易破碎粒状材料本构研究

粒状材料被广泛地应用到土木工程的各个领域。大部分粒状材料在外力作用下较容易产生颗粒破碎,颗粒破碎对材料的力学性能有很大的影响。为了更好地描述易破碎粒状材料的力学特性,基于弹塑性力学和临界状态土力学开发了一种能够考虑颗粒破碎效应的本构模型。此本构模型能够考虑在剪应力和压应力作用下引起的颗粒破碎对粒状材料力学性能的影响。为了考虑颗粒破碎的影响,基于对Cambria 砂的高压试验,得出了临界状态线位置与消耗塑性功之间的关系,并称之为“破碎方程”。此本构模型拥有双屈服面,分别考虑剪切和等向压缩产生的塑性变形。通过试验结果与数值计算结果的对比得出,新的本构模型能较好地描述易破碎粒状材料的力学特性     

川北韩家店组页岩风化过程的矿物学与元素地球化学研究

风化作为一种重要的地表作用,能造成岩石崩解或分解,并使岩石在结构或成分上不同于基岩。为研究页岩风化过程中矿物转变机制及主微量元素变化规律,以四川北部江油地区韩家店组页岩风化剖面为实例,采用薄片鉴定、全岩X射线衍射、X射线荧光光谱和等离子体质谱等方法,对不同风化层及基岩层的矿物成分及主微量元素进行研究。结果表明,与基岩相比,风化层中方解石和长石等矿物占比降低,石膏和黏土矿物等次生矿物生成;根据元素地球化学质量迁移系数计算得出：与基岩相比,风化层中Mg、Ca、Fe、Mn、Sr和U等元素明显亏损,Pb、Zn、Cu、Rb和Cs等元素富集。风化层中稀土元素含量增加,可能是风化生成的黏土矿物吸附稀土元素导致的。根据化学蚀变指数（CIA=69.51～76.21）判断该剖面属于中等风化程度,A-CN-K图解显示剖面处于脱Ca和Na早期风化阶段。根据垂向剖面上Si/Al、Ca/Al、Mg/Al、Na/Al、K/Al和P/Al等元素比值变化规律及样品中元素Pearson相关分析得出,方解石和磷灰石等矿物发生了不同程度的分解,次生矿物铁锰氧化物和伊利石等生成。因此,风化剖面矿物转变及元素活动耦合性研究对于揭...     

岩溶关键带水循环过程研究进展

岩溶关键带处于岩石、水、土壤、大气、生物五圈交汇地带。正确认识岩溶关键带的结构、功能及其水文循环过程是当前地球关键带与岩溶水科学研究的关键问题。剖析了岩溶关键带水循环过程与演变规律、水循环过程在岩溶关键带中的作用,探寻变化环境下岩溶关键带水循环过程演变的规律与驱动机制,总结不足与问题,提出未来研究的总体趋势和方向:岩溶关键带形成与演化和水循环过程相互作用机制;岩溶关键带水循环驱动的物质转化与能量迁移过程及其耦合;水循环过程在不同时空尺度上对全球变化与人类活动干扰的响应;多种观测与模拟手段的综合应用。     

浅埋平板圆锚竖向拉拔极限承载力计算方法

采用自制可视化试验装置开展了平板圆锚的拉拔模型试验,基于数字照相测量技术对极限拉拔下锚周土体的位移变形场进行了量化分析。在本次试验的埋深比范围内,极限承载力随埋深比增加而非线性增大,但增长速率逐渐减缓;观测到的锚周土体滑动面与地面、锚板所围区域整体呈现出"底大、顶小、径长"的倒喇叭形状;滑动面可用两条直线段来近似描述;极限拉拔力学模型由一个截面直径上小下大的倒圆台和一个等截面圆柱体组成。根据极限平衡条件推导建立了砂土中浅埋平板圆锚竖向拉拔极限承载力的计算方法,该方法对4组试验数据的计算较其他4种方法与试验实测值更为接近,且离散性更小,效果较好。     

中国地缘环境研究进展与思考

中国崛起面临的地缘环境是人类历史上最为复杂的,建立和完善地缘环境分析体系,预判预研地缘环境变化态势是学科发展和国家发展的需要。当前关于中国地缘环境的研究方兴未艾,研究内容多以地缘环境内涵、地缘环境解析、地缘环境驱动机制、地缘环境中的地缘关系和地缘环境研究方法的单项研究为主,而缺乏对地缘环境要素的系统研究,尚未提出一套完整的公认的地缘环境驱动机制,更未搭建完整的地缘环境分析框架。论文认为地缘环境是人文地理学的重要研究议题,地理要素通过地缘环境影响地缘政治和地缘经济,地缘体、地理环境、地缘关系、地缘结构组成地缘环境系统,地缘距离和地缘流量是地缘环境的核心变量。为此,未来的地缘环境研究需更加关注地缘结构影响下的地缘关系,加强多维度、多尺度、长周期的地缘环境驱动机制和地缘环境要素相互作用机制探讨,拓展地缘环境研究方法和技术,深化面向“一带一路”的地缘环境研究。     

大型原位直剪试验设备改进研制与应用

大型原位直剪试验的试样尺寸大,对土体扰动小,是获取岩土体强度参数的有效方法。中国科学院武汉岩土力学研究所在参考室内、现场两用大型直剪仪后,又改进研制了一套大型原位剪切设备。与传统原位直剪设备不同,该设备采用上、下两个刚性剪切盒,可完成尺寸为50 cm×50 cm×41 cm,最大粒径为5 cm的原位土体试样的剪切试验。该直剪设备组装方便,采用高精度传感器可自动采集数据,更适合于复杂的现场试验环境。介绍了该设备的结构组成、工作原理、技术优点。结合实例详细介绍了大型原位直剪试验的试验方法及注意事项。将此大型原位直剪设备应用于向家坝库区两个滑坡现场试验,得到了滑坡滑带、滑体的原位抗剪强度参数,分析了不同试样大型原位直剪试验剪切曲线的特点,进一步论证了该直剪设备的优良工作性能。     

沿海地区气溶胶硅的组成、来源及其生态效应研究进展

作为地壳中第二大元素,硅对土壤形成、陆生高等植物和水生浮游植物生长发育以及碳循环有着重要的影响。在气候变化加剧的背景下,硅生物地球化学循环研究变得格外重要。近年来关于陆地和海洋系统的硅循环研究相对成熟,而大气系统中的硅研究明显缺乏。气溶胶是大气中的活跃组分和元素地球化学循环的重要载体。目前关于气溶胶中硅的组成、来源以及部分地区硅沉降负荷的重要程度的认识还不够,制约了对表层地球系统中硅循环的认知。基于当前国内外的研究成果,总结了气溶胶硅的组成及其与其他元素间的耦合关系,综述了新兴的硅同位素在大气颗粒物溯源方面的应用,分析了沿海地区硅长距离传输的生态效应以及硅纳米颗粒对公共健康的影响。总体来说,气溶胶中硅以无机硅为主,部分近海海域气溶胶硅的沉降对于浮游植物生长具有控制作用。未来需要针对气溶胶硅的产生和转化机理、硅沉降及其对生物地球化学循环关键过程的影响以及硅纳米颗粒的毒理效应等方面开展进一步研究。     

2017年长岛M3.9地震序列性质的研究

2017年3月3日长岛发生M3.9地震,震源深度10km.此后,震中出现密集小震活动,并持续至今,形成显著地震序列.该序列的发生使得长岛窗继2015年7月、2016年2月后再次出现开窗活动.此次地震序列空间分布主要集中在大竹岛—威海北断层,呈NWW—SEE方向分布,震源深度主要集中在9～13km.对长岛M3.9地震序列进行了地震活动性研究.通过对本次长岛窗频次、蠕变、地震参数特征及序列机理与发震构造的分析推测出长岛震群为前兆震群.     

陕西中部一次冷涡飑线天气特征分析

对2013-07-31陕西中部地区一次罕见的强对流天气过程气象要素演变及雷达回波特征进行分析,发现该次过程为一次典型飑线天气过程。对此次飑线的生成原因、变化特征进行综合分析,结果表明:此次飑线天气过程是在高空冷涡后部西北气流控制的天气环流形势下出现,高空冷平流和低层暖平流的配置加剧了层结不稳定性。雷达回波图上,飑线以后续线型为主,呈典型的带状回波;强回波的雷达反射率因子、强风速辐合带、垂直累积液态水含量高值中心强弱交替等特征,对此类飑线天气的发生有较好的指示意义。     

中国与南美洲国家地缘经济联系强度及其影响因素

南美洲作为“一带一路”倡议国际合作的拓展方向区,对于提升中国地缘经济地位和拓宽中国地缘经济空间具有重要的意义。基于贸易、投资、旅游、交通和政治,本文建立多维度的地缘经济联系指标体系,运用灰色关联TOPSIS法和地理加权回归模型,解析中国与南美洲国家地缘经济联系强度的重要特征。结果表明：① 2006—2015年中国与南美洲国家的地缘经济要素流整体呈增长趋势。② 中国与南美洲国家地缘经济要素联系发展不平衡,交通联系强度高于政治、旅游、投资和贸易。③ 中国与南美洲国家地缘经济联系强度偏低,且差异显著。④ 中国与南美洲国家地缘经济联系强度提升缓慢,空间格局年际变化不大。⑤ 国内生产总值、人口规模、合作戈登斯坦因子是重要的地缘经济联系强度影响因子。市场是中国与南美洲国家地缘经济联系强度最重要的驱动力,资源禀赋对中国与南美洲国家地缘经济联系强度作用有限,地缘政治对中国与南美洲国家地缘经济联系强度作用显著。