不同加载频率及循环应力比条件下舟山海相软黏土动力特性试验研究

不同地域的软黏土表现出不同的动力学特性,针对舟山地区海相软黏土,采用Wille动三轴仪开展了一系列不排水三轴试验,研究了不同加载频率及循环应力比对软黏土的动应力-应变-孔压及软化指数等的影响规律。结果表明：低频荷载的应力-应变滞回曲线对应的面积较大且曲线趋势更倾向于应变轴,随着循环次数的增加土体的软化程度明显增加(软化指数减少),且在高循环应力比下产生较大的累积塑性应变和残余动孔压;在低频较大循环振次和高频荷载作用下,不仅需要关注循环应力比CSR的影响,也需要进一步分别关注围压和轴向偏应力各自数值不同所导致的土体累积塑性应变、残余动孔压的变化;降低循环应力比可以显著减少不同频率荷载对软黏土地基动力特性的影响。此外,实验所测的累积塑性应变和残余动孔压分别采用相关修正模型拟合,取得了一致的拟合结果。该研究将为舟山海相软黏土的工程应用提供参考依据。     

南海北部陆坡区典型峡谷陡坡群地震稳定性

南海北部陆坡是一个呈条带状分布的大规模海底斜坡,西起海南岛东南部海域,向东延伸至台湾岛西南部海域。该区域分布了多个峡谷陡坡群,地质构造复杂、地震易发多发,滑坡地质灾害活跃。特别是该区域地形起伏较大,地震灾害可能诱发区域大面积的海底滑坡,科学评估其地震稳定性显得十分重要。本文以南海北部陆坡区神狐海域典型峡谷陡坡群为例,基于Scoops3D和GIS技术建立了三维计算模型,开展了海底陡坡群的地震稳定性研究,获得了峡谷区不同陡坡的地震稳定性安全系数及其分布特征。结果表明：峡谷剖面大多呈“U”字形,推断研究区峡谷为Ⅱ型海底峡谷系统;强震作用可以大幅削弱海底斜坡稳定性,其中对于C1峡谷区陡坡群,随着水平拟静力地震系数增大至0.40,区域最小安全系数则陡降至0.50;地震作用下西部峡谷陡坡群的失稳范围明显高于东部区域,大部分滑坡发生在两侧谷壁靠近峰顶的位置,另有相当一部分滑坡位于C1和C2峡谷区南段的东侧谷壁,整体呈带状分布。     

基于RS和GIS的库木库勒盆地盐湖面积变化及气候响应

以Landsat卫星1972~2013年间5个时期的遥感影像数据为基础,结合野外实际调查和室内解译分析,运用RS和GIS技术,提取影像中盐湖湖水边界信息,并绘制了5个时期盐湖面积变化的图谱。结合库木库勒盆地气象数据(年降水量、平均气温、相对湿度、平均风速)对盐湖面积变化进行响应分析,探究盐湖变化与气候之间的相关性,并讨论气候变化对库木库勒盆地内盐湖面积变化的影响机制,探讨不同气象因子对盆地内盐湖面积变化的作用。平均气温、降水量、相对湿度对盆地内盐湖的面积扩大均有促进作用,且平均气温的作用占主导性,这为库木库勒盆地盐湖的演化研究以及盐湖资源开发提供了相应参考和借鉴材料。     

凤太矿集区东塘子铅锌矿床S、Pb同位素组成对成矿物质来源的示踪

东塘子铅锌矿床是秦岭成矿带中典型的铅锌矿床之一,前人对东塘子铅锌矿床成矿作用研究较多,但受限于测试手段及认识的局限性,多年来对其物质来源的认识仍未统一。本文在充分研究东塘子铅锌矿床地质特征的基础上,开展了相关样品的S、Pb同位素分析,分析对象包括了不同类型的铅锌矿石,讨论了该铅锌矿床的成矿物质来源、区内岩浆岩与铅锌成矿的关系等。研究表明:东塘子铅锌矿床矿石硫化物δ34S值变化范围为1.8‰～12.5‰,平均7.50‰,计算获得成矿流体中总硫δ34S∑S为7.7‰,显示海水硫酸盐(蒸发膏岩)与岩浆硫的混合来源特征。矿石铅同位素组成稳定,铅源主要来自富U-Th-Pb的上地壳与深部,可能与深部岩浆活动有关。研究结果表明,东塘子铅锌矿床的成矿过程与南秦岭印支期大规模多阶段构造-岩浆-流体活动密切相关,为下一阶段区内找矿工作提供了新的思路。     

天山南坡高冰川覆盖率的木扎提河流域水文过程对气候变化的响应

木扎提河是天山南坡冰川面积覆盖率最大（48.2%）的河流, 流域径流过程对气候变化极为敏感, 为了合理管理和规划水资源, 确保水资源的可持续利用, 亟需定量评估气候变化对该流域水文过程的影响。以VIC-CAS分布式水文模型为计算平台, 利用实测的径流和两次冰川编目间的冰川面积变化数据开展了模型的多目标参数化校正和验证, 有效提高了模拟结果的“真实性”, 然后通过数值模拟结果结合观测数据定量解析了流域径流的组成、 变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明： 木扎提河总径流集中在暖季（5 - 9月）, 占全年总径流量的77.9%, 冰川径流、 融雪径流和降雨径流分别占总径流量的66.6%、 26.4%和7.0%。1971 - 2010年木扎提河流域气温和降水呈显著增加趋势, 由于降水的增加, 降雨和融雪径流均呈增加趋势, 但冰川径流呈现明显减少趋势, 导致总径流呈现下降趋势。在RCP4.5情景下, 未来该流域气温呈现明显升高趋势, 降水表现为微弱下降趋势; 气候变暖后, 更多降水以降雨形式发生, 未来降雨径流将明显增加, 降雪和融雪径流已于20世纪90年代达到峰值, 随后明显减少; 冰川面积将持续萎缩, 冰川径流于21世纪10年代达到拐点, 随后明显减少, 导致河道总径流量也将明显减少。     

青海湖盆地史前狩猎采集人群的石料利用策略研究

史前人类向青藏高原扩散的过程和适应高海拔缺氧环境的机制是多学科关注的热点科学问题.青海湖盆地是青藏高原旧石器-中石器时代遗址分布最为丰富的区域,对这些遗址出土的石制品原料的分析有助于深入理解青藏高原史前狩猎采集人群的石料开发策略、人群迁徙和交流联系.青海湖盆地151遗址出土的928件石制品的石料研究分析显示,处于末次冰消期的下文化层的石制品以近源的石英和石英岩为主要原料,而处于全新世早中期的上文化层在同类型近源石料仍占主体地位的情况下,开始出现较高比例和多样化的优质硅质石料,并且主要用于生产细石器.野外调查和查阅地质资料均未发现青海湖盆地内有151遗址中出现的同类型优质硅质石料产出,推测其来自远距离搬运.青海湖盆地内其他8个末次冰消期至全新世中期遗址的3269件石制品石料分析结果显示,与151遗址同类型的远源优质硅质石料在全新世早期开始在盆地内的遗址中出现.这一结果表明青海湖盆地末次冰消期古人类活动强度和范围有限,全新世早中期古人类受到全新世大暖期气候变好和周边地区农业人群兴起挤压活动空间的双重影响,在高原上的活动范围和强度大大增加,伴随着开始有意识地开发优质石料,较频繁地进行远距离迁移和人群交流.远源优质硅质石料的产地可能位于北祁连山区和青藏高原上的陆相火山岩区,需要未来更深入的研究揭示.该研究为深入理解青藏高原古人类的高海拔环境适应策略和移动模式提供了重要材料,为理解史前人类向高原扩散的机制提供了重要信息.     

岱海地区近400年来的"尘暴"事件——来自岱海沉积物粒度的证据

根据高分辨率的岱海沉积物粒度分布的中值粒径和粗颗粒含量,结合区域降水、历史记载资料,重建了内蒙古岱海地区近４００年来发生的尘暴事件。结果表明,尘暴事件是受冬、夏季风的相对强弱制约的,大量尘暴事件频发于小冰期干冷的气候条件下,表现为中值粒径大,粗颗粒含量高,在转暖的现代气候下,尘暴事件很少,中值粒径也随之降低,但是近十几年尘暴事件又呈上升趋势,部分可能与人类活动造成的土地荒漠化有关。     

江苏中部淤泥质潮滩潮汐层理成因机理和风暴沉积判别标志

通过对江苏中部淤泥质潮滩潮汐纹层发育过程的实地观测,以及对所采样品在室内进行的落淤量的计算与颗粒的粒度、磨圆度分析等,揭示出江苏中部海岸淤泥质潮滩沉积中的潮汐层理的成因机理:毫米级薄砂泥互层层理为半日潮的产物,厘米级厚的厚砂泥互层层理为半月天文潮的产物。此外,通过对9711号台风引致的风暴潮影响前后的滩面进行了现场观测,发现江苏中部淤泥质潮滩上部存在一个即使在风暴潮期间也不发生侵蚀的地带。该带的风暴沉积与正常的潮滩沉积比较,具有粒度较粗,分选较差,磨圆稍好,递变现象明显,平行层理或波状交错层理发育比较典型的特征。     

基于邻域法的高分辨率模式降水的预报能力分析

利用2011—2013年ECMWF、日本、T639高分辨率模式降水预报数据,CMORPH(NOAA Climate Prediction Center Morphing Method)卫星与自动站逐小时降水融合资料,基于邻域法FSS(Fractions Skill Score)、ETS(Equitable Threat Score)评分指数,分析模式的降水预报性能。(1) 暖季(5—9月)三家模式对小雨量级降水预报频率偏多,随着降水量的增大,模式预报频率逐渐减小,降水阈值10.0 mm左右时,预报频率接近无偏,FSS趋于1,其中T639模式受尺度变化影响最大。(2) 对ECMWF模式来说,降水阈值小于5.0 mm时,增加空间尺度,能够同时提高降水量级、范围的预报准确率,对5.0 mm以上量级降水,增加尺度不利于提高ETS评分;对T639模式来说,调整邻域空间尺度对降水FSS、ETS评分影响不大。(3) ECMWF、日本模式分别在局地性、系统性降水上有较好的预报表现,使用较大邻域来评定局地性降水并不合理,但对系统性降水来说,50~110 km的空间尺度能够取得较好FSS评分。(4) 不同月份上,三家模式的降水量级、范围的预报技巧评分不尽相同,整体来说,三家模式均在7月降水量级预报最合理。      

南海与拉布拉多海深部结构及扩张演化史对比

南海中央次海盆残余扩张脊的深部地震探测对于研究南海的形成演化和动力学机制至关重要.本文借助拉布拉多海残余扩张脊内部结构的研究,获得了扩张脊在扩张期和扩张后形成过程的认识.并从多个方面将拉布拉多海与南海进行对比分析,对残余扩张脊的形成环境和形成机制等得到了一些初步认识:两者同属于慢速扩张,扩张过程中,构造作用占主导地位,岩浆作用次之,扩张脊内部结构具有相似性;海盆扩张时期,两者都发生了洋脊跃迁,指示了重要了构造事件;两者的大陆边缘同属于非火山型不对称被动大陆边缘,海盆扩张初期岩石圈以拉张为主,岩浆活动较弱等.这些认识必将为南海中央次海盆残余扩张脊的内部结构研究以及后期的地质解释提供思路和依据.