地铁振动作用下穿越地裂缝隧道-地层动力响应模型试验研究

以西安地铁工程为背景,设计了穿越地裂缝隧道——地层动力响应试验模型,开展了地铁振动作用下穿越地裂缝隧道——地层相互作用的动力模型试验,揭示了地裂缝活动及地铁列车振动时对位于地裂缝处地层的动力响应规律。试验结果表明:在地裂缝未活动时,隧道拱顶位置的加速度响应与拱底相比,其值相对较小,表明地铁列车振动引发拱底部的振动加速度,通过衬砌传递至上覆岩土体时,加速度发生了显著的衰减;当地裂缝上盘下降时,隧道拱底及拱顶测点产生的振动响应比地裂缝未活动时明显更为强烈。表明地裂缝的活动对隧道结构振动特性具有显著影响;受地铁列车运行位置变化和地裂缝上盘下降的双重影响,地裂缝两侧土体振动加速度幅值有明显的差异,这会对隧道结构的振动特性造成不利影响,在设计中应采取适当措施,防止造成隧道衬砌的局部损伤或破坏。     

海洋可再生能源开发利用与技术进展

综述了国内外潮汐能、潮流能、波浪能、海洋温差能、盐差能等海洋可再生能源的开发利用与技术进展,通过开发利用现状分析,认为国际潮汐能技术已达到商业化运行阶段,潮流能技术已进入全比例尺样机实海况测试阶段,波浪能技术已进入工程样机实海况测试阶段,温差能技术已进入比例样机实海况测试阶段,盐差能技术尚处于实验室验证阶段。通过对国内外技术比较认为我国潮汐能技术与国际先进水平差距不大,潮流能、波浪能、温差能、盐差能等海洋能技术与国际先进水平差距较大,潮流能和波浪能等主流海洋能技术基本处于比例样机的海试阶段,在关键获能技术和安全性方面尚待进一步的突破。海洋可再生能源的发展趋势:更大规模的环境友好型潮汐能技术将成为新的研究方向;大型潮流能机组与小型潮流能机组并重,漂浮式技术成为未来发展方向之一;波浪能发电装置稳定性和生存性稳步提高,探索装置阵列化应用;海洋温差能混合工质高效热力循环的使用和海水淡化、空调制冷的综合利用;盐差能技术发展的方向是低成本专用膜的规模化生产。     

浒苔多糖对羟自由基的清除作用研究

研究确定了Fenten(水杨酸法)反应所需水杨酸、H2O2和Fe2+的浓度,并用水杨酸法对浒苔(Entero-morpha prolifera)水提多糖及其酸提多糖对羟自由基的清除能力进行了测定,同时,与合成抗氧化剂BHT和TBHQ进行对比。结果表明,浒苔水提多糖及酸提多糖对羟自由基均有一定的清除效果,且清除率与浓度存在剂量依赖关系,酸提多糖对羟自由基的清除能力大于水提多糖。在较高质量浓度(1.2 g/L)时酸提多糖对羟自由基的清除能力是水提多糖的2倍。     

一种高效海洋温差能发电循环的性能分析

海洋温差能是一种环境友好型、可持续利用的清洁能源,但是较低的海洋温差能发电系统效率阻碍了海洋温差能发电的商业化应用。提出一种新式循环,采用氨水混合工质,以及贫氨溶液回热和中间抽汽回热方式,实现对贫氨溶液及乏汽的热量二次回收利用。基于能量守恒方程和热力学定律,通过对循环中各设备部分建模分析,构建了新循环的热力模型,并与海洋温差能发电常用循环——朗肯循环进行性能对比分析,结果表明,新循环的热效率与净输出功相比朗肯循环均有显著提高,循环热效率最高可达4.565%,相较朗肯循环提高了25.9%。15 kW等级海洋温差能发电系统中,新循环的净输出功为7.038 kW,高于朗肯循环中的5.343 kW。新循环模型的建立及由此得到的各部分性能分析结果,可为海洋温差能商业化开发提供基础数据理论支撑。     

梅县区太阳能资源的分析与评估

基于梅县区附近汕头气象站1986—2015年历年各月太阳总辐射和日照时数观测资料,采用最小二乘法建立了梅县站各月太阳总辐射与日照时数的关系方程。用梅县区日照时数观测资料,计算出梅县区1986—2015年太阳总辐射。采用线性趋势法和资源丰富程度、稳定程度等指标,对梅县区近30年的太阳能资源进行了分析和评估。结果表明,梅县区属太阳能资源丰富区,平均年太阳总辐射为4 467.08 MJ/m~2,年最小值为4 159.74 MJ/m~2,年最大值为4 834.0 MJ/m~2,总体呈增加趋势,增加速率为每年1.32 MJ/m~2。夏季辐射丰富,冬季偏少,夏季总辐射量是冬季的1.87倍,月平均总辐射7月最多(502 MJ/m~2),2月最少(268 MJ/m~2)。太阳能资源较稳定,月最大日照时数(7月)大于6 h的天数为21 d,是月最小(3月)日照时数的3倍,2—4月不利于太阳能利用。     

长江中下游地区持续性暴雨年代际变化特征及环流形势

利用1965—2016年长江中下游地区逐日降水数据和美国气象环境预报中心/美国国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐日再分析资料,从年代际变化的角度对长江中下游地区持续性暴雨及环流特征差异进行了分析。结果表明:1965—2016年长江中下游地区持续性暴雨主要集中出现在6月下旬至7月上旬,此时段内持续性暴雨发生频次与夏季持续性暴雨的年代际变化一致,均呈现先增多后减少的特征,1989—2003年为长江中下游地区持续性暴雨频发年代。对长江中下游地区持续性暴雨少发、频发年代的环流特征分析发现,1965—1988年高纬度地区气流平直,冷空气不活跃,而低纬副热带高压明显偏弱,导致南海水汽输送较弱,可降水量偏少,对流运动偏弱;2004—2015年500 h Pa位势高度场上高纬度地区呈西高东低的特征,冷空气输送能力较弱,同时孟加拉湾低槽偏弱,副热带高压虽然偏强但位置偏南,水汽无法远距离输送至长江地区,可降水量也异常偏少;1989—2003年虽然为持续性暴雨频发年代,但其中无持续性暴雨年份与持续性暴雨频发年份的环流配置则完全相反,持续性暴雨频发年鄂霍次克海高压明显偏强,冷空气活跃,低纬副热带高压偏强偏西,其西北侧的水汽可以源源不断输送至长江中下游地区,造成可降水量异常偏多,冷暖空气的交汇则使垂直运动旺盛。可见,长江中下游地区持续性暴雨年代际变化与大尺度环流的年代际变化密切相关。     

1971-2011年江苏持续干旱过程的对比分析

在近40年江苏降水异常机理分析的基础上,利用江苏月降水量资料和NCEP/NCAR逐月再分析资料对2010/2011年江苏秋冬春连旱与近40年的3次连旱过程进行了对比分析。结果表明,1980/1981年干旱持续时间最长,2010/2011年干旱程度最强。从气象要素分析来看,2010/2011年干旱的对流层大气干燥程度、下沉运动的剧烈程度都较强,且持续时间较长。1980/1981年和2010/2011年北半球500 h Pa高度场上,亚洲中高纬地区主要表现为"东低西高"的距平分布型,贝加尔湖以西阻塞形势发展,东亚大槽加深且维持,东亚冬季风偏强,北方冷空气南下频繁,冷空气一方面阻碍了南方暖湿气流的输送,另一方面使得空气更干燥。海温异常分布为La Nina型,赤道中东太平洋和中国东部沿海附近海温表现为负异常,而中西太平洋海温表现为正异常,这样的海温分布特征有利于形成欧亚地区"东低西高"环流型。与上述两次连旱过程相比,1998/1999年和2008/2009年干旱程度略轻,大气背景场和海温异常分布存在差异。     

桂北山区两次突发性大暴雨触发及维持机制分析

利用常规观测资料、区域自动站资料、柳州多普勒雷达资料以及ERA5再分析资料对2020年6月24日(“6·24”过程)和7月9日(“7·9”过程)广西柳州元宝山地区先后出现的突发性局地大暴雨过程进行了分析,探讨这两次过程的触发因子。结果表明：在低层偏南暖湿气流持续输送的前提下,元宝山脉动力抬升进一步增强了山脉附近垂直上升运动;白天大量积聚的能量导致热力条件非常不稳定,地面中尺度辐合线及局地地形形成的中尺度辐合中心和大尺度环流的配合致使对流系统先在元宝山脉南侧触发起来,“列车效应”以及高效率、低质心的降雨系统使得小时雨强和累积雨量极大;两次过程与850 hPa西南气流风速脉动密切相关,高温高湿的暖湿气流在元宝山地区强烈辐合为暴雨增幅提供了有利条件,有利于强降水在柳州北部地区维持;“6·24”过程近地层有弱冷空气侵入,低层水汽饱和、中高层有干冷空气卷入;“7·9”过程近地层没有冷空气侵入,湿层深厚,整层为高温高湿的环境。     

梅县高温气候特征

通过对梅县1953~2007年高温气候资料的分析,得出了高温天数的年、月变化以及极端最高气温的对应关系。同时对高温年际变化进行了5年滑动分析和方差分析,得出梅县高温天数在1960、1972、1993和1998年发生了明显的转变,存在12和7年的振动周期。     

华北石炭纪艾雨头大型喀斯特铝土矿成因机制研究

喀斯特型铝土矿中硬水铝石的成因机制对准确认识该矿床的成因至关重要,也是业界长期争论的焦点。早期普遍认为风化作用阶段形成的三水铝石经历后期压实变质作用脱水形成硬水铝石,然而近期大量研究显示自然界铝土矿中硬水铝石多为地表喀斯特型环境下结晶形成。华北晚石炭世发育大规模硬水铝石型喀斯特铝土矿,本文选取华北北部艾雨头大型铝土矿床为研究对象,在翔实的矿床地质研究基础上,借助X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术,探索硬水铝石的地表结晶条件和铝土矿的形成过程。艾雨头铝土矿含矿岩系剖面自下而上依次包括铁质粘土岩、铝土矿和粘土岩,其中:铁质粘土岩矿物组成主要为伊利石、高岭石、针铁矿、赤铁矿、硬水铝石和锐钛矿;铝土矿主要为硬水铝石、高岭石、赤铁矿、针铁矿和锐钛矿;粘土岩为高岭石、针铁矿、赤铁矿和锐钛矿。艾雨头喀斯特铝土矿顶底板岩石未发生变质作用,而且原位分析显示硬水铝石中含有较高含量的Si、Fe、Ti、Cr、V、Pb等元素,指示硬水铝石为表生沉淀成因。矿石中发现硬水铝石与赤铁矿和针铁矿密切共生,表明硬水铝石可在氧化条件下形成(...