Numerical prediction of blast‐induced stress wave from large‐scale underground explosion

This paper presents a numerical model for predicting the dynamic response of rock mass subjected to large‐scale underground explosion. The model is calibrated against data obtained from large‐scale field tests. The Hugoniot equation of state for rock mass is adopted to calculate the pressure as a function of mass density. A piecewise linear Drucker–Prager strength criterion including the strain rate effect is employed to model the rock mass behaviour subjected to blast loading. A double scalar damage model accounting for both the compression and tension damage is introduced to simulate the damage zone around the charge chamber caused by blast loading. The model is incorporated into Autodyn3D through its user subroutines. The numerical model is then used to predict the dynamic response of rock mass, in terms of the peak particle velocity (PPV) and peak particle acceleration (PPA) attenuation laws, the damage zone, the particle velocity time histories and their frequency contents for large‐scale underground explosion tests. The computed results are found in good agreement with the field measured data; hence, the proposed model is proven to be adequate for simulating the dynamic response of rock mass subjected to large‐scale underground explosion. Extended numerical analyses indicate that, apart from the charge loading density, the stress wave intensity is also affected, but to a lesser extent, by the charge weight and the charge chamber geometry for large‐scale underground explosions. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

鄂尔多斯盆地东缘煤储层微孔隙结构特征及其影响因素

在对鄂尔多斯盆地东缘58套采自不同层位不同地域煤样显微组分测试和低温液氮比表面测试的基础上,从比表面积、吸附曲线形态、阶段孔径结构分布、阶段孔径比表面积贡献、FHH分形特征几个方面刻画了煤储层微孔隙特征。同时,就“孔比表面积—孔隙结构—煤物质组成与化学结构”这一因果链,分析了鄂尔多斯盆地东缘煤微孔隙特征与煤变质程度、煤岩显微组分以及矿物组分与类型的关系。研究发现,Ro在0.60%~1.91%范围内,比表面积及FHH分形分维数先明显降低,Ro至1.3%后又略有回升,同时吸附回线“滞后环”及分形尺度对应的压力范围明显减小,孔径3~4 nm“墨水瓶”型孔明显减少乃至消失,并成为比表面积减少的主要贡献者。在相似煤级条件下,惰质组分较镜质组分有更多的比表面积贡献。粘土矿物组分含量>10%时,孔径3~4 nm“墨水瓶”型孔对比表面贡献明显,且随煤级增高影响作用相对加大。     

中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.     

阜新—朝阳高速公路段黄土三轴剪切特性研究

对取自阜新—朝阳高速公路段的黄土进行了14C测年、颗粒分析、湿陷及常规试验等,对比分析了其基本特性,通过三轴剪切试验,获得了不同含水量的黄土剪切孔压、固结孔压、抗剪强度及剪切变形的变化特征。分析认为,辽西黄土此类特性由黄土的物质成分和结构特征所决定。对不同含水量的黄土剪切变形曲线建立力学模型,拟合结果表明,对于脆性破坏的应变软化曲线,刘祖典模型描述的效果并不理想,而文中建议的经验模型则较为适合。     

SO4^2-改性铁铝复合层柱粘土的制备及其催化性能研究

由共聚法制得的铁铝复合交联剂交换钠基蒙脱石层间的水合钠离子,再经SO42-改性处理制备了铁铝复合层柱粘土固体超强酸催化剂.利用xRD、FT-IR和BET法对催化剂的结构进行了表征.以乙酸正丁酯的合成反应为探针反应对催化剂的活性进行了测试.通过正交实验确定了铁铝复合交联粘土SO42-改性最佳工艺条件.研究了催化剂对探针反应的选择性及重复使用情况.结果表明:在由实验确定的最佳改性工艺条件下,乙酸的转化率达92.2%,反应中无副产物产生,催化剂具有较好的重复使用性能.     

中韩无居民海岛及海岸带发展管理现状比较研究

海岛和海岸带是国土资源的重要组成部分，提升其综合管理水平对促进沿海地区社会经济和海洋可持续发展具有重要意义。文章以中韩建交30周年和“联合国海洋科学促进可持续发展十年”为契机，通过对中韩无居民海岛及海岸带发展管理现状进行比较研究，探讨中韩两国在发展管理方面的异同和存在的问题。研究结果表明：在无居民海岛方面，中国以《中华人民共和国海岛保护法》为基本制度框架建立管理体系，韩国通过综合立法建立管理体系，海岛不合理利用是两国存在的共性问题；韩国重视无居民海岛的宣传，中国更加重视无居民海岛的分类。在海岸带方面，两国均采取综合管理的方式，但在实施程序上采用不同的方式，韩国由中央政府主导并交由地方政府实施综合管理，中国在综合管理体制下交由地方政府自行主导。基于研究结论，提出有针对性的管理措施和建议，促进两国海洋经济的可持续发展。     

利用有理函数模型实现IKONOS影像的单片定位

分析了利用高分辨率卫星CCD影像进行单片测图的意义，介绍了目前有理函数模型在影像定位方面的应用情况，重点研究了一种利用有理函数模型实现单片定位的方法，即将有理函数模型的正解形式线性化并组成方程组，结合DEM数据，对方程组迭代求解以获取地面点坐标。实验结果表明该方法具有解算精度高和易实现等特点。     

大西洋中脊TAG热液活动区中热液沉积物的稀土元素地球？…

用ＩＣＰ－ＭＳ对ＴＡＧ热液活动区表层热液沉积物中６个块状硫化物样品进行了稀土元素分析。所有样品均表现出正Ｅｕ异常和ＬＲＥＥ相对富集的球粒陨石标准化配分模式,热液沉积物样品中稀土元素组成的变化是由于海底热液循环体系中热液流体和涨水不同程度混合作用的结果,     

Simulations of Annual Cycle of Phytoplankton Production and the Utilization of Nitrogen in the Yellow Sea

A nutrient dynamic model coupled with a 3D physical model has been developed to study the annual cycle of phytoplankton production in the Yellow Sea. The biological model involves interactions between inorganic nitrogen (nitrate and ammonium), phosphate and phytoplankton biomass. The model successfully reproduces the main features of phytoplankton-nutrient variation and dynamics of production. 1. The well-mixed coastal water is characterized by high primary production, as well as high new production. 2. In summer, the convergence of tidal front is an important hydrodynamic process, which contributes to high biomass at frontal areas. 3. The evolution of phytoplankton blooms and thermocline in the central region demonstrate that mixing is a dominant factor to the production in the Yellow Sea. In this simulation, nitrate- and ammonium-based productions are estimated regionally and temporally. The northern Yellow Sea is one of the highly ranked regions in the Yellow Sea for the capability of fixing carbon and nitrogen. The annual averaged f-ratio of 0.37 indicates that regenerated production prevails over the Yellow Sea. The result also shows that phosphate is the major nutrient, limiting phytoplankton growth throughout the year and it can be an indicator to predict the bloom magnitude. Finally, the relative roles of external nutrient sources have been evaluated, and benthic fluxes might play a significant role in compensating 54.6% of new nitrogen for new production consumption.     

清水沟流路期间黄河三角洲区潮波运动的模拟和预测

为了探讨黄河三角洲附近潮波运动的变化特征，乐肯堂等(1995)用二维数值模式模拟了1855-1984年该海区的潮汐和潮流的分布变化，并着重考察了M2和S2分潮的无潮点，以及规则全日潮区的位置变化。乐肯堂等(1995)的研究表明，黄河尾闾的摆动以及由此而造成的黄河三角洲之进退，是该海区潮波特征发生变化的主要外因。自从1976年黄河尾闾改道清水沟以来，该流路已稳定运行了20多年，由此造成了河口附近沙嘴不断向莱州湾内延伸，因而对该区的潮波分布特征产生了显著影响。从黄河三角洲区的经济可持续发展和海洋生态环境的可持续发展的目的出发来规划今后黄河尾闾的走向，就必须对以下两个问题进行深入研究：(1)清水沟流路是否还能长期稳定下去；(2)如果清水沟流路长期稳定不变，并且按照清水沟流路期间黄河三角洲向莱州湾推进的方式来推演10a后黄河三角洲的形势，那么到2010年该区的潮波运动将会发生什么变化。为此，在本文中我们仍然采用乐肯堂等(1995)已经过验证的数值模式和数值预的方法对上述问题作初步探讨。