大陆风化过程的锂同位素地球化学研究进展

锂同位素在地质学、地球化学研究中有着广阔的应用前景,大陆风化过程的锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点,在过去十多年发展快速,并取得一批优异研究成果。系统综述了本领域国内外近年来的主要研究思路,各研究方向的主要进展,并在此基础上提出现阶段存在的问题。主要研究方向包括流域尺度大空间范围的总体研究、风化壳剖面的精细研究以及实验室内的模拟研究,均涉及水/岩作用过程的锂同位素分馏机理研究。现有研究结果有的需要进一步论证,有的相互之间存在矛盾,还有部分结论不能自圆其说,因此还需要进一步开展深入细致的研究工作。     

现代港口地理学的研究进展及展望

基于港口地理研究的时代背景变迁,分析了现代港口地理学的研究进展与研究内容,重点从港口地理的基本研究范畴、港口理论、港口体系、枢纽港、港口与腹地关系、航运网络、航运企业和码头企业等角度深入解析其重点历程与主要论点,对中国港口地理学的研究进展和国际学者的相关论点进行了阐述,然后从研究内容、研究范式、研究重点和研究地区等角度,总结和评价现代港口地理学的研究特征,梳理其发展规律与研究轨迹。同时基于以上研究,从研究范式、研究重点、研究单位等角度,对港口地理学的未来研究趋向进行了深入探讨。通过该研究,系统总结了港口地理学的研究进展,有助于该学科的理论和实证研究。     

岩石圈研究的重要问题与研究方向

岩石圈研究是８０年代和９０年代国际地球科学研究的前沿课题。地球４６亿年的历史记录有９５％都保存在大陆岩石圈中。大陆和大陆边缘岩石圈的研究最具挑战性吸引力。文中笔者简述了研究岩石圈的现代地球物理方法技术,岩石圈研究已取得的重大进展,全球地学断面图的编制和综合研究,大陆动力学热点研究,大陆科学钻探工作,岩石圈生物圈计划,同时介绍了青藏高原的研究状况。青藏高原是全球地球科学家从事研究的最佳野外实验室,它的隆升对亚洲及全球都有重大影响。     

地理本体的研究进展与分析

地理本体是地理信息科学中的一个新兴的和正在发展的研究领域,从提出至今仅有10年的历史。因此,有重点系统分析地理本体研究的发展历程与进展,对中国在此方面的研究定位具有重要意义。文章在深入分析科学领域本体的定义基础上,进行了地理本体定义,探讨了地理本体的研究意义,列举了国际上与地理本体相关的主要计划与学术会议,详细剖析了当前国内外的地理本体理论研究与应用方面取得的进展。地理本体研究已成为国际GIS领域一个重要的新兴研究方向并得到了蓬勃发展,而国内在这方面的研究才刚刚开始,只有少数学者开展了一些探索性的思考和研究。因此,中国应紧跟国际地理本体的研究动态,积极开展我国自己的地理本体理论、方法和应用研究。     

精细油藏描述研究进展

从国内外研究现状人手,详细介绍了目前精细油藏描述研究的现状。国外研究的重点已由常规的野外露头分析、实验分析、数值模拟向地震反演储层预测、微地震方法储层表征、人工智能神经网络等新技术新方法转变,研究对象也由传统的砂岩和碳酸盐岩向致密油致密气储层转变。研究方法中综合性、地震技术以及计算机技术进一步加强。天然裂缝储层表征等专项研究进步很大。国内已经从最初的简单模仿学习国外油藏描述研究方法,发展形成了一整套较为成熟的精细油藏描述程序和方法,研究内容也比较全面完善,几乎涵盖了储层地质研究的各个方面。结合研究自身实践,将精细油藏描述研究总结为高分辨率层系地层学指导下的地层精细划分与对比、沉积成因分析基础上的储层构型分析、储层定量分类评价、储层流动单元研究和储层地质建模研究等5个关键问题。在此基础上分析了精细油藏描述研究存在的问题,认为目前精细油藏描述定量研究还需要加强,各种地震和测井等新技术手段有待加强,实验技术、多点地质统计学建模等方面还需发展完善。储层在开发过程中的变化研究等还未引起足够的重视。最后针对上述问题指出了该项研究8个方面的发展趋势。     

边坡系统稳定性的可靠性研究

论述了复杂边坡系统稳定性研究中引入可靠性理论的必要性。总结了边坡系统可靠性分析的研究内容和研究方法,其主要内容为：影响边坡系统稳定性因素的可靠性研究、可靠性计算模型的研究、边坡不稳定性空间预测的可靠性研究、边坡不稳定性时间预测的可靠性研究。分析了目前研究中存在的问题,提出了进一步研究的方向。     

地质灾害涌浪研究综述

地质灾害涌浪的研究,一直是国内外工程地质、地质灾害与水力学研究的前沿热点问题。文章对这一交叉学科领域最近几十年来所取得的研究成果、研究现状及发展趋势进行了评述。从地质灾害涌浪实例入水,对地质灾害涌浪的分类、特征及影响因素进行了归纳总结。分别对地质灾害涌浪波的5种研究方法进行了研究现状分析和讨论,提出了今后地质灾害涌浪研究应解决的几个关键问题。本文对该领域的研究进行系统的归纳和总结,对今后类似的研究具较高的参考价值。     

构造应力场研究与实践

由李四光教授开创的构造应力场研究自20世纪20年代至今已经历70多年。回顾其研究过程,展望未来发展,可以分为两个研究时期:①开创研究时期(1926-1966).主要运用构造形迹力学性质及组合规律分析推断构造应力状态,重点研究构造体系及其典型构造型式的构造应力场。②实测研究时期(1966-).最初通过实测地应力、地形变、断层位移以及现今构造活动的各种相关资料,配合模拟实验研究现今构造应力场;尔后对地质时期古构造应力场进行研究,主要采用应力、应变矿物进行应力状态定量或半定量分析,并配合模拟实验进行研究。实测研究时期可分为3个研究阶段:实测平面构造应力场研究阶段。主要以进行平面构造应力场研究为主;实测三维构造应力场研究阶段。以三维构造应力场研究为主并对构造应力场学科进行研究总结;深部构造应力场研究阶段。未来将会开展对地壳整体及地壳深部进行全面的构造应力场研究。构造应力场研究对认识地壳运动问题具有深远意义,在地质找矿、地质环境与灾害、工程建设中均可发挥积极的作用。      

黄土和古土壤的理论与应用研究

本专题讨论会包括了黄土研究的整个领域,同时也为基础研究和应用研究提供了交流的机会。(1)在所取得的成果中,首先要提到的是综合性区域黄土研究,尤其是中国,其次是南美。它促进了国际性的经验交流和合作,壮大了国际研究队伍,从而使最有效的手段和方法能够在黄土的理论和实际研究中迅速而广泛地得到应用。     

冰冻圈变化的适应框架与战略体系

冰冻圈变化的适应研究是冰冻圈科学领域的新兴研究方向, 是当今全球变化研究中自然科学与社会科学交叉融合研究的典型代表。文章阐述了冰冻圈变化适应研究的内容框架, 分析了目前国际冰冻圈变化适应研究的现状、 动态与发展趋势。在此基础上, 从理论探索与实践研究两方面, 详细介绍了中国冰冻圈变化的适应研究。在理论与方法研究方面, 中国冰冻圈变化适应研究2007年起步至今, 已建立了由冰冻圈变化影响（冰冻圈服务和冰冻圈灾害）-风险-恢复力-适应构成的中国冰冻圈变化适应研究理论与方法体系; 在实践研究方面, 从致利与致害两条线, 开展了冰冻圈服务与冰冻圈灾害风险研究; 从冰冻圈与人类圈交互视角, 开展了冰冻圈变化的脆弱性、 恢复力与适应典型案例研究。未来, 一方面需进一步完善和深化现有理论体系, 尤其是冰冻圈与人类圈相耦合的灾害风险、 脆弱性与适应定量评估方法; 另一方面, 既要针对不同冰冻圈问题, 加强案例研究, 又要拓展尺度, 深入宏观研究, 为国家和地方政府决策提供科学依据与对策建议。     

Characteristics of deformation of saturated soft clay under the load of Shanghai subway line No. 2

Shanghai subway Line No. 2 passes through the center of Shanghai from Songhong Road station in the west to Zhangjianggaoke station in the east. The total length of Shanghai subway Line No. 2 is 25 km. The tunnel mostly lies in the saturated soft clay and the environment issue can not be ignored. The response frequency and response stress of soil around the tunnel are monitored when the subway train passes through. The cyclic triaxial test of the saturated soft clay around the subway tunnel is conducted using the data monitored. The characteristics of deformation of the saturated soft clay of Shanghai under the subway load are analyzed. The results show that when the subway train Line No. 2 begins to run, a small and vertical rebound first occurs in the saturated soft clay at the side wall of the tunnel. Although a large deformation does not occur in the saturated soft clay at the side wall of the tunnel when the subway train has run for a period of time, yet with the lapse of time, a perceptive and non-uniform deformation will still occur. The vertical rebound is transitory and a plastic deformation occurs immediately in the saturated soft clay at the bottom of the tunnel, the large deformation at the bottom of the tunnel is 30 times that of the saturated soft clay at the side wall of the tunnel. An erratum to this article can be found at     

真空动力固结联合扩底旋喷桩在饱和软粘土地基加固中的应用研究

针对饱和软粘土的工程特性,采用了真空动力固结联合扩底旋喷桩加固饱和软粘土地基。结合江苏某软粘土地基加固工程,在探讨其加固机理的基础上,通过对加固过程的方案设计及现场试验结果的分析和讨论,表明该法能够充分发挥强夯、真空降水及旋喷注浆各自的技术优势。该法具有工期短、造价低、预沉降可控、加固效果好等优点。进一步拓宽了饱和软粘土地基的处理方法,为我国沿海地区软粘土地基处理工程提供了新的途径。     

Extension of the Griffith's fracture criteria to saturated clays

Inglis [1] has solved the problem of distribution of stress in an elastic plate around an elliptical hole. His works clarify the role of cracks in the failure of an elastic material. However, his solution cannot be applied to saturated clay because he considers only total stresses, while, in saturated clay, the criterion of rupture should be expressed in terms of effective and not total stresses. The solution of Atkinson and Craster [2] using Biot's poroelasticity theory, shows that there is no high pore pressure in the vicinity of the crack tips for saturated clay. The major difference between this approach and the Biot's theory of is that, in saturated clay, strain is a function of the variation of the effective stress [3], while, in poroelastic media, strain is only a function of the variation of the total stress [4, Equation 2.2]. Also in their solution there is continuity between the pore fluid and the inner fluid in the crack. Their solution is valid for poroelastic media involving a movement of the pore fluid. In our solution there is no movement of the pore fluid (Undrained condition). In this paper we have solved the same problem as Inglis [1], but for the particular case of saturated clay obeying elastic law. By solving this problem we obtained the expressions for pore pressure, effective stress, total stress and displacements. The results show that not only the total stress but also the pore pressure and the effective stress are also high in the vicinity of the crack tips. A new failure criterion, based on Griffith's strain energy principle [5] and maximum tensile stress [6], valid for saturated clay is developed in this paper. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

冲击荷载下饱和粘土孔压特性初探

冲击荷载作用下，孔压的增长与消散规律是研究动力固结法加固饱和粘土地基的基础与理论支持，就此问题进行了冲击荷载作用下饱和粘土孔压增长与消散规律的一维模型试验，试验中考虑了不同击数N和不同击能WH的影响，试验的结论新颖，对其进行了初步探讨。     

考虑循环弱化的饱和黏土简化非线性模型

随着海洋工程建设的快速发展,海洋环境中的地基稳定性逐渐成为学者和工程师关注的热点问题,建立一个简化的饱和黏土循环加载模型对于长期循环荷载下海上构筑物的设计具有重要意义。针对饱和黏土的循环弱化特性,在Hardin-Drnevich等效非线性模型的基础上,建立了考虑循环弱化的饱和黏土简化非线性模型来描述循环加载下饱和黏土的应力-应变关系,模型中引入了由循环加载期间产生的累积塑性变形控制的强度和模量衰减比公式。通过参数分析,说明了形状参数 与n以及残余衰减比与衰减系数等参数的意义和作用。通过对文献中单向循环试验和双向循环试验结果的模拟,验证了该简化模型可以较好地描述循环加载时饱和黏土应力应变滞回圈的演变规律以及循环加载后饱和黏土的强度和刚度弱化现象。简化模型大大提高了计算效率,与传统的土体弹塑性模型相比更加便于工程应用。     

冲击作用下饱和土性状的试验研究

在三轴条件下,对饱和土（砂土和黏土）进行排水与不排水条件下的冲击试验及冲击后再固结试验,对比研究了不同渗透性土在不同排水条件下的冲击动力响应和冲击后再固结性状。结果表明：饱和黏土不排水冲击时的孔隙水压力随冲击击数增加而升高并逐渐稳定,排水冲击时的孔隙水压力则是先达到峰值然后有所下降;砂土不排水冲击时的冲击能量对孔隙水压力影响最明显;饱和砂土不排水冲击时的轴向应变与冲击击数呈近似线性关系,饱和黏土冲击及饱和砂土排水冲击则呈近二次曲线关系;饱和砂土不排水冲击后再固结阶段的孔隙水压力立即消散为0,同时体变迅速增大到一定值;饱和黏土在冲击后再固结阶段的孔隙水压力在一定时间内逐渐消散完毕,同时体变逐渐增大;饱和黏土排水冲击时,冲击阶段产生的体变占冲击引起总体变的39%～49%,冲击后再固结阶段产生的体变占51%～61%;砂土和黏土的总体变均表现为排水冲击明显大于不排水冲击,改善冲击时的排水条件有利于提高加固效果。     

饱和软黏土动力学特性循环扭剪试验研究

以饱和软黏土的循环扭剪试验研究为基础,阐明不固结不排水条件下饱和软黏土的动力学特性。在循环扭剪和循环三轴两种不同试验应力状态下,通过研究不同围压和不同静、动应力组合下饱和软黏土的应力等效破坏关系和应变等效破坏关系,提出在循环荷载作用下饱和软黏土的循环破坏同样遵循Mises屈服准则,且在Mises屈服准则下,饱和软黏土的循环强度趋于不变量。循环破坏的过程可以等效为一种拟静力弹塑性循环蠕变,建立了饱和软黏土循环累积变形随静荷载、循环荷载以及循环破坏振次之间的关系式。上述结论分别从应力和变形两个方面阐述饱和软黏土的动力学特性,与试验应力状态和围压无关,可以推广到一般应力状态下。     

考虑饱和黏土初始各向异性的循环边界面塑性模型

天然土体的初始各向异性通常可对其后继循环特性产生显著影响。现有考虑循环载荷作用的土体弹塑性模型,往往采用类似修正剑桥模型的椭圆形屈服面,已有研究表明,该椭圆形屈服面因其拉伸弹性区域偏大,针对天然K0固结状态的土体,其计算精度较差。基于新近提出的广义各向同性硬化准则,在边界面方程中引入初始各向异性张量,并采用空间滑动面破坏准则（SMP）的变换应力法,建立了能考虑饱和黏土初始各向异性的循环边界面塑性模型。分别针对等压和偏压固结的饱和黏土静、动三轴试验进行模拟,结果表明,该模型能合理反映土体的初始各向异性及其后继循环动力特性。     

循环荷载作用下饱和软黏土的损伤模型

基于各向同性弹塑性损伤和Prevost模型的基本理论,把弹塑性等向硬化、运动硬化和各向同性损伤结合起来,推导了循环荷载作用下不排水饱和软黏土的弹塑性动力损伤本构模型。由循环累积塑性偏应变建立损伤演化方程,以描述循环加载对软黏土结构的破坏作用,并通过对循环三轴试验的模拟验证了模型的有效性。结果表明,提出的模型能较好地描述饱和软黏土在循环荷载作用下的变形、孔压变化及模量损伤过程。     

黏粒含量对磁县段膨胀土抗剪强度影响的试验研究

利用电动应变控制式直剪仪及直剪/残余剪切试验仪对南水北调磁县段不同黏粒含量的原状膨胀土进行快剪、饱和快剪、饱和固结快剪和反复直剪试验,研究黏粒含量对其抗剪强度的影响。研究表明:饱和后试样的抗剪强度明显降低,固结后强度提高,且饱和作用对黏粒含量较大的中膨胀土强度的削弱作用更为显著,固结作用对黏粒含量较小的弱膨胀土强度的治愈作用更显著; 随黏粒含量的增大,黏聚力逐渐减小,内摩擦角则先减后增,其临界值在32%左右; 峰值强度后的抗剪强度降低幅度随黏粒含量的增加而增大; 土体的峰值强度f随黏粒含量则先减后增,变化趋势比较平缓; 残余强度r随黏粒含量增加逐渐减小,成指数关系; 残余强度内摩擦角r与黏粒含量成对数关系,黏聚力cr则比较离散。