Pt. I. The exploration of Bushey Cavern near Cavetown, Maryland,

"Bibliography of Fort Ancient": p. 164.

A cavern for a hermitage,

Mode of access: Internet.

Study on Mechanics Parameters of Unloaded Rock Mass about the Underground Powerhouse of Jin-ping Hydroelectric Station

After the excavation of Jinping underground cavern, a strong expansion appears along the unloading direction of the rock mass, mainly in the type of tensile rupture, accompanied by shear destruction, unloading resulted in significant deterioration of mechanical properties of rock. Based on the in-site investigation of rock mass structure, via analyzing the acoustic testing data, we identify the unloading range of the side walls and the division of rock types, and carry out with the solution of rock mechanical parameters about different unloading zone, providing geological foundation for the supporting design of the following design of the side walls, at the same time, providing reference for the selection of mechanical parameters of other underground excavation engineering with similar geological conditions.

环渤海花岗岩体地下油库建设的工程地质力学研究

As a kind of strategic resource，petroleum play an very important role in current social stability, economic development and state safety. Since 1993 China has turned from a net oil exporter into a net oil importer, the figure of imported oil increased from then on. In 2004 China's total energy consumption exceeded Japan’s, and ranked in the second place, just inferior to America. Today China is the world’s third-largest importing nation, accounting for 6% of world imports and 8% of world consumption. Comparing with other strategic petroleum reserve schemes, underground oil storage possess many advantages, such as security, economy, less pollution, save land, suited for strategic reserve and so on, so it is the most ideal form for strategic petroleum reserve. In the background of China Strategic Petroleum Reserve Program started just now, this paper choose Circum-Bo sea region as a study area, and do some system study on the underground oil storage caverns constructed in inter-large granite rock masses in Circum-Bo sea region. On the foundation of a great amount of information come from both home and abroad, firstly this paper analysed the principle, economy, cavern shape, profile dimension, and gain some cognizances and logos, as follows: ①Hard rock mass such as granite is the major rock, in which underground oil storage are constructed; ②Unlined underground oil storage caverns had been wide spread used as a sort of oil storage form abroad, there already exist a suit of skilled experience and technologies to prevent oil product from leaking; ③Compared with surface tanks, underground oil storage cavern possess predominance in economy clearly. In general, it will be more economical when the storage capacity exceed 50000m3. The quality of rock mass is the most important factor for underground storage cost, however such as hydrogeology, storage capacity, the number of storage galleries, the length, storage product, mechanical equipments, geographic location also influent the cost. In designed depth of the underground storage, the rock mass of Jinzhou mainly belong to class Ⅱ, but parts with dykes, clayization alteration, and dense joints are Ⅲ, Ⅳ; ④Now, there are few underground oil storages span more than 25m in both abroad and home. The examples of some ancient underground works and modern underground excavation with wide span surely give us many precious elicitations to construct more great unlined storage caverns, when the rock mass quality is good, cavern shape and construction method also are proper, it is quite possible to construct underground oil storage cavern with span more than 30m . The main axis orientation of Jinzhou underground oil storage cavern is NW direction, the cavern's elevation locate between -53msl and -76msl. The storage's total volume is about 3×106m3, composed of 8 parallel galleries with 950m length, the pillars between them are 45m, and every two of galleries form one unit, which can deposit 75×104m3 for each unit. The product will be stored are Saudi light and Saudi medium crude oil, the main cavern's section is 411.5m2, with 23m height and 19m width. According to the principle and technique of engineering geomechanics, this study supply a sort of system scientific thinking and method for sitting location of underground oil storage in granite region: ① On the foundation of the earth crust stability sub-zone appraise of Circum-Bo sea region, farther research concerning granite distribution, genesis, geological period and fault structure are conducted in stable areas, generally, this paper select Liaoxi, east shore of Liaotung peninsula and Jiaotung peninsula as target areas for underground oil storage regions, where Mesozoic granite is magnitude; ②After roundly comparison in facts of geologic structure, engineering geology, hydrogeology, topography, transportation and so on of three granite distributed areas, at last, selecting Jingzhou granite zone in Liaoxi out as an ideal construction area; ③ Detailed investigation is conducted in the southeast of Baimashi in Jingzhou development district, the final field. Ultrasonic Borehole Television, as a major way to collect original information of borehole rock mass were used, which is very effective to appraise the quality of deep rock mass; ④ According to the field data of tectonic stress, rock mass quality, the spatial distribution of fracture water, some optimum designs in cross section, axial direction and cavern span have been designed for the underground oil storage cavern layout in Jinzhou. To understand the characteristics of swelling alteration rock in Jinzhou granite mass, collected abundant swelling alteration rock engineering examples in granite, which study them in detail, concluded the swelling alteration rock distribute nearly everywhere in China, intruded medium-basic dykes alteration, along discontinuities and mineral hydrothermal alteration with genesis of granite are three main forms clayization alteration rock in granite rock mass. In Jinzhou field, from macro to micro studied the swelling rock which induced by mid-basic dyke intrusion, with weak swelling. In conclusion, this paper conclude the distribution rule and features of expansion alteration rock in filed, and advise some technical suggestions for excavation at swelling alteration rock part. The main features of this paper: ①In the process of site selection, investigation and design, a suit of technique and method of engineering geomechanics metasynthesis were formed, which is significative to guide the large scale underground oil storage cavern sitting location, investigation and design in granite rock mass; ②The detailed discussion on the engineering geology problems in granite mass, such as weathering crust, faults, dykes and clayization alteration rock, are useful for other projects in aspects of site selection, engineering geology evaluation and stability estimation; ③The summary and integration of the genesis, type, countermeasure relate to swelling alteration rock, also is likely to be used for other underground oil storage caverns constructed in swelling alteration granite. In conclusion, this study is meaningful for guiding the large scale underground oil storage for site selection, investigation and design in granite rock mass.

龙游石窟洞室群稳定性分析及最佳旅游路线选择

The large ancient underground rock caverns in Longyou is an important component of grotto cultural. Current task facing the long-term preservation of these unmovable cultural relics is arduous and challenging. The deformation failure of the caverns' surrounding rock is deteriorating. The weathering velocity of these caverns is accelerating. With the strength of caverns' surrounding rock worsening, critical rocks were generated in local regions of the caverns' vault and posing a threat to the security of people passing by. Selection of a maximum-security route and construction a aisle in the caverns might be an efficient way to ensure the security of tourists and reach the target of long-term preservation. The deformation and destruction of the ancient underground caverns is primarily dominated by geological conditions and the special structure of caverns. Based on field investigation, several fundamental conditions for deformation and failure are recognized, and nine deformation and fracture patterns of the Longyou grotto are proposed. In order to judge the stability of caverns’ surrounding rock, the element safety coefficient method is presented. An explicit explanation for the meaning of the method is deduced using Mohr-Coulomb strength criterion. Numerical analyses are carried out in the dissertation through FLAC3D code. Through numerical analysis, the stress distribution regularities of the caverns’ roofs, piles and public side wall are analysed, and the stability properties of caverns’ surrounding rock are also assessed. At the same time, the element safety coefficient method is introduced to contrast the stability degree of different regions in caverns. The above analyses are bases for choosing the optimal tourism routes in the caverns of Longyou grotto. The impact of surface load on the stability of shallow buried cavities in Longyou grotto is evaluated, the results show that building load has significant influence on the stability of the No.1 cavern’s roof, pile and public side wall between the No.1 cavern and the No.2 cavern, pedestrian load has less impact on the stability of surrounding rock than building load. The principles for choosing the optimal tourism routes in the caverns are discussed. With these principles, the dissertation makes a systematic research on the geological analytic method, numerical analytic method and meeting tourism requirements method, which are used in selecting the optimal tourism routes in the caverns. In order to achieve the best effect in the process of tourism routes selection, the above three method are integrated through Theory of Engineering Geomechanics Meta-system(EGMS). According to field investigations, numerical analyses, tourism requirements and expert experiences, the optimal tourism routes through No.1 to No.5 cavern are determined preliminarily. The obtained results from the research work are useful for the security aisle's construction, they also have reference value to other projects in practice.

济阳坳陷及其南缘奥陶系碳酸盐岩潜山储集性及控制因素

The main research area of this thesis is Jiyang Depression in the Bohaiwan Basin and its southern margin. The object formation is Ordovician carbonate. The research is based on the outcrop observation and measurement of Ordovician carbonate and the drilling data of the oilfield. The internal reservoir characteristics of carbonate buried hill and its distribution were studied by comprehensive methods of sedimentology, reservoir geology and structural geology and technics of cathodoluminescence(CL)3electron microprobe,casting and C O isotope analysis etc. The influence depth of paleokarst facies formed during the Paleozoic is discriminated as 36-84m. The sollution porosity is well developed in paleokarst facies of Ordovician carbonate and is an important type of internal reservoir of buried hill. It may be infered that the fractures may be formed mainly during the Mesozoic and Cenozoic, they were not developed during the early Paleozoic when only micro-fractures might be created. The carbon and oxigen isotope analysis shows that the calcite cements in the fractures of Ordovician carbonate and secondary solution pores were related with meteoric water and three stages of fractures were divided. The reservoir space of Ordovician carbonate are mainly secondary porosity, cavern and fracture. The development of structural fracture was controlled by the lithology and tectonic background. More fractures exist in dolomite than that in limestone. There are also more fractures near the fault and the axis of fold. The development of porous reservoir is mainly controlled by the lithology and diagenesis, especially dolomitization and dissolution. It also results in the heterogeneity vertically. So the lithology is the basic factor for the forming of internal reservoir of buried hill and the tectogenesis and diagenesis are key factors to improve it. The porosity in carbonate might experienced solution-cementation-resolution or recementation. The porosity evolution history was a kind of historical dynamic equilibrium. The internal reservoir of Ordovician carbonate is the comprehensive result of constructive and/or destructive diagenesis. The worm's eye maps of the early Paleozoic and middle-upper Proterozoic were plotted. It was inferred that the paleostress field evoluted from NNW to NW during the Mesozoic and Cenozoic. Three types of buried hills can be divided: C-P/Pzi, Mz/ Pzi and E/ Pzi. The unconformity of the buried hill of E/ Pzi type, comparatively, was formed and reconstructed latestly, t he p orous r eservoir c ould b e w ell p reseved. T his c ondition w as v ery favorable t o t he migration and accumulation of oil and gas and could form upstanding association of source-reservoir-cap rocks. The buried hills of Mz/ Pzi and C-P/Pz] type were took second place.

Structure of the Plasmodium falciparum M17 aminopeptidase and significance for the design of drugs targeting the neutral exopeptidases

Current therapeutics and prophylactics for malaria are under severe challenge as a result of the rapid emergence of drug-resistant parasites. The human malaria parasite Plasmodium falciparum expresses two neutral aminopeptidases, PfA-M1 and PfA-M17, which function in regulating the intracellular pool of amino acids required for growth and development inside the red blood cell. These enzymes are essential for parasite viability and are validated therapeutic targets. We previously reported the x-ray crystal structure of the monomeric PfA-M1 and proposed a mechanism for substrate entry and free amino acid release from the active site. Here, we present the x-ray crystal structure of the hexameric leucine aminopeptidase, PfA-M17, alone and in complex with two inhibitors with antimalarial activity. The six active sites of the PfA-M17 hexamer are arranged in a disc-like fashion so that they are orientated inwards to form a central catalytic cavity; flexible loops that sit at each of the six entrances to the catalytic cavern function to regulate substrate access. In stark contrast to PfA-M1, PfA-M17 has a narrow and hydrophobic primary specificity pocket which accounts for its highly restricted substrate specificity. We also explicate the essential roles for the metal-binding centers in these enzymes (two in PfA-M17 and one in PfA-M1) in both substrate and drug binding. Our detailed understanding of the PfA-M1 and PfA- M17 active sites now permits a rational approach in the development of a unique class of two-target and/or combination antimalarial therapy.

Environmental Aspects of Underground Construction and Exploration of Underground Structure – State of the Art

An underground work (such as a tunnel or a cavern) has many, well known, environmental qualities such as: no physical barriers crossing the land, less maintenance costs than an analogous surface structure, less expenses for heating and conditioning; a localized emission of noise, gas, dust during operation and, finally, a better protection against seismic actions.
It cannot be forgotten, anyway, that some negative environmental features are present such as, for example, : perturbation, pollution and drainage of the groundwater; settlements; disposal of waste rock.
In the paper the above mentioned concepts are discussed and analysed to give a global overview of all this aspects.

Niagara Falls Handbill Collection, 1838-1886, n.d. (non-inclusive)

According to legend, the Burning Springs were discovered by early natives in the Niagara Peninsula. Bridgewater Mills was built on the site of the spring. During the excavation of the factory; workmen uncovered the spring. Samuel Street and Thomas Clark recognized the potential of this as a tourist attraction so they built a wooden shelter over the spring. The spring was covered with a barrel with a pipe protruding from it. This became the first tourist attraction at Niagara. The Cave of the Winds was a cavern located behind the Bridal Veil Fall. It was originally named the Aeolus Cave. In 1920, a sudden rock fall from the ceiling killed 3 tourists. The cave was destroyed in 1955 as it was deemed dangerous. The captain of the Maid of the Mist was usually a farmer who owned the land where the ship docked. In 1846, the first steam powered Maid of the Mist was launched. By 1848, the first suspension bridge was built over the gorge and the main purpose of the Maid of the Mist was no longer to carry people who needed to travel, but now the focus was on people who wanted to view the Falls at close range. Source: http://www.niagarafrontier.com/burningsprings.html http://www.niagarafrontier.com/winds.html http://reservationsystems.com/niagara_daredevils/maid_of_the_mist.html

Étude des collisions proton-proton dans l’expérience ATLAS avec les détecteurs ATLAS-MPX

Les seize détecteurs MPX constituant le réseau ATLAS-MPX ont été placés à différentes positions dans le détecteur ATLAS et sa averne au CERN dans le but de mesurer en emps réel les champs de radiation produits ar des particules primaires (protons des faisceaux) et des particules secondaires (kaons, pions, g, protons) issues des collisions proton-proton. Des films de polyéthylène (PE) et de fluorure de lithium (6LiF) recouvrent les détecteurs afin d’augmenter leur sensibilité aux neutrons produits par les particules primaires et secondaires interagissant avec les matériaux présents dans l’environnement d’ATLAS. La reconnaissance des traces laissées par les particules dans un détecteur ATLAS-MPX se fait à partir des algorithmes du logiciel MAFalda (“Medipix Analysis Framework”) basé sur les librairies et le logiciel d’analyse de données ROOT. Une étude sur le taux d’identifications erronées et le chevauchement d’amas a été faite en reconstruisant les activités des sources 106Ru et 137Cs. L’efficacité de détection des neutrons rapides a été mesurée à l’aide des sources 252Cf et 241AmBe (neutrons d’énergie moyenne de 2.13 et 4.08 MeV respectivement). La moyenne des efficacités de détection mesurées pour les neutrons produits par les sources 252C f et 241AmBe a été calculée pour les convertisseurs 6LiF et PE et donnent (0.8580 ± 0.1490)% et (0.0254 ± 0.0031)% pour LiF et (0.0510 ± 0.0061)% et (0.0591 ± 0.0063)% pour PE à bas et à haut seuil d’énergie respectivement. Une simulation du calcul de l’efficacité de détection des neutrons dans le détecteur MPX a été réalisée avec le logiciel GEANT4. Des données MPX correspondant aux collisions proton-proton à 2.4 TeV et à 7 TeV dans le centre de masse ont été analysées. Les flux détectés d’électrons et de photons sont particulièrement élevés dans les détecteurs MPX01 et MPX14 car ils sont plus près du point de collision. Des flux de neutrons ont été estimés en utilisant les efficacités de détection mesurées. Une corrélation avec la luminosité du LHC a été établie et on prédit que pour les collisions à 14 TeV dans le centre de masse et avec une luminosité de 10^34 cm-1*s-1 il y aura environ 5.1x10^8 ± 1.5x10^7 et 1.6x10^9 ± 6.3x10^7 particules détectées par les détecteurs MPX01 et MPX14 respectivement.

Détection des événements de "Minimum Bias" et neutrons avec les détecteurs ATLAS-MPX par simulations

Un réseau de seize détecteurs ATLAS-MPX a été mis en opération dans le détecteur ATLAS au LHC du CERN. Les détecteurs ATLAS-MPX sont sensibles au champ mixte de radiation de photons et d’électrons dans la caverne d’ATLAS et sont recouverts de convertisseurs de fluorure de lithium et de polyéthylène pour augmenter l’efficacité de détection des neutrons thermiques et des neutrons rapides respectivement. Les collisions à haute énergie sont dominées par des interactions partoniques avec petit moment transverse pT , associés à des événements de “minimum bias”. Dans notre cas la collision proton-proton se produit avec une énergie de 7 TeV dans le centre de masse avec une luminosité de 10³⁴cm⁻²s⁻¹ telle que fixée dans les simulations. On utilise la simulation des événements de "minimum bias" générés par PYTHIA en utilisant le cadre Athena qui fait une simulation GEANT4 complète du détecteur ATLAS pour mesurer le nombre de photons, d’électrons, des muons qui peuvent atteindre les détecteurs ATLASMPX dont les positions de chaque détecteur sont incluses dans les algorithmes d’Athena. Nous mesurons les flux de neutrons thermiques et rapides, générés par GCALOR, dans les régions de fluorure de lithium et de polyéthylène respectivement. Les résultats des événements de “minimum bias” et les flux de neutrons thermiques et rapides obtenus des simulations sont comparés aux mesures réelles des détecteurs ATLAS-MPX.

Implémentation de la répartition de charge et du mode TOT pour la simulation d’un détecteur Timepix à pixels

Les détecteurs à pixels Medipix ont été développés par la collaboration Medipix et permettent de faire de l'imagerie en temps réel. Leur surface active de près de $2\cm^2$ est divisée en 65536~pixels de $55\times 55\um^2$ chacun. Seize de ces détecteurs, les Medipix2, sont installés dans l'expérience ATLAS au CERN afin de mesurer en temps réel les champs de radiation produits par les collisions de hadrons au LHC. Ils seront prochainement remplacés par des Timepix, la plus récente version de ces détecteurs, qui permettent de mesurer directement l'énergie déposée dans chaque pixel en mode \textit{time-over-threshold} (TOT) lors du passage d'une particule dans le semi-conducteur. En vue d'améliorer l'analyse des données recueillies avec ces détecteurs Timepix dans ATLAS, un projet de simulation Geant4 a été amorcé par John Id\'{a}rraga à l'Université de Montréal. Dans le cadre de l'expérience ATLAS, cette simulation pourra être utilisée conjointement avec Athena, le programme d'analyse d'ATLAS, et la simulation complète du détecteur ATLAS. Sous l'effet de leur propre répulsion, les porteurs de charge créés dans le semi-conducteur sont diffusés vers les pixels adjacents causant un dépôt d'énergie dans plusieurs pixels sous l'effet du partage de charges. Un modèle effectif de cette diffusion latérale a été développé pour reproduire ce phénomène sans résoudre d'équation différentielle de transport de charge. Ce modèle, ainsi que le mode TOT du Timepix, qui permet de mesurer l'énergie déposée dans le détecteur, ont été inclus dans la simulation afin de reproduire adéquatement les traces laissées par les particules dans le semi-conducteur. On a d'abord étalonné le détecteur pixel par pixel à l'aide d'une source de $\Am$ et de $\Ba$. Ensuite, on a validé la simulation à l'aide de mesures d'interactions de protons et de particules $\alpha$ produits au générateur Tandem van de Graaff du Laboratoire René-J.-A.-Lévesque de l'Université de Montréal.

LHC luminosity measurement with the ATLAS-MPX detectors

En opération depuis 2008, l’expérience ATLAS est la plus grande de toutes les expériences au LHC. Les détecteurs ATLAS- MPX (MPX) installés dans ATLAS sont basés sur le détecteur au silicium à pixels Medipix2 qui a été développé par la collaboration Medipix au CERN pour faire de l’imagerie en temps réel. Les détecteurs MPX peuvent être utilisés pour mesurer la luminosité. Ils ont été installés à seize différents endroits dans les zones expérimentale et technique d’ATLAS en 2008. Le réseau MPX a recueilli avec succès des données indépendamment de la chaîne d’enregistrement des données ATLAS de 2008 à 2013. Chaque détecteur MPX fournit des mesures de la luminosité intégrée du LHC. Ce mémoire décrit la méthode d’étalonnage de la luminosité absolue mesurée avec les détectors MPX et la performance des détecteurs MPX pour les données de luminosité en 2012. Une constante d’étalonnage de la luminosité a été déterminée. L’étalonnage est basé sur technique de van der Meer (vdM). Cette technique permet la mesure de la taille des deux faisceaux en recouvrement dans le plan vertical et horizontal au point d’interaction d’ATLAS (IP1). La détermination de la luminosité absolue nécessite la connaissance précise de l’intensité des faisceaux et du nombre de trains de particules. Les trois balayages d’étalonnage ont été analysés et les résultats obtenus par les détecteurs MPX ont été comparés aux autres détecteurs d’ATLAS dédiés spécifiquement à la mesure de la luminosité. La luminosité obtenue à partir des balayages vdM a été comparée à la luminosité des collisions proton- proton avant et après les balayages vdM. Le réseau des détecteurs MPX donne des informations fiables pour la détermination de la luminosité de l’expérience ATLAS sur un large intervalle (luminosité de 5 × 10^29 cm−2 s−1 jusqu’à 7 × 10^33 cm−2 s−1 .

Mesures et analyses de la luminosité d’ATLAS grâce aux détecteurs MPX

Medipix2 (MPX) sont des détecteurs semi-conducteurs au silicium montés sur 256x256 pixels. Chaque pixel a une aire de 55x55μm2. L’aire active d’un détecteur MPX est d’environ 2 cm2. Avec deux modes de détection, un seuil et un temps d’exposition ajustables, leur utilisation peut être optimisée pour une analyse spécifique. Seize de ces détecteurs sont présentement installés dans l’expérience ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) au CERN (Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire). Ils mesurent en temps réel le champ de radiation dû aux collisions proton-proton, au point d’interaction IP1 (Point d’Interaction 1) du LHC (Grand Collisionneur d’Hadrons). Ces mesures ont divers buts comme par exemple la mesure du champ de neutrons dans la caverne d’ATLAS. Le réseau de détecteurs MPX est complètement indépendant du détecteur ATLAS. Le groupe ATLAS-Montréal s’est intéressé à l’analyse des données récoltées par ces détecteurs pour calculer une valeur de la luminosité du LHC au point de collision des faisceaux, autour duquel est construit le détecteur ATLAS. Cette valeur est déterminée indépendamment de la luminosité mesurée par les divers sous-détecteurs d’ATLAS dédiés spécifiquement à la mesure de la luminosité. Avec l’augmentation de la luminosité du LHC les détecteurs MPX les plus proches du point d’interaction détectent un grand nombre de particules dont les traces sont impossibles à distinguer sur les images ("frames") obtenues, à cause de leur recouvrement. Les paramètres de mesure de certains de ces détecteurs ont été optimisés pour des mesures de luminosité. Une méthode d’analyse des données permet de filtrer les pixels bruyants et de convertir les données des images, qui correspondent à des temps d’exposition propres aux détecteurs MPX, en valeur de luminosité pour chaque LumiBlock. Un LumiBlock est un intervalle de temps de mesure propre au détecteur ATLAS. On a validé les mesures de luminosité premièrement en comparant les résultats obtenus par différents détecteurs MPX, et ensuite en comparant les valeurs de luminosité relevées à celles obtenues par les sous-détecteurs d’ATLAS dédiés spécifiquement à la mesure de la luminosité.