断裂力学在冰工程中的应用

冰工程对于断裂力学是一个相对较新的应用领域.对不同工程领域中广泛存在的涉冰断裂力学问题进行了列举归纳,然后从冰的自然特性诸方面论证了冰工程分析中引入断裂力学方法的必要性及其适用性,最后综述了主要的研究成果和进展.     

地球上冰的统计

在国际地球物理年期间曾对冰川学展开了广泛的研究。其中对地球表面冰的总量进行了较为全面的统计。冰的总体积有2,666兆立方     

日本雪冰学界一瞥

去年十月,我们应日本雪冰学会邀请,出席了该学会秋季大会,会后参观访问了日本雪冰研究机构。对于日本雪冰学机构多,队伍大,技术先进,基础宏厚,后继有人,兴旺发达有着深刻印象。 我们主要参观访问的有: 1.北海道大学低温科学研究所。这是我国冰雪冻土工作者熟悉的一个世界知名的冰雪研究机构,该所出版的《低温科学》(物理篇)早就为我国广大研究人员所喜爱。1966年,为纪念该所创立25周年,曾召开低温科学国际会议,出版《雪冰物理》论文集。现任所长黑岩大助教授为国际雪冰委员会付委员长,该所以寒冷地区各种自然现     

寒冷地区水利水电工程施工期冰问题及对策

研究了寒冷地区水利水电工程施工期所遇到的冰问题, 提出了相应的对策和措施, 为以后类似工程施工期安全渡凌, 提供了分析思路和可供借鉴的工程措施及非工程措施.     

第10届国际冻土工程会议

<正>"国际冻土工程会议"是冻土研究领域重要的国际学术交流平台,于1993年在俄罗斯赤塔举办第一届会议,随后分别在中国哈尔滨(1996)、俄罗斯赤塔(1998年)、中国兰州(2000年)、俄罗斯雅库茨克(2002)、中国兰州(2004)、俄罗斯赤塔(2007)、中国西安(2009)、俄罗斯米尔内(2011)成功举办了第二届至第九届会议,并得到广大学者的积极参与响应,对深化中、俄及其他国家在冻土科学与工程领域的交流合作有重要的意义。     

冰塞下冰块起动分析

对冰塞下冰块临界起动条件进行了分析研究,指出了过去研究的缺陷是与实际情况吻合较差以及计算公式构造不合理有关。根据有关理论分析与推导,提出了冰塞下冰块临界起动计算公式应具有的合理形式。并就部分因子进行了试验研究,研究结果表明,在不考虑ｔｂ／Ｌ和ｎｉ／ｎｂ变化的情况下,冰塞下冰块起动流速和泥沙起动流速的计算公式具有相同的形式。     

高亚洲地区冰崩灾害的研究进展

在全球气候变化的背景下,冰崩灾害极有可能成为人类面临的新常态。特别是在高亚洲地区,冰崩灾害事件严重威胁"亚洲水塔"的命运和"第三极"的生态安全。因此,研究冰崩灾害事件对于保障"一带一路"国家战略的顺利实施和保护"一带一路"沿线国家的生产与生存环境具有重要的现实意义。通过梳理历史上有记录的几次冰崩灾害事件,系统介绍冰崩的发生过程;再从冰崩体的物质组成、冰崩体的运动特征、冰崩发生的可能原因以及冰崩的影响等方面总结了冰崩的研究内容;重点阐述了冰崩的研究方法;最后讨论了当前冰崩研究存在的问题,并从冰崩研究方法等角度展望了未来冰崩灾害事件的研究方向。     

雪冰中NO_3~-浓度记录的研究进展

NO3-是雪冰中含量最高的含氮无机离子,雪冰中NO3-浓度记录的解读已成为研究全球变化的重要内容之一.近年来国内外已经就极地与中低纬高海拔地区雪冰中NO3-浓度记录开展了大量的研究,关于NO3-所指示的环境意义形成了一系列的认识.从雪冰中NO3-的可能性来源(包括太阳活动、陆源粉尘、闪电等自然源以及其他人类源)、时空变化特征以及气-雪-冰界面转化过程等方面综述了近年来该领域的研究成果,并结合全球变化的背景对其研究前景进行了展望.     

冰区溢油行为的初步数值模拟

根据对冰区溢油的行为与归宿的研究, 参照渤海的冰情建立了冰区溢油预报数值模型, 可预报冰区的溢油行为与归宿, 包括溢油的扩散、漂移等过程.采用跟踪"粒子流"法进行了数值计算, 验证了风、流、冰等环境因素对冰区溢油行为的影响.     

多晶冰蠕变机制的研究进展

与绝大多数材料遵循基于位错攀移的指数蠕变机制不同,多晶冰遵循基于位错滑移的指数蠕变机制,这种机制引起了冰川学家极大的兴趣.以前人的研究为基础,综述了冰中质子无序及质子点缺陷的形成过程,质子点缺陷对位错滑移影响的微观机理,以及多晶冰蠕变的微观机制.研究表明:冰晶体中的氢原子(质子)无序使得位错在滑移过程中形成质子点缺陷(D、L、H₃O⁺和OH^-缺陷),从而降低了位错的滑移速率.质子点缺陷的形成需要氢原子(质子)跃迁,其激活能大于水分子自扩散所需的激活能.同时,多晶冰的蠕变激活能与质子跃迁的激活能相当,而大于水分子自扩散所需的激活能,因此多晶冰的蠕变控制机制是位错滑移,而不是位错攀移.     

南极海冰和陆架冰的时空变化动态

利用美国冰中心和雪冰中心提供的海冰资料和我国南极考察现场的海冰观测资料, 对南极海冰的长期变化进行了研究.结果表明: 20世纪70年代后期是多冰期; 80年代是少冰期; 90年代南极海冰属于上升趋势, 后期偏多; 区域性变化差别大, 东南极海冰偏多, 西南极海冰即南极半岛两侧特别是威德尔海(Weddell Sea)区和别林斯高晋海(Bellingshausen Sea)的冰明显偏少.东南极和西南极海冰的变化趋势总是反相的.90年代后期普里兹湾的海冰明显偏多, 南极大陆陆架冰外缘线总体没有明显的收缩, 有崩解也有再生的自然变化现象.西南极威德尔海的龙尼冰架(Ronne Ice Shelf)和罗斯海冰架(Ross Ice Shelf)东部崩解和收缩趋势明显, 东南极的冰架也有崩解和收缩, 但没有西南极明显.陆架冰崩解向海洋输送的冰山对全球海平面升高有一定的影响.目前, 南极冰盖断裂崩解形成的冰山, 向海洋输入的水量可使全球海平面上升约14 mm.南极海冰没有随着全球气候温暖化而明显减少, 而是按照东南极和西南极反相的变化规律进行周期性的变化、调整和制约.     

冰雷达探测研究南极冰盖的进展与展望

南极冰盖是地球上最大的陆缘冰体,其物质收支和稳定性对全球气候变化和海平面升高有重要的影响。冰雷达,或称无线电回波探测,是冰川学家调查南极冰盖冰下特征的主要方法。在过去的50年里,冰雷达被广泛用于测量冰盖厚度、内部构造和冰下地貌,这些参数是计算冰盖体积和物质平衡、重建过去冰雪积累和消融率以及冰盖动力和沉积过程的基础。现在,冰雷达测量覆盖了南极绝大部分区域,极大地提升了人们对南极冰盖和全球系统间相互作用的理解。首先,简要介绍了冰雷达及其技术发展,然后着重评述了冰雷达在探测研究南极冰盖厚度和冰下地形、内部反射层、冰下湖和冰下水系、冰床粗糙度以及冰晶组构上的进展。最后,对未来冰雷达探测研究南极冰盖的前景进行了展望,并给出我国的现状。
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乌鲁木齐河青年渠冬季引水冰雪堵塞解决途径探讨

乌鲁木齐河青年渠是乌拉泊水库的主要水源途径,为了保证给乌鲁木齐市供水,必须在冬季利用青年渠引水,由于冬季青年渠引水,会受到冰雪淤积的威胁,有时甚至会封渠断流,并危及周边农牧民的正常生活和生产,冬季引水冰雪淤塞,原因是多方面的,对其原因进行分析,提出了解决途径,为冬季引水提供参考。     

冰层空气反循环连续取芯钻具：结构设计与冰芯卡断数值模拟

冰心包含大量的古气候资料和古生物学信息,这些信息对于从远古到现代的气候变化和生物进化都很重要。如何高效快速地获取无污染的冰心是极地科学家的一个重要课题。冰层空气反循环钻具采用双壁钻杆形成反循环通道,内管提供了从钻头底部到表面的冰屑和冰心的连续通道。钻具通过卡断机构卡断冰心,通过反循环通道不断运移冰心,从而实现连续钻具连续取心。本文采用ABAQUS软件对冰心卡断过程进行分析,运用XFEM断裂准则以及Explicit显式方法求解,选出适宜的卡断器尺寸和中心通道尺寸,从而得到更好的反循环钻进效果。     

人造冰和冰芯冰蠕变和方位组构发展对比

本描述了单轴压缩蠕变实验结果。试样包括ｃ轴取向为随机分布和非随机分布的冰、人造冰和取自南极洛多姆冰帽的冰芯冰，各向同性冰芯冰和人造的最小应变率存在差别，未获得合理的解释。方位组构与应力状态相容时，各赂异性冰的最小应变率高于各向同性冰的最小应变率，随着第三应谱阶段的发展，冰芯冰和人造冰的第三应变率趋近相同的恒定值，实验后冰芯冰和人造冰ｃ轴方位组构类型相同，晶粒尺寸也接近。     

萨吾尔山木斯岛冰川厚度特征及冰储量估算

冰下地形与冰川体积的估算对冰川水资源研究具有重要意义.以萨吾尔山木斯岛冰川为研究对象,利用Landsat影像数据、探地雷达(ground penetrating radar,简称GPR)冰川厚度数据以及差分GPS数据,分析模拟了萨吾尔山木斯岛冰川横纵剖面的厚度分布特征,采用多种插值方法比较分析,得到木斯岛冰川冰舌区的厚度分布图,初步估算了该冰川的冰储量.结合数字高程模型数据及冰川厚度分布图,绘制了木斯岛冰川冰舌区冰床地形图.研究表明,两个横剖面的冰川槽谷形态存在较大的差异.横剖面B1-B2有典型的“U”型地形发育,冰川厚度可达116.4 m;C1-C2横剖面底部地形比较平缓,冰川厚度分布较均匀,平均在70~90 m.纵测线A1-A2冰下地形成阶梯状分布,纵剖面冰体平均厚度约为80.89 m,最大冰体厚度为122.67 m.木斯岛冰川的冰床地形图与该冰川的冰厚度等值线图形成明显对比.在海拔3 240 m和3 280 m处存在明显的冰斗地形地貌.初步估算木斯岛冰川冰舌区的平均厚度和冰储量分别为60.5 m和0.195 km3.与传统计算冰储量的方法相比,利用GPR测量得到的冰川厚度数据来插值计算冰储量的方法,具有更高的准确性.      

非冻结合成模型冰物理模拟冰作用力的试验技术

基于渤海海冰的物理和力学特性、海冰物理模型试验的相似理论以及国际上已有模型冰的经验, 研制了一种用于模拟我国渤海海冰的非冻结可破碎功能材料, 被命名为DUT-1模型冰.该模型冰采用聚丙烯粉、塑料微珠、水泥等材料加入一定量的水由特制的搅拌机搅拌均匀倒入模具后成型制成.通过实验室常温波流水槽中进行的冰排对直桩、锥体及斜面墙结构作用的物模实验的现象观察、结果综合分析、相关理论及经验公式计算结果比较, 验证了DUT-1模型冰试验技术的可靠性.在此基础上, 进行了冰排对半圆型防波堤结构的作用、冰排与锥体结构动力相互作用的物理模型试验研究, 展现了DUT-1模型冰的应用前景.     

Ice age mammals and environments

Book reviewed in this article:
Sutcliffe, Antony J. 1985: On the Track of Ice Age Mammals