一维地面沉降模型及其求解

推导了以垂向有效应力为基本变量的一维地面沉降的普遍模型 ,并用半解析方法予以求解。模型考虑了土体变形过程中渗透系数和压缩性随有效应力的变化而变化的特性 ,反映了土体变形的非线性特征。计算实例表明 ,该模型的计算结果比太沙基方法的计算结果有了很大程度的改善 ,与实际情况非常接近。     

基于Hyposat和HypoDD的山东地区地震波一维速度模型

本文收集了2009—2016年山东地区M≥0.1的1 554次地震事件及其走时数据,对该地区地震波一维速度模型进行了研究。首先,使用走时曲线拟合、折合走时曲线分析等方法给出了山东地区地震波一维速度结构模型的初始模型以及参考变化范围;然后,精选55次震相较为丰富的地震事件,用Hyposat方法进行批量重定位,根据残差以及地球物理背景给出P波参考模型,之后对理论波速比加入合理的扰动,对所有P波和S波速度模型组合进行批量地震重定位,根据残差结果极小值获得了最优的P波和S波速度模型;最后,利用多重检验方法对最优模型进行检验,包括天然及非天然地震事件检验、3种定位水平差异检验、4种定位深度差异检验以及乳山和长岛震群的双差定位检验,最终获得了较为可靠的山东地区地震波一维速度模型:vP1=6.13km/s,vP2=6.88km/s,vP3=7.93km/s,H1=22km,H2=33km,vS1=3.54km/s,vS2=3.95km/s,vS3=4.46km/s。另外,本文发现,单纯型等非线性算法的定位结果对于速度模型依赖性较低,反之Geiger类型的线性迭代定位方法则较为依赖速度模型。     

基于一维固结试验的压实黄土蠕变模型

运用高压固结仪对压实黄土进行了长期蠕变试验,试验结果发现,压实黄土有很明显的蠕变变形,蠕变变形占总变形的6%～23%。试样含水率越高,压实度越小,蠕变占总变形的比例也越大,随着应力水平的提高,蠕变占总变形的比例减小。提出了适合描述压实黄土变形规律的非线性经验蠕变模型,结合分层总和法,对此模型进行了验证,并运用此模型,研究了不同含水率、不同压实度下黄土高填方工后沉降的变化规律,发现工后沉降与填料压实度和含水率之间符合对数关系。若以工后沉降速率v < 0.1 mm/d为工后沉降稳定标准,则高填方沉降在工后200～650 d稳定,且压实度越高,含水率越低,沉降稳定需要的时间越长。     

多沙河流的非恒定一维水沙数学模型及其应用

介绍多沙河流上非恒定一维水沙数学模型采用网格上流量与水位交错布置的方案,应用Total Variation Diminishing(TVD)格式求解基本方程,模型具有守恒性好、无虚假振荡、算法简单的优点,克服了断面急剧变化时计算容易失稳的困难。同时,由于采用了适合于多沙河流的泥沙运动基本方程及相关参数,因此,该一维模型能够适应多沙河流高浓度输沙及大幅度冲淤变化的特征,成功模拟了黄河干、支流上的洪水传播。     

基坑开挖地表沉降模型适用性研究

基坑开挖引起的地表沉降对周边建筑物的安全造成了一定的威胁,在已有大量实测数据分析的基础上,提出了一种新的数学函数模型,并结合模型函数性质提出了基于最大沉降量Smax和沉降范围r的沉降模型表达式,结合相关工程实例中的数据分析,证明该模型对基坑开挖引起的地表沉降规律有着较好的适用性,将该模型与其他类似的模型进行了对比.研究成果可为相关基坑工程开挖引起的地表沉降的预测和控制提供参考.     

河口最大浑浊带数学模拟研究的进展

分三个方面介绍了河口最大浑浊带研究中数学模拟研究的进展：（１）利用通量分析计算河口盐度、污染物和泥沙通量，分析带内泥沙富采机制；（２）由物质平衡原理建立一维和较简单的机理模型，讨论最大浑浊带的成因；（３）据水动力方程和物质平衡方程建立二维或三维数值模型，计算最大浑浊带的水流结构和物质浓度分布，模拟并探讨不同条件下最大浑浊带的成因和演化机制。     

均匀污染源河道一维纳污能力模型递推计算方法研究

排污口分布对于河道纳污能力有一定影响,设定的排放位置不同,纳污能力计算公式亦不同。针对中小型河道,从一维纳污能力模型的基本型式出发,通过分段推演得出均匀污染源入河设定下河道纳污能力计算的递推公式。该公式综合考虑了计算河段内沿程径流变化的稀释和自净作用,简洁实用,可以有效解决点、面均匀污染源和区间径流同时作用下的纳污能力计算问题。同时研究分析了递推公式中分段节点数n和区间径流q对纳污能力计算结果的影响,并建议n取值的一般原则。研究成果可作为现行一维纳污能力计算方法的补充或参考。     

基于最小构造模型的地空瞬变电磁一维正反演技术研究

地空瞬变电磁法(Ground-airborne transient electromagnetic method)是一种新兴的物探方法,其探测范围大,工作效率高,在地形复杂的区域有着传统物探方法无法比拟的优势.这里通过对地空瞬变电磁的一维正演问题的研究,采用Hankel变换、Gauss积分和频-时转换实现了地空瞬变电磁...     

基于一维固结试验的压实黄土蠕变模型EI北大核心CSCD

运用高压固结仪对压实黄土进行了长期蠕变试验,试验结果发现,压实黄土有很明显的蠕变变形,蠕变变形占总变形的6%-23%。试样含水率越高,压实度越小,蠕变占总变形的比例也越大,随着应力水平的提高,蠕变占总变形的比例减小。提出了适合描述压实黄土变形规律的非线性经验蠕变模型,结合分层总和法,对此模型进行了验证,并运用此模型,研究了不同含水率、不同压实度下黄土高填方工后沉降的变化规律,发现工后沉降与填料压实度和含水率之间符合对数关系。若以工后沉降速率v〈0.1 mm/d为工后沉降稳定标准,则高填方沉降在工后200-650 d稳定,且压实度越高,含水率越低,沉降稳定需要的时间越长。     

洞庭湖砂纹淤泥质土一维固结蠕变模型研究

利用一维固结蠕变试验研究洞庭湖砂纹淤泥质土的蠕变特征,建立了适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土应力-应变-时间关系的经验蠕变模型。研究结果表明,轴向应变 与时间t在双对数坐标系中呈良好的线性递增关系。随着固结应力的增加, - 关系曲线的斜率显著减小,且相邻两级荷载作用下 - 关系曲线的间距逐渐变短。在高应力水平下, - 关系曲线趋于水平,同时曲线斜率减小的速率明显降低。双曲线函数比指数函数更为适合描述洞庭湖砂纹淤泥质土的应变-应力关系,将Singh-Mitchell模型中的应变-应力关系修正为双曲线型比较符合工程实际。发现 - 关系曲线的斜率与固结应力呈双曲线函数关系。在此基础上,建立了反映应力水平影响、适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土蠕变特性的5参数修正Singh-Mitchell模型。     

大气环流模式在黄河流域的适用性评价

本文以国际上较流行的5个大气环流模式(HadCM3、GFDL、ECHAM4、CSIRO-Mk2以及CGCM2)对黄河流域1961～1990年温度和降水的模拟结果为基础,通过与该流域同期观测值比较,分析了各大气环流模式(GCM)在黄河流域的适用性.研究结果表明:HadCM3、GFDL两个模式对黄河流域温度的模拟结果较好;ECHAM4、HadCM3两个模式对黄河流域降水的模拟结果较好.5个大气环流模式对温度的模拟明显优于对降水的模拟.总体而言,英国的HadCM3模式在黄河流域的适用性最好,可为黄河流域水文水资源、水土流失对全球气候变化响应等相关研究,提供未来气候变化情景的借鉴.     

黄河口凹陷古近纪构造坡折带对沉积体系的控制

坡折带类型、分布对沉积体系具有明显控制作用。通过对黄河口凹陷古近系层序构成样式和沉积充填研究,结果表明:①在盆地幕式断陷活动和同沉积断裂差异活动等构造作用下,形成了断裂坡折和挠曲坡折2种类型的构造坡折带。断裂坡折可以进一步分为断阶坡折、帚状坡折和断裂转换带坡折,不同类型构造坡折带对沉积体系具有明显控制作用。②断阶坡折控制了陡坡带扇三角洲、缓坡带辫状河三角洲沉积体系的形成和分布;帚状坡折控制了沉积体系入湖方向和沉积厚度;断裂调节带控制了辫状河三角洲、湖底扇沉积体系的形成和分布;挠曲坡折控制了辫状河三角洲沉积体系的分布。③构造坡折控制不同类型的圈闭组合,断阶坡折带发育断块型圈闭、岩性上顷尖灭圈闭;帚状坡折带发育掀斜断块圈闭;断裂转换带发育岩性上倾尖灭圈闭、断鼻-岩性圈闭;挠曲坡折带发育地层超覆圈闭。不同类型坡折带对沉积体系的控制为下一步中深层油气勘探指明方向。     

基于平移相关法的黄河口溯源冲淤范围分析

河口延伸及流路改道的溯源影响是科学制定黄河下游河道治理与河口治理规划的关键问题之一,关系到治黄战略及策略的确定。基于沿程冲淤和溯源冲淤在时空上的传播特征,提出了平移相关分析方法,采用1950—1990年的水位数据,分析了黄河口流路演变对黄河下游河道的溯源影响过程和范围。结果表明:①黄河下游不同断面上的水位总体呈震荡上升趋势,水位变化过程在空间上并不完全同步,相同时间节点上各断面水位存在较大差别,具有扰动波的传播特征;②黄河下游沿程冲淤发展速率较快,冲淤扰动波从花园口传递到高村大约需要1 a,高村与艾山之间的冲淤变化则基本同步;③溯源冲淤发展速度较慢且存在滞后效应,泺口冲淤变化主要受利津前8 a冲淤变化的累积影响;④黄河口流路演变溯源影响主要在艾山以下,距离黄河入海口约350 km以内的河段主要受溯源冲淤影响。     

黄河口潮滩粉土体固结非均匀性研究

通过分析直立堤前海床地貌和深度剖面方向贯入强度特性及相邻自由海床剖面方向贯入强度特性,研究了黄河口潮滩粉土体动力响应的非均匀性。研究发现：沿海床剖面不仅存在水平硬层,同时也存在竖直硬层,且竖直硬层与水动力条件有关。结合现场循环冲击荷载试验和直立堤前多孔介质海床数值模型,解释粉土海床非均匀性形成的机制：由于粉土体中细小无黏性颗粒在波浪作用下逐渐脱离土骨架,在土体中缓慢流动汇聚,在后期波浪改造累积作用下固结排水强度增大,形成强度不同的地带,导致土体动力响应的非均匀性。     

黄河三角洲河口地区经济发展思路探讨

随着国家对黄河三角洲高效生态经济区发展规划的批复,如何加强黄河入海流路管理及其范围内土地开发,既要符合国家对河口治理的综合规划和土地规划,又能促进黄河三角洲高效生态经济快速发展,已成为突出问题。文章对黄河入海河口基本情况及如何管理和对其范围内土地进行合理利用开发提出了建议和意见。     

黄河口不同强度粉土液化特性的试验研究

研制真空压缩装置以制备不同强度的粉土土样,并进行动三轴试验,测试不同强度粉土的液化特性。建立了土的强度与动剪应力比的关系,确立孔压增长模型及其参数,探讨土的强度和动应力对液化的影响。结果表明,（1）真空压缩装置制备土样过程中,土体超孔压在24 h内基本消散完毕,28 d贯入阻力达300～400 N,不排水抗剪强度达8 kPa,达到黄河口软弱土的强度;（2）土的强度与动剪应力比基本呈线性关系,且土的强度越高,孔压增长曲线越呈现上凸趋势,破坏时的孔压比也越大;（3）指数模型能够较好模拟黄河口粉土孔压增长情况,其中参数a和b分别位于0.77～5.63和0.17～4.65之间;对于孔压比上限,参数a, b分别为0.92和4.65;孔压比下限,参数a, b分别为1.25和0.89。     

黄河泥沙冲淤数学模型研究

应用作者提出的动床阻力、非均匀沙挟沙力、床沙交换调正及滩槽水沙交换等关系与新的不平衡输沙等初步经验关系,建立了黄河下游及水库河床变形计算一维数学模型。经1960年～1988年共28年实测水沙资料的验证计算,结果与实际基本符合。该模型的特点是可预报各种水流及河床边界条件下的动床阻力;可同时计算确定混合沙中各粒径组的推移质、悬移质挟沙力、含沙浓度垂线分布及上滩水流含沙量;能较好地反映浑水上滩淤积减沙使主槽减淤增冲的实际情况;能够基本反映泥沙多来多排及高含沙水流的冲淤特性;能综合反映出来水流量、含沙量及级配的调节变化产生的输沙冲淤差别。应用该模型计算黄河小浪底水库库区及下游河道的冲淤,成果比较合理。     

黄河入海口径流量和输沙量对黄河三角洲生态环境的影响

20世纪后期黄河入海口的径流量减少和多次断流。这对流域下游地区的经济发展、尤其是农业产生明显影响。特别应注意的是,与径流量减少的同时,输沙量也明显减少,致使20世纪90年代以来入海口造陆面积锐减,在1996年和1997年甚至造陆停滞、出现海侵。黄河入海口的径流量、输沙量减少可能引发的一系列生态环境问题中,造陆面积的减少和海水的侵入可能关系到黄河三角洲的经济发展前途,近期则危及胜利油田的安全,应引起有关部门的关注。文中还探讨了用地球物理测井方法检测生态环境的变化。     

黄河三角洲滨海湿地健康条件评价概念模型

滨海湿地健康与生物学特征主要取决于区域上的水文与盐度体制以及景观尺度上的土地利用现状。然而,由于滨海湿地条件评价的指标和标准并不十分清楚,因此,对滨海湿地系统条件进行评价,目前仍是环境科学的难点。中国地质调查局（CGS）青岛海洋地质研究所与美国地质调查局湿地研究中心合作先后为美国密西西比河下游生态环境及中国黄河三角洲（YRD）滨海湿地评价建立了概念模型。本文将陈述YRD湿地评价的概念模型。此模型的建立在于确定滨海湿地当前的条件和随时间改善或退化的过程,以及确定优先管理的区域。CGS项目之所以选取YRD作为滨海湿地的研究对象主要是因为它具有重要的生态意义。由于上游来水减少或黄河断流,该区湿地生境十分脆弱。本文提出此概念模型可为今后湿地条件评价指标确定、调查研究活动和数据采集提供指导。通过该模型的构建,使环境变化可用具体指标来度量,从而服务于滨海湿地生态系统的保护与管理活动。     

Influence of the Three Gorges Project on saltwater intrusion in the Yangtze River Estuary

The Three Gorges Project (TGP) is a transcentury project that has aroused world attention. It is expected that the flow velocity and runoff of the Yangtze River will be changed after the project has been accomplished. Consequently, however, the ecological environment in the Yangtze River Basin, particularly in the estuary region, will be affected. Salinity intrusion into the Yangtze River estuary, in general, is mostly affected by the Yangtze River discharge and its external tidal level. This paper focuses on examining the influence of changes in runoff on salinity value. The question, to which should be paid attention is: how is the interaction between changes in runoff of the Yangtze River and salinity distribution in the Yangtze River estuary, China? In this research, a three-dimensional model has been used to identify the effects of runoff change on salinity distribution. The drawn conclusion is that the change of salinity is influenced by discharge variation. Positive and negative impacts of TGP would both turn up but in different period. In sum, TGP is in favor of restraining saltwater intrusion. Nevertheless a suitable method should be found to resolve its negative influences.