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钟嘉猷:惟妙惟肖地模拟千姿百态的构造现象
热度 2 sciencepress 2014-7-10 09:16
张文佑先生生前曾对钟嘉猷先生说:“你保存了那么多实验照片,印本小册子给大家看看或许有用。” 《 构造物理模拟实验图册 》(钟嘉猷著)中所展示的各种构造形态的实验结果,是我们在野外所观察到地质体中部分形变形式的室内再现,虽然实验模型所产生的构造形式与实际野外源体在岩石性质(即实验材料性质)、边界条件、力作用方式、时间即形变速率等,难与地质体在形变时的各参数相似,但我们选用了多种材料不同实验条件和方法,使模型在形变过程及其结果达到更近似于自然界产生的形变样式。所以,我们认为在研究地质构造形变体的成因机制时,用物理模拟实验手段来剖析大地构造、区域构造、局部构造、地震构造、油田构造、矿田构造等,都是不可缺少的研究手段,并可直接解析各种构造体的因果关系。它并不是构造样式的重复或再现,更大的意义在于从中发现其形变规律才是最终之所要。 兹摘录部分构造物理模拟实验图片以飨读者,许多实验构造变形惟妙惟肖,图像中许多细微之处耐人寻味。 湿黏土材料在侧向挤压下形成的剪切破裂及其破裂带上的伴生构造 模型基底为一条北西向断裂,断裂延伸中部有一折点,当横向拉张时,盖层材料形变过程 模型基底为锯齿状断陷,在侧向拉张作用下上覆盖层的形变 基底为S型断裂,在拉张作用下盖层的变形特征 模型由松散介质彩砂叠层而成,侧向拉张作用后模型剖面与表面的变形 一个松散介质彩砂模型的最后拉伸结果再次挤压的变形的现象 由松散介质做成的水平叠层模型在侧向拉张作用下局部的形变样式 松散介质做成的水平叠层模型在侧向拉张作用下的形变样式 松散介质材料做成的叠层模型,基底由塑性材料上涌后对上覆层冲顶形变样式以及上涌体的形态变化 散介质组成的水平叠层,底部由塑性凡士林材料上涌(呈尖顶状),形成的构造形态 塑性凡士林材料组成的模型,底部为先成褶皱构造,夷平后上覆水平叠层后,再次侧向挤压时的形变特征 模型下部为原始基底形态(均质体),上覆凡士林材料做成的水平叠层,在侧向挤压下形成的形变特征 松散介质水平叠层,底层为细砾厚层材料在侧向挤压下的变形,后经二次拉张作用的结果 本文摘编自钟嘉猷著《 构造物理模拟实验图册 》一书。题目为编者所加。《构造物理模拟实验图册》是作者钟嘉猷多年来为研究各种地质构造形态及其生成动力学机制所进行的诸多泥巴和其他种类实验材料的部分实验结果,这些实验照片反映了在构造模拟相似条件允许下进行的实验研究结果和实验模型形变过程。构造模拟实验对研究油田构造、矿田构造、大型构造、小型构造、地震构造、工程稳定性等起到了不可忽视的作用。 一起 阅读 科学 ! 敬请关注 科学出版社 ,搜索 微信ID : sciencepress-cspm 或 “ 科学出版社 ” 公众号
个人分类: 科学书摘|5446 次阅读|3 个评论
点评纵瑞文的“雨痕”模拟试验及其雨痕讨论的总结
热度 21 Majorite 2013-11-18 06:56
点评纵瑞文的“雨痕”模拟试验 及其 “雨痕”讨论的总结 一直竭力推荐苏德辰“雨痕”博文、来自地质大学(武汉)的 纵瑞文 同学,利用他实验室现有的条件做几个简单、粗糙的模拟试验,以希支持雨痕成因,他将试验“结果”发到博客,作为青年探讨科学的兴趣值得赞扬,采用 切割岩石留下来的粉末与二氧化硅粉末模拟天然的泥浆,还算不太离谱。但是,一 百六十多年前就有人就做过比 纵瑞文 (2013) 更好的实验,条件比 纵瑞文 (2013) 控制还好得多。青年学生在做实验之前不看已有的参考文献,低质量地的重复他人的老实验,似乎就没必要了,也是不可取的。本文中我列的科学问题, 纵瑞文 一个也没有解决。 纵瑞文所用的材料特别稀,流变强度低,超过“雨痕”论者的想象, 其中水含量多少?材料粘度多少? 这些都是必须交代的参数, 但是他一概不知。 纵瑞文认为 【模拟用的“泥浆”在自然界中(即将干涸的水坑边缘)应该是存在的。】 但 是, 他忘了,他的泥浆是如何形成的? 是他强烈搅动形成的,自然水坑这样的搅拌存在吗?固体成分的体积比例大大低于最紧密堆积的密度,这样系统是不稳定的,只要时间足够,水必然要渗到表面,使得沉积表面多一层水,而水下沉积的密度大于他这个泥浆。他是学生可以不懂,但是苏德辰是沉积学教授,应该懂的。 纵瑞文 的“出气”实验虽然没有新意,但还算较成功,“雨痕”与抛物实验最不成功,Rheological dome 或 Diapir的实验没做。世界上最大风速高达113 m/s,大西北的大风常常30-40 m/s,可以飞沙走石, 甚至吹翻火车、打碎汽车玻璃。不能毛躁地就扔一块石块了事,而要研究不同大小、形状、不同速度石砾撞到不同粘度泥巴的情形。尽管如此, 纵瑞文 的试验仅说明,形成“雨痕”的条件太苛刻,泥浆不能太稀又不能太干,太干了雨滴打不出痕迹,太稀了又不能保留痕迹,一旦形成“雨痕”, 赶紧藏到没雨的地方,晾干,以免毁了“雨痕”,这还是野外吗?但是, 纵瑞文 没有模拟雨一直下的情况,“雨痕”如何保留? 纵瑞文 的实验说明,倒是泥浆出气更能形成自然界常见的“雨痕”。现在读者再读苏德辰的语录“ 地质专业的同行们:撞击形成的凹坑怎么会变成了气泡?这不仅仅是视觉错误的问题,是胡搅蛮缠,是个大笑话!”,感觉的确就是个大笑话,因为本来就是泥巴里排出的气泡,并不是雨滴砸出来的凹坑。这叫思维定势,认定凹坑就是雨滴砸出来的“雨痕”,然后绝不顾及其他成因的可能。 这样的“雨痕”周边已经没了高圈, 中央盛着水。 下图是自然的洼坑,上图是纵瑞文做出来的 雨痕“。 两者比较,一个是眉清目秀、炯炯有神的丹凤眼,一个是整容失败、粘糊的、丑陋的扒拉子眼, 任何一个受了良好严格科研训练的人都不会把这样的无控制条件的破实验拿出来显摆。“科学”不是这么做的。 纵瑞文没有成功地模拟出自然界沉积物表面的洼坑。他做的洼坑的形状与深度/直径比皆与天然的不同。 纵瑞文做不出自然界沉积物表面椭圆形洼坑。 出气作用形成的“泥火山”, 貌似常见的“雨痕”。 出气作用形成的“泥火山”, 貌似常见的“雨痕”。 出气作用形成的“雨痕”。他不了解自然界的真实过程,可笑的是用做不出大于2 mm 的空穴来否定自然界空穴排气的成因。在自然界,小气泡有聚集作用, 大气泡有分裂作用,已经有上百篇论文讨论这个问题, 可惜 纵瑞文没读过。 下面放几张野外淤泥 排气的照片: 纵瑞文 (2013)的试验再一次证明 Desor (1850)的结论——“Most, if not all, supposed rain impressions are made by air bubblesrising through sediments”(这样的证明是没必要的)。其实,前辈科学家的结论亦是建立在实验与野外观察的基础上。所以, 做试验前,合格的研究人员都要仔细阅读已有的参考文献,了解基本的科学问题与思想争论,前人是否已经做过实验,如果我们要做,比前人的高明到哪里?如何改进前人实验的不足?在他们研究的基础上提高发展。 所以,我建议有兴趣的同学今后再做“雨痕”实验时,要先去纵瑞文的教训,要做定量实验、控制材料性质与实验条件,特别要注意以下一些问题: 控制模拟材料的粒度及其不同粒度颗粒的比例,“雨痕”形成的条件应该与颗粒分布有关。 控制模拟材料的含水量,查明含水量与材料粘度的关系。把泥浆的粘度测量出来。了解“雨痕”形成的材料的粘度区间。 水滴落地速度与“雨痕”形状、直径、深度的关系。 水滴大小与“雨痕”形状、直径、深度的关系。在自然界,雨滴的落地速度越快,其直径越小。在降落过程中,雨滴底面一旦变平,就要发生雨滴分裂。 南方温湿气候与西北干燥气候中“雨滴”的上述关系应该不一样,因为温湿气候的大气密度比干燥气候的要大。 “雨痕”与淤泥干裂的关系,谁先谁后? 雨下多长时间最有利雨痕形成与保存。自然界每个地区,每次下雨多长时间,之间间隔多长时间,这样的环境是否能保存“雨痕”?雨痕保留是刚下雨时、中间还是结束时雨滴砸地的痕迹?刚下雨时,地面是干的,不利成坑。中间时,后来还在下雨,雨痕保留不下来。最后,地面铺上一层水,也形成不了雨痕。 以我对纵瑞文的了解,他是听不进长辈学者的意见,因为性格浮躁与狂妄自大。今天夏天有个地质大学(武汉)毕业生来蒙特利尔开会,我们见了面,他给我说“ 地质大学(武汉)搞政工的领导曾专门把学生(包括研究生、博士生)干部开会, 要他们做网络水军,与我对着干,“保卫”地大那个作假院士与千人,他当时就参加这样的会议”。 纵瑞文同学来此,大概不仅仅是为了讨论科学,是否还要领“红包”的? 我看到苏德辰在纵瑞文博文后面留言,我笑了,这沉积学的“优秀论文”也太好出了,不仅好出,而且一出来直接 “进教科书”!给年轻人说句鼓励的话是可以的,但是一定要实事求是,否则就是害他。 �ٱ� 苏德辰 2013-11-18 02:30 建议你把雨滴的高度增加到10 m左右(40 cm显然太小了),把泥浆的容器加大、加深,重新做一次更详细的实验,仔细观察、记录各主要过程(最好配合录像),然后把结果整理出来,再结合野外实际观察的照片,就是一篇优秀的“雨痕成因”的论文。 �ٱ� 苏德辰 2013-11-18 02:21 稍微改进一下这个小试验,可以写进沉积学教科书了! 有泥裂,无“雨痕” 薄泥层的泥裂,无“雨痕” 雨痕讨论的总结 沉积岩顶面的洼坑研究由来很久(例如, Cunningham , 1839 ; Buckland , 1842; Redfield, 1843; Desor,1850; Lyell, 1851 ),其成因不是唯一的,据动力来源机制可分成两类: ( 1 )动力来自沉积物(软泥或淤泥)内部。 若受周围沉积物挤压,粘度低的软泥或淤泥向上部低压力的表面流动,形成鼓包,这就是 Rheological dome or Diapir (底劈) ; 淤泥中常含有气体(例如由有机质腐烂生成的甲烷), 混合了气泡的淤泥比重就小,就要上升,形成鼓包 , 然后爆炸成坑, 这就是 gas bubble pits 或 bubble-foam pits 。 (2) 动力来自沉积物(软泥或淤泥)外部, 即外力撞击,撞击物可以是雨滴、冰雹、石子或砂子,为 石子或砂子提供动力的是强风 。被雨滴撞击的叫雨痕( Raindrop impressions), 被冰雹撞击的叫雹坑( Hailstone imprints), 被石子撞击的叫石击坑( Stone-impact cracters )。 上述成因中,以雨痕的可能性最小,因为雨滴的动能最小,雨滴质量小,落地速度最大9.3.m/s,比西北的风速小数倍,况且沙粒与石砾质量重,撞击能亦大。“雨痕”形成条件最苛刻,保存最困难,雨痕说属于“much talk and little study”的观点。 这就是我与苏德辰研究员认真讨论的原因,因为他不加分析考证就直把凹坑介绍成“雨痕”,否定其他成因的可能性, 我本意不是为难他,只是希望青年学生了解一下相关的科学内容,不要一见到洼坑就是“雨痕”。
个人分类: 地震与地球|4741 次阅读|25 个评论
模拟实验-贵州茅台(暂告结束)
陈龙珠 2013-3-10 19:36
模拟实验-贵州茅台(暂告结束)
免责声明:本文记录为检验自创理论方法的模拟实验,不构成任何读者的投资投机依据。 【模拟试验小结:30手介入均价169.15元,出局均价205.9元,按0.1%计算单向印花税和双向交易佣金并扣除第一次入场亏损1920元,30手平均获益21.0%,折算到模拟总资金60万元的获益率为17.9%-低于预期目标20%。同期沪指:3月4日收盘2273,5月29日收盘2324,涨幅2.24%】 实验品种: 贵州茅台(600519) 股价概况 :主产著名品牌白酒,去年7月中旬见顶266元后,至今基本完成5浪结构回调,已有最大跌幅35.3%(低点价位172元),其中去年底今年初遭遇国八条对公务活动限制饮用高档酒利空。本月初,茅台集团董事长公开表示公司今年1-2月销售额比去年同比增加高于10%。由此看来,茅台酒原来的日常消费并非主要用于政府公务活动。 技术指标分析 : 主要基于本博自己改进和构思的技术性指标进行综合评估 ,5浪结构基本成形后,关注其日线形态特征,其中包括:比较强度指标CSI(55:1,13)转升、指数移动5日与10日均线交叉点预测指标EIBIAS(1,3)在0轴下方金叉回升、复合随机指标CKD(2,3)低位金叉、量能类指标CAM(2)和APH(1,13)低位转升,等。 进出场技术条件 :股价在指数移动5日和10日线交叉点轨迹EMAI和多空平衡指标CMA之上,持有股票;CKD(2,3)高位死叉兼顾跌破MA10线时减持仓位,跌破CMA和EMAI线,则轻仓直至清仓。 模拟操作平台 :公众网(大智慧)财经栏目免费注册模拟操作功能。 模拟资金 :60万元。 基本目标价位:266-172元中位219元。 预期历时:2个月左右。 操作计划 :(1)EIBIAS(1,3)低位金叉、股价上MA5线、EIBIAS(1,3)低位金叉或即将低位金叉,买入底仓10手; 【此已于3月5日完成,买入价176.1元,止损位169.45元】 (2)记首次上穿EMAI、CMA线后的高点股价为A,回落后再次上攻突破A时买满20手; 【3月7日,A=188.6元】 【3月13日,高开缺口4个交易日未回补,再次小幅高开上穿A以来下降趋势线时,185.32元成交增持10手,附截图】 【3月14日遭遇传媒质疑有机原料生产,股价连续跌穿CMA和EMAI日线,15日反弹难以收复且大盘不稳,于180.4元清仓观望, 亏损1920元 。等待日线修复后择机进入】 【4月10日新低点之后回升上穿EMAI日线,于167.8元买入15手】 【4月15日沪指再次探底回调,茅台未击破CMAI日线,于170.5元买入15手。 已有30手买入均价169.15元,剩余模拟资金9万元 】 【5月13日上摸201.6元,日线进入超买区,上方204-208元技术阻力较强;关注阶段性锁定利益时机】 【5月23日上摸206.49元,日线看似现处160元以来反弹的5子浪,日本股市急跌,A股反弹遇2313附近强阻力, 206.1元减持15手 】 【5月29日再次上摸206元上方乏力,CKD(2,3)难以在超买区恢复金叉, 205.7元减持15手清仓 】 (3)中途可按小时线图形参照上述日线特征进行不超过一半仓位的波段性操作。 附截图 : 5月31日收盘后截图: 5月13日收盘截图-日线级浪型会演变成现在走的是下跌第4浪? 4月17日11:00截图- 日线首次上穿EMA13与EMA34交点轨迹线-上穿半年以来的下降趋势线 3月13日收盘 3月8日收盘
个人分类: 家庭理财|5833 次阅读|0 个评论
我谈科学实验的四种基本类型
热度 1 sungennian 2010-8-3 22:12
孙根年 (陕西师范大学旅游与环境学院教授) 2010年8月2日,孙学军先生发表博文《不做实验同样可以发表SCI论文》( http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=348632 )引起某些热议论。我认为,孙学军博友如果不是哗众取宠的话,很可能是对科学实验片面理解,以为只有在实验室人工控制环境下的物理化学实验才叫实验,而其他形式的实验就不叫实验。 对此,我从广义实验的概念出发,将科学实验划分为四种类型: 1 理想实验:即头脑里进行的理想实验。依据观察的事实和生活经验,运用已掌握的科学知识,在头脑里进行理论猜想和逻辑推理,主要是运用猜想提出公理,然后运用数学方法进行逻辑推理,从而建立起某些理论。爱因斯坦的相对论研究,是理想实验研究的光辉典范。 2 观察实验:即在自然发生的情况下,对事物进行有目标的观察,从而获得科学认识。这种方法在生物学、地质学、地理学中有着广泛的应用,读万卷书走万里路。如生物学家采集标本发现新的物种,古生物学家采集化石论证生物进化,地质学家观察地质剖面论证构造。达尔文创立生物进化论,主要得益于广泛的野外观察实验,他将科学定义为:归纳经验实事,以便从中发现规律。 3 模拟实验:依靠数学模型和计算机模拟分析的实验。研究过程如下:采集事物的数据和信息,在一定理论或假设指导下,运用数学模型和计算机进行模拟分析,认识事物的性质和规律。王铮先生是这方面的高手,他的很多研究都是模拟实验研究。 4 控制实验:在实验室内,在人工控制的环境下,采用物理学或化学的方法进行实验,这种实验在理化科学、环境科学中是最常见的。这也大家通常所说的狭义的实验。 其实,现代科学是科学家的理性猜想与实验验证的统一,对于任何自然科学研究来说,实验验证都是绝对不可或缺的。之所以造成某种假象,以为某人没有做实验,同样可以在SCI期刊发表论文,是因为片面地看待实验。 所以,我不同意不做实验也可以发表SCI论文的观点,不做实验发表SCI论文,千万别作假。希望博士生注意,不要为这种哗众取宠的观点所误导。同时,我也要提醒大家注意,科学实验的类型多种多样,要根据研究的问题来确定,不要片面地理解实验。
个人分类: 科学笔记|22047 次阅读|4 个评论

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