饱和黄土液化判别方法的两点发现

黄土液化实例多与现有可液化土地质年代规定不符。采用动三轴弯曲元试验设备对原状黄土饱和过程进行剪切波速跟踪测试,发现黄土浸水、结构先破坏再固结形成新的稳定结构的特点,证明经历过饱和的黄土已不能再视其为饱和前的地质年代。兰州马兰黄土中的黏粒有些是以黏土团块的形式存在,而黏土团块并不影响其他部分粉质土的液化,因此对于此类土应用黏粒含量进行液化判别时,应考虑将黏土团块不计入黏粒含量。     

Simulation of snow processes beneath a boreal scots pine canopy

A physically-based multi-layer snow model Snow-Atmosphere-Soil-Transfer scheme(SAST)and a land surface model Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme(BATS)were employed to investigate how boreal forests influence snow accumulation and ablation under the canopy.Mass balance and energetics of snow beneath a Scots pine canopy in Finland at different stages of the 2003-2004 and 2004 2005 snow seasons are analyzed.For the fairly dense Scots pine forest,drop-off of the canopy-intercepted snow contributes,in some cases,twice as much to the underlying snowpack as the direct throughfall of snow.During early winter snow melting,downward turbulent sensible and condensation heat fluxes play a dominant role together with downward net longwave radiation.In the final stage of snow ablation in middle spring,downward net all- wave radiation dominates the snow melting.Although the downward sensible heat flux is comparable to the net solar radiation during this period,evaporative cooling of the melting snow surface makes the turbulent heat flux weaker than net radiation.Sensitivities of snow processes to leaf area index(LAI)indicate that a denser canopy speeds up early winter snowmelt,but also suppresses melting later in the snow season. Higher LAI increases the interception of snowfall,therefore reduces snow accumulation under the canopy during the snow season;this effect and the enhancement of downward longwave radiation by denser foliage outweighs the increased attenuation of solar radiation,resulting in earlier snow ablation under a denser canopy.The difference in sensitivities to LAI in two snow seasons implies that the impact of canopy density on the underlying snowpack is modulated by interannual variations of climate regimes.     

细粒含量对砂土液化势影响探讨

细粒含量对砂土液化势的影响研究一直充斥着矛盾与争议,大量室内试验成果对现场粉砂、粉土液化判别方法的改进没有实质意义.文中分析了经典文献,从砂土与粉粒混合物最大、最小孔隙比试验数据入手,发现大部分砂土随细粒含量增大,最大、最小孔隙比都呈先减小、后增大的抛物线型,保持等孔隙比,试样相对密度先减小、后增大,动三轴试验抗液化强...     

汶川地震远震区黄土场地地震反应特征分析

在实际场地钻孔资料的基础上,选取和构造45个有代表性的典型场地剖面,利用一维等效线性化波动方法,计算各个场地在三种不同强度地震动输入下的地表加速度反应。结果表明:(1)在远场地震动作用下,黄土场地PGA较大,反应谱平台范围较宽,集中在0.2~0.6s;(2)随着黄土覆盖厚度的增加,PGA减小,但对于自振周期大于一定范围的结构物震害加重;(3)对于无地形影响的厚层黄土地区,当黄土厚度在20~100 m时,随厚度的增加,反应谱下降段谱值增大1.1~1.4倍,特征周期放大1.1~1.25倍。     

第16届世界地震工程大会有关报告研究进展综述

第16届世界地震工程大会于2017年1月9—13日在智利圣地亚哥市召开。大会主题为:"快速恢复—地震工程新挑战"。经中国地震局批准,在国际合作司的大力支持和指导下,自己有幸赴智利圣地亚哥市参加了第16届世界地震工程大会。本论文对会议概况做了简介,对其中3个大会特邀报告、2场辩论会和12个专题分会报告内容进行了综述,并与读者分享了我个人的体会和思考。论文综述涉及的3个大会特邀报告题目分别为"快速恢复:地震工程的下一个挑战"、"钢筋混凝土建筑物抗震设计中对快速恢复的探索——智利的实践"和"长持时地震动对土液化灾害的作用";2场辩论会主题分别为"性态设计:是承诺还是陷阱?"和"抗震设防要求规定:概率性与确定性";12个专题分会主题包括:结构倒塌概率的评估,改善发展中国家住房地震安全的非技术战略,近期破坏性地震(包括2015年尼泊尔地震)的现场调查与分析,深基础的土-结构相互作用,地面破坏与液化,地震引起的天然斜坡滑坡,岩土室内试验和现场试验,城市层面的地震危害性、危险性与地震风险管理,快速恢复,地震风险经济与保险,城市的未来:今天规划明天的地震风险,管理政策等。     

黄土斜坡动力响应特征分析

斜坡动力响应特征与斜坡形态密切相关,若入射地震波主频接近斜坡卓越频率就会放大斜坡动力响应,甚至造成斜坡失稳。汶川地震对远离震中的黄土地区造成了较为严重的破坏,局部场地震害和地震动放大效应显著。选取汶川地震典型黄土斜坡场地,利用地形台阵流动观测和数值模拟计算相结合的方法,系统开展强震动作用下黄土斜坡场地动力响应特征研究。结果表明:坡顶卓越频率最小,其PGA放大系数甚至达到坡底的1.98,这种现象可能与斜坡高差和入射波波长之比密切相关,比值0.2时坡顶放大效应达到最大。随斜坡坡度增加,放大效应增强,坡顶反应谱卓越周期放大系数可达5,说明斜坡地形对强震地面运动有显著影响。数值计算结果与实际强震观测基本吻合,其结果对黄土地区建设工程抗震设防具有重要的科学与实际意义。     

剪切波速液化判别方法对粉砂及粉土适用性研究

含细粒土体相对于纯净砂在自然界中分布更为广泛,其地震液化灾害在上世纪70年代之后逐渐成为研究热点,然而关于其液化判别,一直以来都只是在砂土方法的基础上,稍作调整。本文对比了美国NCEER推荐的基于标贯试验的Seed方法和基于剪切波速试验的Andrus和Stokoe方法,以历史地震数据检验方法,结果显示剪切波速方法对含细粒土体过于保守,并且细粒含量越高,对非液化点越不可靠。通过建立两个方法 3组细粒含量下液化临界曲线上的剪切波速与标贯击数相关关系,得出临界剪切波速随细粒含量增加而减小的趋势没有临界标贯击数那么迅速。剪切波速试验为小应变无损测试,对含细粒土土颗粒间胶结力较为敏感,而液化状态为大应变破坏阶段,土体胶结力基本丧失,因此对胶结较强的含细粒土体,剪切波速指标与液化难以建立唯一联系。另外,中国规范剪切波速液化判别方法存在误导,由于判别式已经用黏粒含量修正,因此,V_(s0)经验系数应统一只取砂土数值。     

北京地区两次极端特大暴雨过程中短时强降水环境条件对比分析

针对北京地区2012年7月21日(简称“7.21”过程)和2016年7月20日(简称“7.20”过程)极端特大暴雨中的短时强降水,对短时强降水实况、环流形势、地形影响及环境的动力、水汽和热力条件进行了分析,并结合较长时段的历史资料,从单点和区域角度对环境动力、水汽和潜在热力条件的极端性进行了对比分析。结果表明:(1)尽管两次过程中的短时强降水实况差异显著,但均出现在非常有利的天气形势下。(2)针对短时强降水环境的单点动力、水汽和热力条件对比显示,两次过程中的850 hPa动力抬升和整层可降水量(PWAT)均极端偏强,但抬升指数(LI)表征的热力条件差异差别巨大,2012年“7.21”过程中为偏强,2016年“7.20”过程中为偏弱。(3)针对长时间序列资料的标准化偏差异常(SD)显示,两次过程中850 hPa风场和PWAT的SD均超过了3σ,为极端偏强,LI表征的潜在热力条件方面,2012年“7.21”过程中低于-1σ,2016年“7.20”过程中与历史同期持平,表明热力条件的差异是导致两次极端暴雨过程中短时强降水强度巨大差异的重要原因。     

阿尔卑斯山杉林冠层影响辐射传输的个例分析

利用瑞士Alptal观测站杉树林冠层上方、下方的辐射观测资料,分析了冠层对短波辐射的减弱及对长波辐射的增幅作用及其季节变化。结果表明,对比较密集的常绿针叶林,冠层对入射短波辐射的透过率随着太阳高度的降低而减小,春季以后趋于稳定;冠层对长波辐射的增幅作用随天气状况而变化,这种增幅作用在晴空条件下最显著,可达1.5倍。在冬季,因为太阳辐射较弱,冠层对长波辐射的增幅作用超过对短波辐射的减弱从而增加地面净辐射。在其它季节,太阳辐射比较强,冠层对短波辐射的减弱超过对长波辐射的增幅作用而减少地面净辐射。地面净辐射与冠层上方气温的变化趋势虽然在有些时段一致,但在伴随降雪过程的降温时段,地面净辐射与气温的变化趋势近乎反相,在积雪融化时段,地面净辐射的增加比气温升高更显著,尤其是在白天。     

Simulation of sea ice in FGOALS-g2: Climatology and late 20th century changes

Sea ice is an important component in the Earth’s climate system. Coupled climate system models are indispensable tools for the study of sea ice, its internal processes, interaction with other components, and projection of future changes. This paper evaluates the simulation of sea ice by the Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System model Grid-point Version 2 (FGOALS-g2), in the fifth phase of the Coupled Model Inter-comparison Project (CMIP5), with a focus on historical experiments and late 20th century simulation. Through analysis, we find that FGOALS-g2 produces reasonable Arctic and Antarctic sea ice climatology and variability. Sea ice spatial distribution and seasonal change characteristics are well captured. The decrease of Arctic sea ice extent in the late 20th century is reproduced in simulations, although the decrease trend is lower compared with observations. Simulated Antarctic sea ice shows a reasonable distribution and seasonal cycle with high accordance to the amplitude of winter-summer changes. Large improvement is achieved as compared with FGOALS-g1.0 in CMIP3. Diagnosis of atmospheric and oceanic forcing on sea ice reveals several shortcomings and major aspects to improve upon in the future: (1) ocean model improvements to remove the artificial island at the North Pole; (2) higher resolution of the atmosphere model for better simulation of important features such as, among others, the Icelandic Low and westerly wind over the Southern Ocean; and (3) ocean model improvements to accurately receive freshwater input from land, and higher resolution for resolving major water channels in the Canadian Arctic Archipelago.