基于强度参数演化行为的岩石峰后应力-应变关系研究

基于岩石材料峰后强度参数的演化行为,结合强度准则,提出了建立峰后应力-应变关系的一般方法。在此基础上,基于摩尔-库仑强度准则,以最大主应变 作为应变软化参数,假设黏聚力 ,内摩擦角 为主应变 的分段线性函数条件下,给出了岩石材料的峰后应力-应变关系式的求法。在数值算例中,利用提出的方法,给出了大理岩在不同围压下的应力-应变曲线,算例显示,利用这一方法求得的峰后应力-应变关系曲线变化趋势与试验数据基本一致,表明该方法在研究峰后应力-应变关系上具有一定的合理性。     

对“基于强度参数演化行为的岩石峰后应力-应变关系研究”的讨论答复

1引言
　　笔者撰写的论文“基于强度参数演化行为的岩石峰后应力-应变关系研究”（以下简称“原文”）在《岩土力学》2013年第34卷第2期发表后,受到一些读者的关注,赵琦硕士等还针对原文提出了一些问题,并进行了一些有益探讨（以下简称“讨论稿”）。在此对他们的关注表示由衷的感谢,同时对《岩土力学》编辑部给笔者提供这样一个交流渠道表示诚挚的感谢。     

汶川地震震后余滑和震后粘弹性松弛数值模拟分析

采用2010~2015年汶川地区GNSS震后形变资料,利用有限元法建立三维震后粘弹性松弛模型,通过二维格网搜索获得龙门山断裂带上盘最佳弹性层厚度和中下地壳最佳粘滞系数,并分析汶川地震震后2~7 a粘弹性松弛影响下的震后形变特征;然后采用2008~2009年GNSS震后形变资料,根据最佳参数建立粘弹性松弛与余滑组合模型,并与单一余滑模型进行对比,分析汶川地震震后1 a内的形变特征。研究结果表明,根据模拟值计算得到青藏高原东部弹性层的最佳厚度为25 km,中下地壳的最佳粘滞系数为4.0×10¹⁸ Pa·s;震后1 a内组合模型的拟合效果优于单一余滑模型,其中余滑形变占主要成分。     

褐煤孔隙结构及比表面积特征

为揭示褐煤孔隙结构及比表面特征,选取全国主要褐煤产地样品,进行煤岩显微组分含量测定和低温氮吸附实验,从吸附曲线形态、比表面积、孔径结构分布刻画煤储层微孔隙特征,探讨孔径结构与比表面积的关系,分析BET比表面积与煤岩显微组分的相关性。结果表明:褐煤低温液氮曲线形态大致可以分为无吸附回线、有拐点的吸附回线和无拐点的吸附回线3类;BET比表面积随BJH总孔体积的增加呈线性增加趋势,在2~10 nm范围内的孔径和比表面积关系可以分为正相关、负相关和复合相关3种;显微组分组和比表面积的相关性较弱,但比表面积与细屑体含量具有较好的线性关系。      

2008年汶川MW7.9地震库仑应力变化的可靠性研究

基于2008年汶川M_W7.9地震精细的同震滑动分布模型,计算此次地震引起的周边地区库仑应力变化;利用变化系数(CV)评价库仑应力变化的可靠性,并评估接收断层走向、倾角、滑动角、摩擦系数、Skempton系数对库仑应力变化可靠性的影响;根据CV可靠阈值剔除不可靠库仑应力变化,分析可靠库仑应力变化与余震分布之间的关系。结果表明,库仑应力变化在正值区或负值区内部的可靠性较高,在接近正负值交界处库仑应力变化的可靠性急剧下降;接收断层倾角对库仑应力变化可靠性的影响最大;79.3%的余震位于可靠库仑应力变化分布区域,剔除不可靠库仑应力变化及不可靠库仑应力变化分布区域内余震后,余震触发率下降3.1%。     

中国南极考察航线上气旋大风过程统计分析

综合使用“雪龙”号走航气象观测数据、SeaSpace极轨卫星云图、ERA-Interim再分析数据，研究了中国第19～34次南极考察航线上由南大洋气旋导致的气旋大风过程，分析了其发生数量及时间间隔、强度和空间分布等特征，探讨了气旋大风发生间隔与南极涛动的关系。南大洋气旋对中国南极考察航线影响频繁且强烈，气旋大风过程数量与航次时长呈显著正相关，平均而言每个航次出现约18(4)次气旋大风过程(强过程)，平均每间隔6.5(30)天就出现一次；气旋大风过程中，过程风速平均达8级，最大可达12级。但气旋大风过程的数量、发生时间间隔、最大风速都存在较为明显的航次差异。气旋大风过程时间间隔与南半球夏季南极涛动指数呈负相关，且对于发生在55°S以南的过程负相关更为显著；南极涛动通过调整中高纬度风压带强弱,并影响气旋活动数量和活动区域，进而影响考察航线上气旋大风过程发生数量和频率。气旋大风过程可以发生在南大洋和极区内的任意航段，其中以45°～60°S绕极西风带内发生最为频繁，尤其易出现在气旋中心及其北侧与副热带高压配合产生的强梯度风区内。在4个重点考察海域中，由于阿蒙森低压的存在，阿蒙森海气旋大风过程和强过程发生最为频繁，其次是南极半岛海域，而普里兹湾和罗斯海气旋大风过程频率明显低于前两个海域，由于罗斯海最为偏南，不易受到气旋大风过程影响。     

分层扰动位能理论及其应用——以南海夏季风的年际变化为例

在扰动位能(PPE)理论的基础上,针对不同高度上局地环流能量转换问题,本文提出了分层扰动位能(LPPE)的概念.研究表明850hPa的分层扰动位能一阶矩(LPPE1)在热带地区为正,高纬度地区为负,200 hPa高度LPPE1在北美高纬度地区出现正值分布,100 hPa及以上LPPE1热带地区为负,高纬度为正.LPPE1冬季半球的分布与年平均相似,北半球夏季大陆上出现正的极大值.在局地,LPPE1在数值上远远大于分层扰动位能二阶矩(LPPE2)及更高阶矩,因此,LPPE的分布与LPPE1的分布相似.南海季风区低层动能的季节变化与LPPE呈现反向变化关系.相关分析表明,南海夏季风(SCSSM)与春季的LPPE1偶极型分布之间存在着显著的年际(正)相关关系,可以作为SCSSM强度的一个预报因子.春季赤道印度洋、西太平洋海表温度(SST)的负(正)异常对应春季、夏季LPPE1的南负北正(南正北负)偶极型分布,夏季(JJAS) LPPE1的偶极型分布与南海季风区动能的一致增大(减小)是两者耦合模态的主导模态,夏季南海季风区的西风增强(减弱), SCSSM增强(减弱),这是能量异常影响SCSSM的一个可能的机制.     

大气分层扰动位能控制方程及其应用——南海夏季风活动的能量收支

针对局地环流能量转换问题,本文推导了分层扰动位能一阶矩 (L_PPE1) 和动能 (K_E) 的控制方程,分析了方程中各能量项的空间分布和季节变化特征,并以南海夏季风为例,诊断了夏季风活动各相位的能量收支特征.结果表明,850 hPa高度上在赤道辐合带、大部分季风区、风暴轴地区是L_PPE1的源区,副热带的大洋东部和高纬度地区是L_PPE1的汇区,强源、汇的中心与L_PPE1的纬向偏差场的脊、槽分布对应较好.L_PPE1向K_E的转化项 (C_K)取决于垂直速度和大气稳定度,是连接K_E和L_PPE1的纽带,在暖 (冷) 空气上升 (下沉) 时,转化项为正,L_PPE1向K_E转化能量,反之K_E转化为L_PPE1.在850 hPa 高度上C_K的分布特征是在赤道辐合带以及大部分季风区有大值分布,北半球风暴轴和南半球西风带有连续分布的正值区.将这应用到南海夏季风活动的能量收支,在南海夏季风恢复相位,C_K增大,在南海夏季风活跃相位,C_K达到最大,且为边界输入能量的2~3倍,C_K是南海夏季风恢复、活跃的最重要因素.探讨了南海夏季风活跃的条件,当L_PPE1等于南海季风区的夏季气候平均值时,上升速度大于临界速度的情形,有利于南海夏季风由中断相位向活跃相位的转变.     

海洋模式中垂直混合参数化方案介绍

介绍了海洋垂直混合过程参数化方案的发展,以及不同参数化方案在海洋模式中的应用情况。首先,介绍不同垂直混合参数化方案的物理问题、理论依据、数学表达和特征,并对不同参数化方案进行了比较。其次,针对中尺度涡、亚中尺度涡以及波浪、潮流混合参数化的最新研究进展进行了总结并对垂直混合参数化的未来发展提出了一些建议。     

全球变暖hiatus现象的研究进展

进入21世纪后,全球增暖hiatus现象成为国际上气候变化研究的一个新热点。详细介绍了国际上该现象的研究进展,特别是对hiatus现象的确认研究,影响hiatus现象的辐射外强迫和气候系统海气相互作用产生的自然变率对hiatus现象的影响研究工作,最后提出了现阶段国际上对于hiatus现象的研究亟需解决的问题。造成21世纪hiatus现象的原因是在太平洋年代际振荡(PDO)的大背景场下赤道信风加强,使赤道西太平洋暖水"堆积"和赤道东太平洋变冷,造成海洋上层热量向深层传输。因此,hiatus现象并不代表全球变暖的停止,只是热量向深层海洋转移,是全球变暖的另一种表现形式。