确定性模型在黄土沟壑区斜坡稳定性预测中的应用

SHALSTAB耦合了稳态水文假定模型和无限斜坡稳定性模型,主要用于评价浅层滑坡稳定性的时空分布和发展趋势。选择黄土高原甘肃陇东地区华池县作为研究区,评价SHALSTAB模型在黄土沟壑区浅层滑动稳定性分析中的适用性和可靠性,利用1:5 000地形图获得了数字高程模型和地形坡度,以及室内和现场试验的物理力学参数,结合现场钻探和探槽得到的土层厚度分布和地表稳定性指数等级分布图。现场测量绘制的滑坡分布图与模拟结果对比和统计分析表明,SHALSTAB模拟的总体正确率为70.23%,滑坡预测正确率为72.33%,稳定状态预测正确率为67.51%,模拟效果良好。     

一种新的动态回弹模量有限元实现方法

美国在2004年通过NCHRP 1-37A项目提出了用于路基土评估的新的动态回弹模量模型。该模型由于考虑了体应力和偏应力的影响,已得到广泛应用。然而,目前对于该模型的有限元实现均采用基于等效动三轴试验的等效切线模量进行材料点的局部迭代。为克服该实现方法在复杂应力状态下因模型简化带来的偏差,基于广义虎克定律推导了该回弹模量模型的精确一致切线刚度矩阵。通过编写的ABAQUS用户自定义材料子程序（UMAT）对轴压和围压加载情形进行有限元模拟,发现新推导的有限元实现方法较现有基于等效三轴试验的简化方法具有更高的计算效率和精度。最后对典型沥青路面结构的分析表明,为提高复杂应力状态下路基响应计算精度,在路面结构分析中采用基于当前应力状态的一致切线刚度矩阵代替等效切线刚度矩阵是十分必要的。     

粗糙床面风廓线的转折特征及其物理意义

为了进一步认识粗糙床面空气动力学粗糙度的物理意义,理解空气动力学粗糙度对动量传递和跃移起动的影响机制,从风洞试验测定的粗糙床面风廓线转折特征入手,分析了粗糙床面的空气动力学性质并提出了内边界层动量传递及近壁区沙粒起动的可能机制。结果表明,细高粗糙元（方向比率在4~20之间）和孔隙粗糙元（孔隙度在0.15~0.75）风廓线呈现4个转折段,对应的湍流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤0.15H~0.5H）、内边界层-尾涡层过渡层（0.15H≤Z≤0.75H）、内边界层（0.3H~0.75H≤Z≤1.2H~6H）和内边界层与外边界层过渡层等。粗矮粗糙元（粗糙元的方向比率在0.4~1.25之间）风廓线存在几个转折段,对应气流垂直分层为近壁区-尾涡层（Z≤1H~1.5H）和内边界层（1H~1.5H≤Z≤7H~35H）等。细高粗糙元和孔隙粗糙元覆盖21组床面（侧影盖度在0.007~0.50,粗糙元的高度在10~100 mm）的内边界层内空气动力学粗糙度在0.07~30.74 mm之间,比内边界层以上或以下过渡层的空气动力学粗糙度高几个数量级到数倍;内边界层摩阻风速的0.50~1.66 m\5s-1之间,是内边界层以下过渡层的1.5~10倍、内边界层以上过渡层的摩阻风速的1.1~2.8倍。内边界层的空气动力学粗糙度和摩阻风速分别代表了粗糙床面对气流阻力特征和湍流切应力。内边界层以下过渡层湍流切应力与粗糙元之间光滑地表所受切应力关系不大,而近壁层切应力与光滑地表所受切应力直接相关。近壁层猝发过程上抛运动和内边界层湍流猝发过程下扫运动耦合关系是内边界层的一部分动量传递到近壁区并导致沙粒起动的可能机制。     

留坝县“5．12”地震引发的地质灾害调查及启示

根据对陕西省留坝县因汶川“5．12”地震引发的地质灾害的调查和分析以及与地震前调查结果的对比分析,研究了“5．12”地震引发的地质灾害的特点。留坝县“5．12”地震引发的地质灾害主要为崩塌,根据崩塌体母体所在位置,可将其划分为山巅型和山腰型,两者崩塌母体所处的地形有明显差别,运动距离、方式及危害也有明显的不同。作者结合留坝县地震引发地质灾害的实际情况,得到关于地质灾害调查、评价和防治等方而的一些启示,对地质灾害的研究具有一定的借鉴意义。     

雅砻江下游梯级水库生态友好型优化调度

根据雅砻江下游梯级水库水电站的布置和河道生态环境要求,分别设置了两个流量控制断面:锦屏二级电站引水闸址下减水河段、二滩电站坝址下游河段.针对这两个控制断面河道流量的要求,提出了25组生态流量控泄方案,建立了以梯级水电站群发电量最大为目标的长期优化调度模型,并采用动态规划法进行求解,获得各个方案下梯级水电站群多年平均发电量及水库调度出流过程.比较分析了减水河段生态流量及二滩水库泄流控制方案对发电量的影响,定义并计算了生态需水电能损失指标.对梯级水库调度出流过程进行了初步评价.结果表明:二滩水库出流维持天然径流模式,将限制水库调节能力和减少梯级电站发电效益.     

油藏原油微生物降解的氮同位素分馏效应

选取辽河油田冷东地区来自Es3烃源岩不同性质原油,测定氮同位素比值,试图分析生物降解过程中原油氮同位素的分馏作用,探讨含氮化合物组成的变化机理。正常原油与相应干酪根的氮同位素比值接近,δ15N分布在4.0‰左右。遭受生物降解的原油,氮同位素比值明显增加,δ15N接近或超过10.0‰。比较遭受不同程度微生物降解自然系列的原油,氮同位素比值的变化与降解程度相联系。微生物降解过程中发生氮同位素分馏作用这一事实暗示降解原油中含氮有机化合物在降解过程中参与了代谢。     

渤海湾盆地南堡凹陷滩海地区奥陶系原油油源分析

近年来渤海湾盆地南堡凹陷的油气勘探取得了重大突破。在滩海区奥陶系古潜山钻遇工业性高产油气流,使奥陶系古潜山成为南堡油田重要勘探目的层之一,但目前对奥陶系主要产油层中油气的来源问题仍存在着不同的认识。通过对奥陶系原油与古近系沙三段、沙一段和东三段3套烃源岩的地球化学特征进行对比研究,并结合奥陶系油气成藏特征,探讨了奥陶系原油的油源。结果表明：南堡油田奥陶系原油生物标志化合物特征和稳定碳同位素组成与沙三段烃源岩的相似,二者具有较好的亲缘关系;同时,区域性的不整合面、油源断层可以成为沟通奥陶系古潜山储层与沙三段油源的运移通道;奥陶系原油主要来源于沙三段烃源岩。     

邢台地震区地壳速度结构特征与强震孕育发生的关系

运用三维有限单元法,探索地壳结构的非均匀性对地壳应力场的影响．假定分层地壳结构中镶嵌高速块体,低速块体,高、低速块体３种情况,分别计算壳内平均应力与水平剪应力的变化图像．结果表明：高速块体单独存在可导致高应力在高速体内的局部集中,并在其边缘和四个角区形成应力的高度集中,有利于强震的孕育和发生;低速体单独存在时,由于低速体本身不能积累应力,而其上部的应力集中程度不大,难以形成强震;高、低速体的同时存在则有利于高应力在高速体内的高度集中和在高速体外的地壳上、下部的相对集中,形成对大地震孕育、发生更加有利的条件．本文结果与邢台地震序列的空间分布图像吻合甚好．     

西风带研究的重要意义

西风带作为北大西洋气候区和东亚季风气候区之间的联系纽带,对东亚季风气候和西风带气候具有重要影响,西风带在一定意义上控制着东亚季风的北界。西风环流与青藏高原相互作用,对亚洲季风区气候乃至全球气候都有极其深刻的影响。西风环流在冰期-间冰期旋回中的位置、强度的剧烈变化对东亚季风气候和全球气候影响显著,对季风降水、西风带降水时空分布及亚洲粉尘活动和黄土形成、堆积等都有非常重要的意义。     

上扬子区中、上寒武统的层序地层划分和层序地层格架的建立

上扬子区特别是贵州及邻区的中、上寒武统发育完整,是一套从少量灰岩到大套白云岩所组成的地层序列;以娄山关群白云岩为代表的自北西而南东的进积作用穿时,代表了与二级海退作用相对应的碳酸盐台地进积作用的基本特征,从而形成一个复杂而有序的层序地层格架。在研究区域,特别是浅水台地背景之中,从厚度较小的含化石的陡坡寺组到厚度近千米的贫乏化石的娄山关群白云岩,给层序地层研究带来了许多困难;而在较深水背景之中的中、上寒武统,沉积相序列的有序性正好弥补浅水背景中的不足。中、上寒武统组成一个二级层序,其中可以进一步划分为七个三级层序,形成一个有序的海侵—海退旋回序列。伴随着上述时间变化的同时,从北西向南东,古地理背景由浅变深,中、上寒武统由大套白云岩地层相变为泥页岩夹灰岩地层。在不同古地理背景的典型剖面的层序划分的基础上,根据三级层序的两大属性———“空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性”,可以建立研究区域能反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”的层序地层格架。研究区域的中、上寒武统层序地层格架的建立表明:虽然地层的沉积记录较为复杂,但是建立在以“沉积物的时间演化序列与沉积相的空间展布形式所代表的规律性”为基础的层序地层研究,可以从复杂的地层记录之中寻找出更多的规律性。