贺兰山以北乌兰布和沙漠地下水水化学特征演化规律研究

乌兰布和沙漠对中国西北部干旱地区气候变化和水文循环过程研究具有指示意义, 以水文地球化学运移为导向, 通过分析33个地下水样, 探讨了该区地下水的补给与演化过程. 结果表明: 巴彦乌拉山浅层地下水水化学类型为Cl^--HCO₃^--SO₄^2--Na⁺; 从吉兰泰盐湖至乌兰布和沙漠, 主要水化学类型变化浅层地下水为Cl^--HCO₃^--Na⁺到Cl^--HCO₃^--SO₄^2--Na⁺, 深层地下水为HCO₃^--Cl^--Na⁺再到HCO₃^--Cl^--Na⁺或HCO₃^--Cl^--Ca²⁺. Gibbs图表明, 研究区地下水的水化学特征主要受蒸发浓缩作用影响和岩石风化作用控制, 大气降雨机制影响甚微. 主要离子相关关系图及饱和指数表明, 岩盐、芒硝、钠长石、方解石、白云石、石膏等矿物的风化溶解是该区地下水主要离子来源. 此外, 氯碱指数和Ca/Na的指示, 说明阳离子交换作用也是形成该地区地下水水化学组分的重要机制.     

基于多源空间信息融合的含水煤层顶板复合岩层富水性分区

侏罗系煤田煤层开采普遍受到顶板复合含水层水影响。选取陕北榆横矿区袁大滩煤矿2煤开采顶板复合砂岩地层为研究对象,基于经验公式和实测公式,计算导水裂缝带发育高度,确定2煤至直罗组顶界为富水性分区范围;选取评价层段砂岩等效厚度、砂–泥互层特征等7个岩性结构指标,重点考虑2煤含水性特征,计算了各钻孔位置富水性综合指数,借助Arcgis软件,绘制了研究区富水性分区图,揭示区内富水性从西北向东南递减,与区域富水性背景一致。研究结果对于富水性指数法在煤层含水条件下的应用有推动作用。      

BRB在双柱式桥墩抗震体系中的工作机理分析

以设置防屈曲支撑(Buckling-Restrained Braces,BRB)的双柱式桥墩体系为研究对象,系统分析上部结构惯性力在该体系中的传递机理;以某3×30m公路高架桥为工程背景,采用非线性时程反应分析法研究BRB的设置方式及参数取值对桥梁地震反应的影响规律,揭示BRB在双柱式桥墩中的工作机理。其研究结论为:(1)对于设置BRB的双柱式桥墩,当BRB未屈服时,通过其轴向刚度改变结构体系的传力路径,墩底弯矩、剪力降低,但墩底轴力改变量将增大,即以较大的墩身轴力改变量换取较小的墩底弯矩及剪力。(2)在BRB屈服的情况下,BRB通过改变下部结构的传力路径及滞回耗能双重机制影响结构的地震反应,BRB耗能作用将降低墩身的轴力改变量,使减震效果更优。(3)双柱式桥墩横桥向设置BRB是一种较为有效的减震体系,但其减震效果与BRB具体布置方式及力学参数取值有关。     

设置BRB构件的双柱式桥墩的横桥向减震分析

以某3×30 m公路高架桥为工程背景,采用非线性时程反应分析法,研究了两种不同墩高下BRB的设置方式及核心段材料屈服强度σ(80~235 MPa)对桥梁地震反应的影响规律。结果表明:(1)设置BRB的双柱式墩在横桥向地震作用下减震效果显著,具体减震效果与BRB的屈服耗能及改变上部结构地震力在桥墩体系中的传力路径双重因素有关。(2)对9 m高双柱式墩,BRB的最优布置为单斜杆形式。当BRB的核心段屈服应力σ取值较大时,BRB将不进入屈服,通过其侧向刚度改变结构体系的传力路径。(3)对18 m高双柱式墩,BRB的最优布置为双平行斜杆布置。BRB的减震效果随着σ的增大而增加,在σ取值较大值时,BRB起改变传力路径及滞回耗能的双重作用。(4)在双柱式桥墩中合理设置BRB并取其最优力学参数,可有效改善桥梁下部结构的抗震性能。对本文算例,9 m和18 m高双柱式墩墩底弯矩减震率分别为34%和44%。     

窗户孔洞对砖石古塔地震反应的影响

以四川省都江堰奎光塔为工程背景,采用ANSYS软件建立实体有限元模型,应用时程反应分析法分析窗户孔洞对砖石古塔塔身控制截面应力分布规律,揭示该塔在2008年汶川地震中的震害机理。结果表明:塔身10层顶(塔身双层与单层的转换处)与1层顶为主塔抗震薄弱部位。砖石古塔窗孔附近区域应力集中现象较为突出,墙体外缘的最大、最小主应力都明显高于墙体内缘,靠近窗户附近区域的应力约为远离窗户处应力的2~3倍。在垂直于地震激励方向的主塔对称轴截面上,在窗顶出现较明显的剪应力集中,因此强震时窗顶为抗震薄弱部位。