以AY33+600为例，综合利用所得公式进行了砂岩强度估算，发现这３种方法吻合度很高，且与砂岩室内试验强度值间的误差为2%～9%。上述公式在安阳段的应用解决了原设计方案中围岩分级不准的问题。

泥石流排导结构对于减轻泥石流对周围建筑物的损毁起到了显著作用，但目前大多数排导结构难以抵御泥石流的强烈侵蚀磨损和周围环境恶劣时伴随产生的腐蚀磨损。首先，通过分析泥石流排导结构侵蚀和腐蚀磨损机理，应用相关磨损量计算公式，提出了考虑侵蚀和腐蚀的泥石流排导结构耦合磨损计算公式。然后,以此为基础，针对磨损过程的动态性和随机性，建立了泥石流排导结构耦合磨损随机过程模型，推导了任意时刻磨损量的分布函数，实现了评估泥石流排导结构的动态可靠性和概率失效时间。最后，通过具体算例分析验证了模型的实用性，可为今后泥石流排导结构的磨损定量评估提供理论参考。

以70°辽西黄土陡坡为例，在降雨强度为2.7 mm/min条件下对边坡坡面冲刷破坏特征进行了室内物理试验模拟。试验发现：随着降雨的持续坡面水流能量不断增加，致使侵蚀强度增强；边坡的侵蚀方式从试验初期的片蚀，到中期的细沟侵蚀，最后演化为坡顶部的切沟侵蚀和坍塌。基于试验成果，采用SEEP/W程序对降雨条件下边坡降雨入渗规律进行数值模拟，发现在降雨过程中坡顶部所产生的水头压力最大，随高度降低呈减小趋势；运用PFC2D颗粒流软件从微观角度对坡体土颗粒运动情况进行模拟，结果发现位于坡顶的颗粒最先被径流冲刷带走，且下落速度很快。经对比表明：数值模拟结果和物理模拟试验现象基本一致，可为进一步研究黄土边坡冲刷破坏规律提供参考。

为了精确模拟预测松散沉积层中深基坑降水引起的地下水渗流场和地面沉降的变化特征，考虑土体孔隙度、渗透系数、储水率随地下水位下降发生的动态变化，建立了深基坑降水三维变参数非稳定渗流与太沙基一维固结理论的地面沉降耦合模型，并采用有限元数值分析方法对模型进行求解。以南京地铁三号线浦珠路站深基坑降水为例进行模拟计算。结果表明：采用15口坑内抽水井，抽水井过滤器埋深为22.0～37.0 m，基坑围护连续墙底部埋深至41.5 m为最优降水方案；不仅使基坑内地下水位满足开挖要求，又使基坑外地面沉降在控制范围内。经验证，所建立的模型合理，计算结果可靠，研究理论用于模拟预测此类地区深基坑降水引起的地下水流场变化具有较高的可信度。

大气降雨是华北平原浅层地下水的主要补给来源。长期过量开采地下水造成地下水位持续下降，使原来处于饱水带的透镜体位移到包气带中，形成了厚度大、非均质性更为复杂的包气带。厚层包气带中弱渗透性黏土透镜体对于降雨入渗补给的影响是关系到降水入渗过程及补给量评价的基本问题。用HYDRUS软件建立数值模拟模型，模拟探讨单次降雨条件下，透镜体埋深、宽度比、厚度等要素对入渗路径、入渗补给时间和入渗补给量的影响。结果表明:入渗过程中弱渗透性黏土透镜体两侧会形成较快的绕流；透镜体会减小补给峰值并延长总体补给时间，但不改变补给起始时间；透镜体埋深与极限蒸发深度的相对关系决定了潜在补给量的大小，透镜体埋深或因透镜体形成的上层滞水处于极限蒸发深度以上会减少潜在补给量。

基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度概念模型评价体系，选取表征地形、地表、气象、土壤、植被及社会经济因子的15项多系统评价指标，应用空间主成分分析（SPCA）与层次分析（AHP）联合方法，对滦河流域1985年、1995年和2005年3期生态环境进行脆弱性评价，并进行量化分级，获得流域生态环境脆弱性变化规律和成因机制。结果表明：流域整体脆弱性等级有减小趋势，潜在脆弱区域面积逐渐增大，而重度脆弱区域明显减小；西北山地和冀东沿海地区变化较为剧烈；人类活动已经取代自然条件，成为影响滦河流域生态系统的关键因子；流域人口的快速增长、气候条件的改变以及土地资源的不合理利用是区域脆弱性变化的主要驱动力。

为揭示农药（晶体乐果、甲霜灵、阿特拉津、马拉硫磷、扑草净）与重金属（铜、锌、铅、镉、镍）10种污染物共存时的复合污染规律，以阿特拉津为目标污染物，采用分辨度为Ⅲ的2^10-6分式析因实验设计，并用完全折叠实验和区组设计进行辅助，通过多元线性回归的建模方法筛选并建立了以阿特拉津为因变量、10种污染物因子主效应和二阶交互效应为自变量的多元线性回归吸附模型。研究表明：共存体系中因子主效应项铅、铜、锌、镉、镍和农药晶体乐果显著抑制（显著性水平α=0.05）阿特拉津在沉积物上的吸附，与阿特拉津产生竞争吸附效应，因重金属主效应产生的拮抗作用占总拮抗作用的63.5%，其拮抗作用从大到小为镍、镉、晶体乐果、锌、铅、铜；在以镍为关键自变量的二阶交互效应项中，因二阶交互效应项产生的协同或拮抗作用占阿特拉津吸附能力的35.3%，其中，铅、镉和晶体乐果抑制镍与阿特拉津的竞争吸附，与阿特拉津在沉积物上的吸附发生协同作用，协同作用从大到小为镉×镍、铅×镍、镍×晶体乐果；而镍作为调节自变量的二阶交互效应项镍阿特拉津会促进阿特拉津的吸附，说明多种污染物共存体系中重金属镍对阿特拉津在沉积物上吸附影响作用的复杂性和重要性。

为了研究硝酸盐在不同Eh条件下通过弱透水层的迁移机理及转化形式，用天然黏土作为渗透介质弱透水层，在高渗透压条件下进行室内实验，模拟地下水中硝酸盐通过弱透水层的迁移转化过程。结果表明：单位质量黏土截污容量为1.45 mg/g，阻截率R=92%，不同Eh条件下（Eh分别为0、-100、-200 mV）弱透水层对硝酸盐的阻截能力都很强；低氧化还原电位有利于弱透水层吸附硝酸盐。弱透水层中硝酸盐的转化途径表明，弱透水层对硝酸盐的阻截能力很强,是微孔隙截留作用、机械过滤、离子吸附、协同吸附以及较弱的微生物共同作用的结果。

多级速度梯度的建立理论上可为絮体的成长创造更理想的环境。目前对流化床混凝工艺的研究多是基于单级速度梯度开展的。以粒径为800 μm 和1 200 μm的树脂颗粒为固相，建立多级速度梯度流化床混凝装置，探讨絮体的成长与形态特征。研究结果表明：在单级速度梯度流化床混凝装置中，当以1 200 μm树脂颗粒为固相颗粒、混凝时间为50.3 s时，絮体发生破碎，混凝效率较混凝时间为41.8 s时降低3%；相同初始填充高度的多级速度梯度条件下，絮体尺寸随着混凝时间的延长而逐渐增加，由5.7 μm成长至70.0~75.0 μm，同时混凝效率也较单级速度梯度下提高了5%~10%。絮体之间的碰撞为絮体成长的主要模式。

通过引入地质灾害潜势度，突发地质灾害气象预警统计模型解决了雨量判据法不能明确表达地质环境条件的问题，在此基础上，提出了潜势度计算、大气降雨变量设计、预警方程优化3方面的改进方法。为提高潜势度计算的准确性，增加了基于卡方检验的地质环境因子独立性判别步骤；对地质环境因子确信程度初始值和权值计算中确信程度变化量初始值设置进行了规定；并将预警模型中累计雨量修正为更为合理的有效累计雨量。在现有的预警方程的基础上提出了基于联合概率分析的预警方程，避免了其与基本地质认识和物理规律存在一定距离、方程系数的意义不明确的局限。以2009年7月2日发布的24 h雨量预报为例,计算结果表明：虽然预报区域面积从101 008 km²减小到27 553 km²，但是地质灾害点落入预报区的比例从44%增加到62%。这说明通过改进的预警模型理论上更加严密，空间准确率有所提高，空报率有所下降。

为改善灌区中低产地的产量、提高其田间管理及粮食综合生产能力、防止土壤盐碱化灾害的扩展，在土壤盐碱化灾害学研究的基础上，建立了土壤盐碱化灾害风险评价指标体系。选用基于熵权的灰色关联评价方法来构建土壤盐碱化灾害风险评价模型，根据标准自然灾害风险原理，建立土壤盐碱化灾害风险指数计算模型。在松原灌区土壤盐碱化灾害风险评价中的应用表明，灌区各灌片盐碱灾害风险值为0.10～0.36，属于中度风险和重度风险区，风险值由小到大排序为：前郭片、安字片、有字片、龙海片、水字片、大布苏片、潜字片、套浩太片、戎字片、红星片、洪字片。该模型与灌区实情符合较好，客观性较强，表明所建模型可用于土壤盐碱化灾害风险评价。

通过电磁场偏移成像处理技术，探索地震屏蔽层以下深部地质构造特征，揭示了海拉尔盆地深部存在似层状的电性异常，具有复式背斜的构造形态。盆地内各凹陷具有重力低、磁力高、电阻率低的重磁电特征；沉积地层为低频低幅度磁异常，岩浆岩为高频高强度的磁异常；剖面中东部电阻率存在低-高-低3层结构，岩浆岩呈高电阻率特征，古生界呈中低电阻率特征。德尔布干断裂与乌奴尔-鄂伦春断裂控制了深部古生界分布，古生界埋深为2～6 km，厚度为2～4 km；古生界与元古宇的接触界面呈复式背斜的构造形态，由3个背斜构造组成，对浅部凹陷分布有一定的控制作用。海拉尔地区晚古生代石炭纪发育泥岩、页岩、灰岩、板岩，推测盆地覆盖区可能具有一定的油气勘探前景。

时间域航空电磁探测中，接收线圈在地磁场中的运动产生感应电动势，形成线圈运动噪声，因其幅度较大而成为航空电磁探测中的主要噪声源之一。线圈运动噪声具有低频特性，虽然幅度随频率增大而迅速衰减，但仍然含有高于发射基频的频率成分；因此，传统的高通滤波器在处理线圈运动噪声中存在一定的局限性。根据航空电磁数据的特点，采用多项式拟合全波半周期运动噪声，运用拉格朗日优化算法求解运动噪声多项式系数，并将其从半周期电磁数据中去掉以达到去除噪声的目的。通过仿真实测数据的运动噪声压制实验，对比分析了多项式拟合法与传统高通滤波器法的线圈运动噪声去除能力。仿真结果表明，多项式拟合法能够有效去除航空电磁数据中的线圈运动噪声，提高信噪比超过40 dB。

为了更好地模拟地下介质连续变化及开展连续介质的反演，对二维电导率分块线性变化的线源频率域可控源电磁法进行了有限元正演模拟，在剖分单元内同时对电场及电导率参数线性插值，使电导率参数在剖分单元之间保持连续变化。首先，提出有限元正演模拟的边值问题及变分问题，并详细论述了有限元的剖分、插值、单元分析及总体合成的各个步骤；其次，采用稀疏存储及基于不完全LU分解的BICGSTAB算法求解复系数方程组，节省了内存并提高了计算速度；然后，对一个均匀半空间模型进行模拟，计算结果表明，低频及高频的有限元数值解都与解析解吻合，证明了算法的正确性；最后，对水平层状模型及垂直断层模型进行正演计算，视电阻率及相位的等值线图均较好地反映出了异常体，说明文中算法能够对电导率连续变化的线源可控源电磁法进行有效地模拟。

裂缝密度是定量预测裂缝性储层的重要参数之一。Varela利用方位角上的反射系数，运用SVD方法反演HTI介质裂缝密度。笔者将不同方位角测线中两两相交测线的反射系数做差，对反射系数差值运用SVD方法反演HTI介质裂缝密度，各向异性参数在做差后的反射系数中具有更显著的作用。笔者首先针对2种方法的基本原理进行了阐述，然后进行数值计算，并对反射系数存在随机扰动情况下2种方法的反演结果进行对比，最后对笔者提出的改进方法进行稳定性分析。反演结果显示：噪声较小时，2种方法的反演结果都接近真实值，然而当增大噪声时，改进的方法比原方法反演结果更好，因此改进的方法比原方法更具有抗噪能力；随着相交测线夹角的增大，改进的方法受随机扰动影响的稳定性增强，在方位正交时受随机扰动的影响最小；纵波高信噪比AVA数据越多，反演的结果越稳定。

AVO技术在油气勘探中已经得到广泛应用，但是在应用Zoeppritz方程的线性近似方程时，通常是直接应用入射角代替平均角进行参数计算，这样做会给反演工作带来误差。基于入射角的AVO近似方程将反射系数表示为入射角的函数，可以解决常规计算中存在的误差。过程如下:首先，由基于入射角的AVO近似方程推导得到基于入射角的弹性阻抗方程，将其标准化以实现不同角度的弹性阻抗间量纲的统一，并通过经典的AVO模型验证其准确性;然后，建立基于新方程的弹性阻抗反演方法，对Marmousi2模型进行反演，与常规方法反演结果进行对比，结果表明，新方法得到的结果更加准确;最后，利用某实际工区数据进行反演，得到的结果与实际测井资料匹配效果很好，证明了该方法有很强的实用性。

利用合成数据研究并讨论了影响基于射线的跨孔雷达走时层析成像的几个重要因素，包括射线覆盖角度、正则化因子以及测量装置排布等。对比不同射线覆盖角度下层析成像的结果表明，40°~70°为跨孔雷达层析成像的最佳角度。对比不同正则化因子情况下层析成像的结果表明，正则化因子太小或太大，都会导致反演结果与实际模型差别较大，因此选择合适的正则化因子对反演成像极其重要。通过研究水平和不同倾斜异常体的层析成像结果以及波场快照发现，由于发射和接收装置通常放置在2个平行的钻孔中，使得射线主要在近水平方向上传播，因此横向异常体的反演效果好，而纵向或高角度异常体的反演效果不佳，且反演出的异常范围要比实际尺度大。

高光谱分离是定性与定量岩矿分析的核心基础。仿真数据和测量数据可通过FastICA算法处理，计算混合像元中端元数量及端元光谱，并根据计算结果进行丰度反演。实验结果表明：FastICA算法即使在端元光谱、混合矩阵未知且没有任何先验知识的情况下，也能有效分离岩矿高光谱混合像元并得到端元的估计光谱，从而实现矿物识别和矿物丰度反演；但当混合像元中参与混合的端元光谱相似度较高或端元光谱的非高斯性较低时，混合像元的分离精度将降低，混合像元的分离精度越高，端元丰度反演结果越准确。

在虚拟地震灾害场景基础上，提出一种细节可控的三维地形实时改造算法，用于模拟因地震造成灾区地表形态的变化情况。该方法将地形改造的主要任务交由GPU（图形处理器）的pixel shader（像素着色器）完成，在pixel shader中将原始地形高度图的高程数据读取出来，通过设计算法对数据进行改造后输出至一张新的高度图，并用新的高度图替换原始高度图重新绘制一遍场景，以完成地形的实时改造；使用“乒乓”算法和批处理方式对地形改造效率进一步优化；引入Perlin（柏林）噪声增加了地形改造结果的随机扰动性，使改造结果更加逼真和接近实际情况。实验结果表明：该方法能够在地震灾害场景仿真平台中得到很好的应用，运算效率高，能够满足地形实时改造和交互编辑的实际需求。