基于黏弹塑性本构模型的泥石流数值模拟

泥石流是一个世界范围的地质灾害问题,多年来受到广泛而深入的研究。大多数工作致力于分离地研究岩土材料破坏前的失稳机制和失稳后的快速流动扩展。尝试以一种连续方法模拟完整的泥石流过程,仅用一个本构模型描述泥石流的起始、扩展和停滞。首先讨论了重力增大和基质吸力降低诱发泥石流的力学机制,描述了泥石流过程中岩土材料力学性质的弹塑性–黏性转变现象,对泥石流进行了黏弹塑性的全程模拟,并对挡土墙的冲击效应进行了启发性研究,证明了研究中所使用的本构模型可以准确地描述岩土材料的固流转化现象,数值方法可以很好地对均质连续介质进行大位移模拟。     

基于聚类分析的边坡稳定性研究

在边坡稳定性分析中,滑面搜索方法对于得到边坡的稳定性系数至关重要。现今两种常用的边坡稳定性分析方法,极限平衡法以及强度折减法,可以得到极限应力状态下边坡的潜在滑面。而为了评价边坡在当前应力场下的稳定性,提出一种基于聚类分析概念的滑面搜索方法。这种方法综合考虑了边坡各点的位移以及点安全系数,采用K均值聚类法将具有相近性质的点进行分类,把边坡体分为潜在危险区以及稳定区。潜在危险区的边界即为边坡在当前应力状态下的潜在滑面,并运用矢量和方法计算得到其稳定性系数。采用上述方法对3个算例进行验算,并与极限平衡法以及强度折减法进行对比。结果表明：（1）基于聚类分析的边坡稳定性评价方法具有较好的合理性和可靠性;（2）当边坡处于临界状态附近,通过聚类分析得到的潜在滑面与其他两种方法得到的滑面基本一致;当边坡处于较稳定状态时,当前应力状态下的潜在滑面要比强度折减法得到的滑动带范围要更深更广,但求出的稳定性系数也较高;当存在软弱夹层时,矢量和计算出的滑面更为陡峻,稳定性系数比其他两种方法的结果要小。     

中国钨矿成矿地质特征与资源潜力分析

钨矿是中国传统优势矿种,前人在钨矿成矿理论方面积累了非常丰富的研究成果。然而,随着近年来在江西、云南和新疆等地取得的多项钨矿重大找矿突破,对原有的钨成矿带地质认识提出了挑战,急需进一步分析和总结其地质特征、成矿规律和资源潜力,为今后地质找矿工作提供理论指导。文中采用矿床模型综合地质信息预测方法,在各省区钨矿资源潜力预测成果的基础上,以MapGIS为平台,进行数据库汇总与综合分析研究。首先,基于全国1 538处钨矿产地数据的统计分析,初步总结了中国钨矿时空分布特征,以及岩浆岩、构造和地层等控矿因素。其次,根据钨矿床及预测区的空间分布和大地构造单元,划分了56个钨矿成矿区带。再次,将钨矿的预测类型划分为石英脉型、夕卡岩型、斑岩型、云英岩型、陆相火山岩型、沉积变质型、层控夕卡岩型和砂矿型,并建立了主要钨矿类型的预测模型。最后,在全国范围累计圈定的1 357个最小预测,累计预测资源量(WO3)2 973×104 t。根据钨矿区域成矿特征,将最小预测区归并为461个二级预测区,并进一步合并为118个钨矿三级预测区,其中,找矿潜力大的河南卢氏-栾川、新疆白干湖、湖南香花岭-瑶岗仙、甘肃野马滩-干巴河脑、江西坪背山-八仙脑和大湖塘等6个三级预测区可优先部署钨矿勘查工作。     

华南地区5月降水的水汽特征分析

利用国家气候中心的降水资料及NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海温资料分析了华南地区5月降水的主要水汽通道及变异机制。发现异常多雨年的水汽主要来自南海、孟加拉湾和青藏高原南侧;异常少雨年则因西太平洋副热带高压(简称副高)偏东,来自南海的水汽缺失,只有来自孟加拉湾和高原南侧的两股水汽,因而南海的水汽是影响华南地区5月降水的重要因素。分析发现当北太平洋的准东西向海温异常是"负正负"分布时,南海地区为异常的反气旋性环流,有利于副高西伸加强;北太平洋海温距平为"正负正"异常分布时,南海地区为异常的气旋性环流,副高东退减弱。此外,北方南下冷空气的阻挡使得季风北界位置偏南,冷空气和季风在华南地区交汇导致5月降水异常增多。     

减数分裂期雄性大菱鲆孕激素及受体基因的表达分析

为研究孕激素在大菱鲆(Scophthalmus maximus)精原细胞增殖到减数分裂过程中的作用,以6~22月龄的大菱鲆精巢为材料,通过组织学方法和定量amh、sycp3基因确定精原细胞增殖期和减数分裂期的大菱鲆精巢发育过程。通过酶联免疫吸附技术(ELISA)检测6~22月龄雄性大菱鲆血清中的孕酮(P4)和17α,20β,双羟孕酮(DHP)含量变化,利用q RT-PCR技术和原位杂交技术检测孕酮核受体(pgr)和膜受体(m PRα)在不同组织和不同发育时期的表达情况。结果表明孕激素在精原细胞增殖期高表达,开始出现初级精母细胞时降低,在精子细胞数量增加时表达量再次升高,在精子细胞变态形成精子时降低。pgr在减数分裂初期定位于精巢中的sertoli细胞,在精原细胞增殖至减数分裂期表达量逐渐增加,出现精子后显著降低;m PRα在精原细胞增殖和初级精母细胞增加时表达量都很低,在精子细胞不断增加时显著增加。推测在精原细胞增殖和减数分裂阶段孕激素可能主要通过调节pgr的表达量来促进精巢发育,而在减数分裂II期pgr和m PRα都发挥作用,在精子细胞变态成熟时,主要是m PRα发挥作用。     

浅析美国伍兹霍尔海洋研究所科学考察船运行管理

海洋科学考察船是开展海洋科学考察研究最为根本的支撑平台,其运行管理成本高、风险大,且直接关系到海洋科学考察的水平与实效。文章针对美国伍兹霍尔海洋研究所科学考察船的运行管理,从科考船基本情况、科考船运行管理组织机构和运作机制及其与船载科学服务的协同等方面进行了初步解析,以求为我国科考船运行管理提供借鉴。     

声学应答释放器电路部分可靠性分析

声学应答释放器是一种对可靠性要求很高的海洋环境监测设备,文中对国家海洋技术中心研制的声学应答释放器进行了可靠性分析。首先介绍了声学应答释放器的电路构成及功能;然后依据可靠性建模相关理论完成电路部分可靠性模型建立,依据可靠性模型,预计了设备的固有可靠度;最后有针对性地提出改进措施,用于指导声学应答释放器设计,为释放器技术研究提供计算模型与可借鉴的经验。     

基于海底压力测量的海啸预警方法研究

海啸是一种具有极大破坏力的海洋灾害,及时准确的海啸预报可大幅降低人民生财产损失。文中介绍了一种新的海啸灾害预警方法。该方法针对海啸预警需求,分析海啸波和海洋中的其他波动特性,以海底高精度压力测量为核心并消除噪声信号影响,可实现深海远距离海啸实时预警。以该方法为基础研制的海啸监测仪可实时监测并识别海啸波,从根本上降低海啸预警误报、漏报的概率,提高海啸预警系统的性能,及时为决策者提供信息,有效降低海啸灾害带来的损失。     

Homotopy Method for Inverse Design of the Bulbous Bow of A Container Ship

The homotopy method is utilized in the present inverse hull design problem to minimize the wave-making coefficient of a 1300 TEU container ship with a bulbous bow. Moreover, in order to improve the computational efficiency of the algorithm, a properly smooth function is employed to update the homotopy parameter during iteration. Numerical results show that the homotopy method has been successfully applied in the inverse design of the ship hull. This method has an advantage of high performance on convergence and it is credible and valuable for engineering practice.     

北太平洋海浪场和风场特征分析

利用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的1979年1月2014年12月逐6 h的ERA-Interim有效波高和10 m风场资料,分析了近36年期间北太平洋海域海浪场和风场的变化特征。结果表明:1)中低纬度的西北太平洋波高有逐年线性递增趋势,大约在0.2~0.6 cm/a,而低纬度的太平洋东北部海域则以-0.4~-0.2 cm/a的趋势减小。2)风速线性变化趋势显著的区域主要集中在太平洋东北部低纬度海域,约以1.0~2.0 cm/(s·a)的速度在增加。而日本岛四周、菲律宾半岛以南等海域大都以-1.0~-0.5 cm/(s·a)的速度减小。3)北太平洋海域波高和风速都具有明显的季节变化特征,两者具有很强的相关性。西风带内有一个个波高超过10 m的风暴圈,其波高受风浪和涌浪的双重作用。这可为航海、海洋工程设计、军事及海洋能开发与利用等方面提供科学依据。