The Geo-DSCM System and Its Application to the Deformation Measurement of Rock Materials

Digital Speckle Correlation Method (DSCM) is a useful tool for whole field deformation measurement, and has been applied to analyze the deformation field of rock materials in recent years. In this paper, a Geo-DSCM system is designed and used to analyse the more complicated problems of rock mechanics, such as damage evolution and failure procedure. A weighted correlation equation is proposed to improve the accuracy of displacement measurement on a heterogeneous deformation field. In addition, a data acquisition system is described that can synchronize with the test machine and can capture speckle image at various speeds during experiment. For verification of the Geo-DSCM system, the failure procedure of a borehole rock structure is inspected and the evolution of the deformation localization is analysed. It is shown that the deformation localization generally initializes at the vulnerable area of the rock structure but may develop in a very complicated way.

EQUIVALENT MODEL OF EXPANSION OF CEMENT MORTAR UNDER SULPHATE EROSION

The expansion property of cement mortar under the attack of sulfate ions is studied by experimental and theoretical methods. First, cement mortars are fabricated with the ratio of water to cement of 0.4, 0.6, and 0.8. Secondly, the expansion of specimen immerged in sulphate solution is measured at different times. Thirdly, a theoretical model of expansion of cement mortar under sulphate erosion is suggested by virtue of represent volume element method. In this model, the damage evolution due to the interaction between delayed ettringite and cement mortar is taken into account. Finally, the numerical calculation is performed. The numerical and experimental results indicate that the model perfectly describes the expansion of the cement mortar.

Preliminary comparison of natural versus model-predicted recovery of vessel-generated seagrass injuries in Florida Keys National Marine Sanctuary

Each year, more than 500 motorized vessel groundings cause widespread damage to seagrasses in Florida Keys National Marine Sanctuary (FKNMS). Under Section 312 of the National Marine Sanctuaries Act (NMSA), any party responsible for the loss, injury, or destruction of any Sanctuary resource, including seagrass, is liable to the United States for response costs and resulting damages. As part of the damage assessment process, a cellular automata model is utilized to forecast seagrass recovery rates. Field validation of these forecasts was accomplished by comparing model-predicted percent recovery to that which was observed to be occurring naturally for 30 documented vessel grounding sites. Model recovery forecasts for both Thalassia testudinum and Syringodium filiforme exceeded natural recovery estimates for 93.1% and 89.5% of the sites, respectively. For Halodule wrightii, the number of over- and under-predictions by the model was similar. However, where under-estimation occurred, it was often severe, reflecting the well-known extraordinary growth potential of this opportunistic species. These preliminary findings indicate that the recovery model is consistently generous to Responsible Parties in that the model forecasts a much faster recovery than was observed to occur naturally, particularly for T. testudinum, the dominant seagrass species in the region and the species most often affected. Environmental setting (i.e., location, wave exposure) influences local seagrass landscape pattern and may also play a role in the recovery dynamics for a particular injury site. An examination of the relationship between selected environmental factors and injury recovery dynamics is currently underway. (PDF file contains 20 pages.)

非均质材料损伤破坏的数值模拟软件开发及强韧化机理研究

本文针对平面链网模型与空间链网模型，发展了模拟非均质材料的数值软件，旨在分析材料的损伤破坏特征，寻找材料细观结构同宏观力学行为之间的相互联系，探讨材料强韧化机理以及评估材料的力学性能。采用可视化技术设计的具有交互式功能的图象用户界面，能根据具体材料对象构造特定材料模型来分析其力学行为与服役能力。初步结果表明，无论是材料弹性阶段的性质还是损伤演化阶段材料中裂纹的萌生、扩展、汇集和材料的最终失效等现象都与已有的理论结果及试验结果符合得很好。另外，本文还对材料的强韧化机理作了探索。

Os dois Orfeus, representações da paisagem favela no cinema: o olhar estrangeiro e o olhar de pertencimento

Esta dissertação apresenta uma reflexão focada na análise geográfico-cultural da paisagem favela na cidade do Rio de Janeiro e em sua representação no cinema, pelo discurso fílmico presente nas obras Orfeu negro (1959), de Marcel Camus e Orfeu (1999) de Carlos Diegues. Tal discurso emerge como instrumento de compreensão do processo evolutivo que gerou uma espécie de linhagem da favela na cidade. Os quarenta anos passados entre os dois Orfeus e as paisagens reais e ficcionais, da favela neles presentes espelham um rico contínuo espaço-tempo. Quarenta anos de mudanças na história do mundo, da cultura, da cidade, da favela e das técnicas do cinema possibilitaram a gestação de duas obras fílmicas diferentes, inclusive em função dos olhares estrangeiro e de pertencimento que balizam a visão de seus respectivos diretores. A nova geografia cultural, com sua feição interdisciplinar, fornece instrumental apropriado para estudar, analisar e entender a complexa teia de relações políticas, econômicas, sociais e culturais presentes na paisagem favela, hoje um dos signos mais conhecidos da cidade do Rio de Janeiro polo da dualidade entre a inclusão e a exclusão social.

Relógios biológicos e padrões de alimentação em camundongos normais e com sobrepeso

A saudável interação entre o indivíduo e o meio depende do alinhamento entre a dinâmica fisiológica do primeiro e os periódicos movimentos da natureza. A interação entre tais ritmos por sua vez constitui-se em base e derivação do processo de evolução. O comprometimento de tal alinhamento representa um risco para a sobrevivência das espécies. Neste contexto, os organismos alinham seus ritmos fisiológicos a diferentes ciclos externos. Desta forma, ciclos endógenos são coordenados por relógios biológicos que determinam em nosso organismo, específicos ritmos em fase com a natureza, tais como ritmos circadianos (RC), cujo período aproxima-se de 24 horas. O peso corporal, a ingestão de alimentos e o consumo de energia são processos caracterizados pelo RC e a obesidade está associada a uma dessincronização deste processo. A modulação do RC é resultado da expressão dos clock gens CLOCK e BMAL1 que formam um heterodímero responsável pela transcrição gênica de Per1, Per2, Per3, Cry1 e Cry2. As proteínas codificadas por estes genes, uma vez sintetizadas, formam dímeros (PER-CRY) no citoplasma que, a partir de determinada concentração, retornam ao núcleo, bloqueando a ação do heterodímero CLOCK/BMAL1 na transcrição dos próprios genes, formando assim uma alça de retroalimentação negativa de transcrição e tradução. Estes genes asseguram a periodicidade e são significativamente expressos no núcleo supraquiasmático (SCN) do hipotálamo. Para estudar esse processo em camundongos normais e hiperalimentados, saciados e em estado de fome, foi utilizado um método de registro do comportamento alimentar baseado no som produzido pela alimentação dos animais, e a correlação destes estados metabólicos com a expressão de CLOCK, BMAL1, Per1, Per2, Per3, bem como das proteínas Cry1 e Cry2 no SCN, por análise de imagens obtidas em microscopia confocal. Camundongos suíços controle em estado de fome (CF) e saciados (CS) foram comparados com animais hiperalimentados com fome (HF) e saciados (HS). Nenhum grupo demonstrou diferença nos conteúdos CLOCK e BMAL1, indicando capacidade potencial para modular os ritmos biológicos. No entanto, as proteínas Per1, Per2, Per3 e Cry1 apresentaram menor expressão no grupo CS, mostrando uma diferença significativa quando comparados com o grupo CF (P<0,05), diferença esta não encontrada na comparação entre os grupos HF e HS. A quantidade de proteína Cry2 não foi diferente na mesma comparação. Os resultados do estudo indicaram que as alterações dos ritmos endógenos e exógenos, refletido pelo comportamento hiperfágico observado em camundongos hiperalimentados, pode ser devido a um defeito no mecanismo de feedback negativo associado ao dímero Cry-Per, que não bloqueia a transcrição de Per1 Per2, Per3 e Cry1 pelo heterodímero CLOCK-BMAL1.

Para além da inteligência: a intuição bergsoniana e a duração na fluidez da vida

Estudar a evolução, no pensamento de Henri Bergson, significa vê-la como um lento trabalho de consolidação, e, dessa forma, como fundamentalmente associada à ideia de tempo. Tempo é criação e evolução, tanto da vida como da matéria. Para a apreensão do tempo real ou duração, como prefere Bergson, ele propõe a intuição como método. A novidade dessa filosofia, na esfera do conhecimento, está no esforço do ultrapassamento do caráter instrumental da inteligência. Em uma primeira visada, parece notória a oposição entre intuição e inteligência: a primeira com forte vínculo com a vida, e a segunda voltada para a matéria inerte. Nossa investigação se encaminhou, então, no sentido de esclarecer essa dicotomia. Vimos, contudo, que ambas, intuição e inteligência, têm uma raiz comum, derivam de uma mesma realidade, dissociando, contudo, suas potências. E foi buscando a gênese da intuição no processo evolutivo, que Bergson encontrou na inteligência um elemento de defesa da vida. No trajeto da evolução, a intuição - ainda que puramente na forma de instinto - foi sendo paulatinamente abandonada pela consciência, que passou a se constituir quase que plenamente pela inteligência, priorizando a conquista da matéria, inadequada, portanto, à apreensão do real. Com os dois modos de atividade consciente, complementares e interdependentes que são, a humanidade poderia atingir seu pleno desenvolvimento. Apontaremos, então, a inadequação da ideia de anti-intelectualismo com que a filosofia de Bergson é, geralmente, associada. Nosso objetivo, finalmente, é mostrar que entender a evolução, com o viés bergsoniano, é relacionar a vida à duração, como uma contínua novidade que se confunde com criação.

脉冲激光辐照光学薄膜的缺陷损伤模型

建立了缺陷吸收升温致薄膜激光损伤模型，该模型从热传导方程出发，考虑了缺陷内部的温度分布以及向薄膜的传导过程，通过引入散射系数简化了Mie散射理论得出的吸收截面．对电子束蒸发沉积的ZrO2：Y2O3单层膜进行了激光破坏实验，薄膜样品的损伤是缺陷引起的，通过辉光放电质谱法对薄膜制备材料的纯度分析发现材料中的主要杂质元素为铂，其含量为0．9％．利用缺陷损伤模型对损伤过程进行了模拟，理论模型和实验结果取得了较好的一致性．

Identificação de danos estruturais via método de Monte Carlo com cadeias de Markov

O presente trabalho apresenta um estudo referente à aplicação da abordagem Bayesiana como técnica de solução do problema inverso de identificação de danos estruturais, onde a integridade da estrutura é continuamente descrita por um parâmetro estrutural denominado parâmetro de coesão. A estrutura escolhida para análise é uma viga simplesmente apoiada do tipo Euler-Bernoulli. A identificação de danos é baseada em alterações na resposta impulsiva da estrutura, provocadas pela presença dos mesmos. O problema direto é resolvido através do Método de Elementos Finitos (MEF), que, por sua vez, é parametrizado pelo parâmetro de coesão da estrutura. O problema de identificação de danos é formulado como um problema inverso, cuja solução, do ponto de vista Bayesiano, é uma distribuição de probabilidade a posteriori para cada parâmetro de coesão da estrutura, obtida utilizando-se a metodologia de amostragem de Monte Carlo com Cadeia de Markov. As incertezas inerentes aos dados medidos serão contempladas na função de verossimilhança. Três estratégias de solução são apresentadas. Na Estratégia 1, os parâmetros de coesão da estrutura são amostrados de funções densidade de probabilidade a posteriori que possuem o mesmo desvio padrão. Na Estratégia 2, após uma análise prévia do processo de identificação de danos, determina-se regiões da viga potencialmente danificadas e os parâmetros de coesão associados à essas regiões são amostrados a partir de funções de densidade de probabilidade a posteriori que possuem desvios diferenciados. Na Estratégia 3, após uma análise prévia do processo de identificação de danos, apenas os parâmetros associados às regiões identificadas como potencialmente danificadas são atualizados. Um conjunto de resultados numéricos é apresentado levando-se em consideração diferentes níveis de ruído para as três estratégias de solução apresentadas.

Uma formulação implícita para o método Smoothed Particle Hydrodynamics

Em uma grande gama de problemas físicos, governados por equações diferenciais, muitas vezes é de interesse obter-se soluções para o regime transiente e, portanto, deve-se empregar técnicas de integração temporal. Uma primeira possibilidade seria a de aplicar-se métodos explícitos, devido à sua simplicidade e eficiência computacional. Entretanto, esses métodos frequentemente são somente condicionalmente estáveis e estão sujeitos a severas restrições na escolha do passo no tempo. Para problemas advectivos, governados por equações hiperbólicas, esta restrição é conhecida como a condição de Courant-Friedrichs-Lewy (CFL). Quando temse a necessidade de obter soluções numéricas para grandes períodos de tempo, ou quando o custo computacional a cada passo é elevado, esta condição torna-se um empecilho. A fim de contornar esta restrição, métodos implícitos, que são geralmente incondicionalmente estáveis, são utilizados. Neste trabalho, foram aplicadas algumas formulações implícitas para a integração temporal no método Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) de modo a possibilitar o uso de maiores incrementos de tempo e uma forte estabilidade no processo de marcha temporal. Devido ao alto custo computacional exigido pela busca das partículas a cada passo no tempo, esta implementação só será viável se forem aplicados algoritmos eficientes para o tipo de estrutura matricial considerada, tais como os métodos do subespaço de Krylov. Portanto, fez-se um estudo para a escolha apropriada dos métodos que mais se adequavam a este problema, sendo os escolhidos os métodos Bi-Conjugate Gradient (BiCG), o Bi-Conjugate Gradient Stabilized (BiCGSTAB) e o Quasi-Minimal Residual (QMR). Alguns problemas testes foram utilizados a fim de validar as soluções numéricas obtidas com a versão implícita do método SPH.

Geocronologia (40Ar/39Ar e U-Pb), petrografia e litogeoquímica da intrusão alcalina do Marapicu RJ

A intrusão alcalina do Marapicu é uma intrusão localizada no maciço Marapicu-Gericinó-Mendanha situado na região metropolitana do Rio de Janeiro. Este maciço é formado por dois corpos alcalinos: Marapicu e Mendanha que fazem parte do lineamento magmático Poços de Caldas-Cabo Frio. Este lineamento inclui dezenas de corpos ígneos alcalinos de idade Cretácea com uma direção preferencial WNW-ESE. Os litotipos mais abundantes do Maciço Marapicu são representados por nefelina sienitos e sienitos de caráter plutônico, além de, fonolitos caracterizados por intrusões rasas geralmente em forma de diques. Além desses litotipos foram amostradas duas rochas com características químicas de magma parental (lamprófiro e fonolito tefrítico), porém, essas duas amostras não apresentam relação genética com as demais. Também foi amostrado um nefelina sienito que possui sodalita azul como feldspatóide, sendo assim, chamado de nefelina sodalita sienito. Entre os fonolitos coletados para esse trabalho, uma amostra apresenta granada melanita em sua assembleia mineralógica, e esta foi então denominada melanita fonolito. Quimicamente as rochas do Marapicu formam uma série alcalina predominantemente insaturada em sílica, miaskítica e metaluminosa. Dentro desta série se observam duas suítes sendo uma potássica (predominante) e outra sódica. A evolução química do corpo se deu por processo de cristalização fracionada com ou sem assimilação de crosta continental provavelmente dentro de uma fonte mantélica enriquecida. Duas idades de cristalização foram obtidas para o Maciço do Marapicu sendo uma idade 40Ar/39Ar de 80,46 0,58 Ma em hornblenda, e uma idade U-Pb em zircão bastante concordante de 78,0 2,1 Ma. Os dados apresentados aqui em conjunto com dados da literatura apontam para dois modelos geodinâmicos de geração dos corpos alcalinos do sudeste brasileiro, um considera a existência de uma pluma mantélica gerada na astenosfera, o outro tem por base a hipótese de flexura crustal e considera que a carga de sedimentos depositados na plataforma continental exerceria esforços que provocariam fraturas profundas permitindo a ascenção desses magmas. O presente trabalho vem para contribuir no entendimento do alojamento dos corpos alcalinos do sudeste brasileiro através do estudo especifico do Maciço Marapicu em conjunto com dados da literatura

MITOCHONDRIAL-DNA POLYMORPHISM IN NATURAL-POPULATIONS OF DROSOPHILA-ALBOMICANS(I)

The technique of mtDNA restriction fragments length polymorphism (RFLP) was used to survey the population structure of D. albomicans. Remarkable mtDNA polymorphism has been observed in D. albomicans populations. A total of 34 nucleomorphs were detected from 82 isofemale lines assayed by only 8 restriction enzymes. The cause and the effect of this phenomenon were discussed. As a result, it is suggested that a mechanism which maintains mtDNA diversity exists in this fly, and that the high intra-populational polymorphism could numerically conceal the extent of differentiation between populations. In addition, on the base of restriction maps, it was found that the mtDNA molecule of D. albomicans might be impacted by the selection pressure during its evolution process both on the nucleotide composition and on the functional regions.

An efficient approach of modelling the flexural cracking behaviour of un-notched plain concrete prisms subject to monotonic and cyclic loading

In the field of vibration-based damage detection of concrete structures efficient damage models are needed to better understand changes in the vibration properties of cracked structures. These models should quantitatively replicate the damage mechanisms in concrete and easily be used as damage detection tools. In this paper, the flexural cracking behaviour of plain concrete prisms subject to monotonic and cyclic loading regimes under displacement control is tested experimentally and modelled numerically. Four-point bending tests on simply supported un-notched prisms are conducted, where the cracking process is monitored using a digital image correlation system. A numerical model, with a single crack at midspan, is presented where the cracked zone is modelled using the fictitious crack approach and parts outside that zone are treated in a linear-elastic manner. The model considers crack initiation, growth and closure by adopting cyclic constitutive laws. A multi-variate Newton-Raphson iterative solver is used to solve the non-linear equations to ensure equilibrium and compatibility at the interface of the cracked zone. The numerical results agree well with the experiments for both loading scenarios. The model shows good predictions of the degradation of stiffness with increasing load. It also approximates the crack-mouth-opening-displacement when compared with the experimental data of the digital image correlation system. The model is found to be computationally efficient as it runs full analysis for cyclic loading in less than 2. min, and it can therefore be used within the damage detection process. © 2013 Elsevier Ltd.

Microorganisms linked to Neoproterozoic microspar carbonate sedimentation in the Jilin-Liaoning area

Molar-tooth carbonate refers to a sort of rock that has ptygmatical folded structure comparable to the ivory. This kind of carbonate exists in a special time range (from Middle to Neoproterozoic). Its origin and the possibility to use it in stratigraphic correlation of the paleocontinent is the key task of the IGCP447, a project on Proterozoic molar tooth carbonates and the evolution of the earth (2001-2005). The importance lies in that the molar-tooth structure is the key to solving problems related to Precambrian biological and global geochemical events. The molar-tooth structure is associated with microorganisms. Development and recession of such carbonates have relations with the evolution process of early lives and abrupt changes in sea carbonate geochemistry. In recent years, based on researches on petrology, geochemistry and Sr isotope of molar-tooth carbonate in the Jilin-Liaoning and Xuzhou-Huaiyang area, the authors hold that it can be used as a marker for stratigraphic sequence and sedimentary facies analyses.

Optical analysis of dislocation-related physical processes in GaN-based epilayers

In this paper, recent progresses in optical analysis of dislocation-related physical properties in GaN-based epilayers are surveyed with a brief review. The influence of dislocations on both near-band edge emission and yellow luminescence (YL) is examined either in a statistical way as a function of dislocation density or focused on individual dislocation lines with a high spatial resolution. Threading dislocations may introduce non-radiative recombination centers and enhance YL, but their effects are affected by the structural and chemical environment. The minority carrier diffusion length may be dependent on either dislocation density or impurity doping as confirmed by the result of photovoltaic spectra. The in situ optical monitoring of the strain evolution process is employed during GaN heteroepitaxy using an AIN interlayer. A typical transition of strain from compression to tension is observed and its correlation with the reduction and inclination of threading dislocation lines is revealed. (c) 2007 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.