HRCLDAS-V1.0和ERA5海面风场对比评估分析

基于2020年中国近海31个浮标的逐小时数据,使用统计分析方法对中国气象局高分辨率陆面数据同化系统(HRCLDAS-V1.0)和欧洲中期天气预报中心第5代全球大气再分析数据(ERA5)海面风场进行了系统的检验,检验结果表明：两者在我国近海均具有较高的可信度,风速平均绝对误差(MAE)分别为1.16 m/s和1.09 m/s,风向MAE分别为23°和22°。随着风力增大两者的风速准确度均有所降低,当风力等级≥10级时,前者准确度优于后者;对于风向而言,随着风力增大,两者准确度均升高。此外,选取2020年典型的两次冷空气过程和2008号台风“巴威”过程,检验两者在不同天气过程影响下的准确度,两类融合产品均能较好地再现冷空气过程引起的风向变化,而对不同强度的冷空气过程下的风速反映存在差异;对于台风引起的大风,在风速较低时两者风速均具有不错的表现,但HRCLDAS-V1.0对峰值强度的表现优于ERA5。     

基于向量式有限元的黏滞阻尼减震结构抗竖向连续倒塌动力反应分析

向量式有限元是以向量力学为基础的一种新的结构分析方法,在处理结构大变形等复杂行为时具有较大的优势。基于向量式有限元理论建立了黏滞阻尼单元,对附加黏滞阻尼器的平面钢框架结构进行了抗竖向连续倒塌动力分析,结合拆除构件法,采用MATLAB编制可以考虑初始变形的瞬时卸载法程序,实现结构在构件拆除前的静力分析和构件拆除后动力分析的全过程统一。研究了阻尼器布置位置和参数在结构抗竖向连续倒塌中的性能需求,以失效点竖向位移时程曲线、梁端转角、动力放大系数和结构塑性铰分布为参考指标,对比分析布置阻尼器前后钢框架结构的抗连续倒塌能力。结果表明向量式有限元是一种研究结构竖向连续倒塌动力响应的有效方法,合理布置阻尼器能够有效控制剩余结构的变形和振动,降低构件内力,减少塑性铰个数,较大地提高结构的抗竖向连续倒塌能力。     

适用于栅格状孕镶金刚石钻头的胎体配方研究

为了提高钻进坚硬岩层的工作效率,将孕镶金刚石钻头胎体结构设计为栅格状,分析了栅格状孕镶金刚石钻头钻进岩层时的碎岩方式,并采用粉末冶金法制备Inconel 718和CoCrMo试样,通过分析不同烧结温度对两种胎体试样的硬度、耐磨性及抗弯强度的影响,确定了两种材料的最优烧结参数,并对其在该烧结温度下的力学性能进行对比分析。研究结果表明：Inconel 718和CoCrMo均具有较好的抗弯强度,满足钻进坚硬岩层对胎体抗弯强度的要求。Inconel 718的硬度比传统WC基胎体材料小,试样磨损量较大,适合用于地质灾害应急勘查等要求钻进速度快的极端情况;CoCrMo的硬度及耐磨性与传统WC基胎体接近,适合作为孕镶金刚石钻头的胎体材料。     

甘肃省沙质荒漠化现状及开发治理对策

甘肃省地处我国西北内陆腹地 ,由于自然及人为因素的作用 ,造成省内沙质荒漠化土地广泛分布。近半个世纪以来 ,沙质荒漠化加剧 ,荒漠化土地面积迅速扩展 ,生态平衡失调 ,环境恶化 ,严重制约了社会、经济的发展。针对甘肃省沙质荒漠化扩展的原因和防治中存在的问题 ,提出了防治对策。     

氟化物固体缓冲剂-交流电弧直读发射光谱法测定化探样品中易挥发与难挥发微量元素

应用电弧直读发射光谱法测定化探样品,样品无需消解,采用固体进样的方式可以同时测定多个元素。但目前化探分析中常采用的固体缓冲剂(如焦硫酸钾、氟化钠)的电弧温度较低,只能分析银、硼、锡、铅、钼、铜等易挥发元素,而不能分析铬、锰、钛等沸点较高的难挥发性元素。本文通过碱金属控制较低的电弧温度,并利用难挥发元素能在高温条件下与氟离子发生化学反应降低其激发温度,配制了一种以氟化铝、聚三氟氯乙烯等氟化效率较高的化合物为主要成分的固体缓冲剂,通过优化分析线对的选择、曝光时间、电极形状等分析条件,实现了一次制样可同时分析地球化学样品中14种易挥发和难挥发元素。方法检出限为0.016~46.93μg/g,相对标准偏差为4.1%~12.3%,通过国家标准物质验证了准确度,测定值与标准值相符,各项参数都能满足地球化学普查规范要求。本方法分析效率高,在化探分析中具有一定的实用性。     

RESEARCH ON PASSIVE SERVO SEISMIC ROTATIONAL ACCELERATION SENSOR WITH LARGE DAMPING

Many strong motion records show that under the strong seismic vibration of, the torsional disfigurement of building structures is a common and serious damage. At present, there are no special sensors for measuring seismic rotation in the world. Most of the experts obtain rotational components through observing deformation, theoretical analysis and calculation. The theory of elastic wave and source dynamics also prove the conclusion that the surface of the earth will rotate when an earthquake occurs. Based on a large number of investigations and experiments, a rotational acceleration sensor was developed for the observation of the rotational component of strong ground motions. This acceleration sensor is a double-pendulum passive servo large-damped seismic rotational acceleration sensor with the moving coil transducer. When an earthquake occurs, the seismic rotational acceleration acts on the bottom plate at the same time. The magnetic circuit system and the middle shaft fixedly connected to the bottom plate follow the bottom plate synchronous vibration, and the moving part composed of the mass ring, the swing frame and the moving ring produces relative corners to the central axis. The two working coils mounted on the two pendulums produce the same relative motion with respect to the magnetic gaps of the two magnetic circuits. Both working coils at this time generate an induced electromotive force by cutting magnetic lines of force in the respective magnetic gaps. The generated electromotive forces are respectively input to respective passive servo large damper dynamic ring transducer circuits and angular acceleration adjusting circuits, and the signals are simultaneously input to the synthesizing circuit after conditioning. Finally, the composite circuit outputs a voltage signal proportional to the seismic rotational acceleration to form a seismic rotational acceleration sensor. The paper presents the basic principles of the rotational acceleration sensor, including its mechanical structure diagram, circuit schematic diagram and mathematical models. The differential equation of motion and its circuit equation are derived to obtain the expressions of the main technical specifications, such as the damping ratio and sensitivity. The calculation shows that when the damping ratio is much larger than 1, the output voltage of the passive servo large damping dynamic coil transducer circuit is proportional to the ground rotation acceleration, and the frequency characteristic of bandpass is wider when the damping ratio is larger. Based on the calibration test, the dynamic range is greater than or equal to 100dB and the linearity error is less than 0.05%. The amplitude-frequency characteristics, the phase-frequency characteristics and their corresponding curves of the passive servo rotational acceleration sensor are acquired through the calculations. Based on the accurate measurement of the micro-vibration of the precision rotating vibration equipment, the desired result is obtained. The measured data are presented in the paper, which verify the correctness of the calculation result. The passive servo large damping rotational acceleration sensor has simple circuit design, convenient operation and high resolution, and can be widely applied to seismic acceleration measurement of earthquake or structure.     

废弃放射源贮存池的综合地球物理勘查

采用综合地球物理勘查技术,包括高精度磁测、高密度电法和地质雷达(GPR)对某处遗留于地下的铅封放射源进行了系统探查,对所获得的各类异常数据进行了分析处理,并指出了放射源所在的具体空间位置.开挖验证结果与解释结果完全吻合,显示了地球物理勘查技术在环境调查中具有快速、准确和非破坏性的优势.     

煤炭精准开采地质保障技术的发展现状及展望

声波矿井探测技术是基于声学法进行矿井信息探测的物探技术,相较于其他探测方式具有适用性广、可靠性高、经济投入低等优势。介绍了声波探测技术在矿井领域的发展概况,针对声波探测技术在矿井内部基础物理信息探测、矿井外部地质信息勘探领域内的研究进展和技术特点进行文献梳理与论述,研究声波探测技术在矿井探测领域内判断物体状态的探测机理、实现方式和适用场景。在矿井内部基础物理方面归纳了声波测温、声波定位、声波流场测速等方向的发展概况,针对煤体测温、矿井管线测距、地下构筑物完整性检测及生命探测救援领域内的技术进行重点介绍,同时拓展了声波在烟气流速监测、气体浓度感知、湿度信息探测等方面的发展趋势;在矿井外部地质情况勘探中,总结了声波测井技术和声波CT探测技术的应用情况,并着重介绍了其在围岩裂隙超声波探测及强矿震异常区探测等应用场景中的研究现状。探讨了现阶段矿井声测技术研究中有关定位精度、算法优化、噪声干扰等方面存在的不足,结合当前的物理探测技术现状和现代声学发展形势,对未来声波在微观信息探测、实时系统化控制、误差优化等矿井探测领域的发展趋势与研究重点进行展望,研究成果为我国在声波矿井信息探测领域的研究提供一定借鉴。

     

波浪作用下孔隙海床-管线动力相互作用分析

波浪作用下海床中的孔隙水压力与有效应力是影响海底管线稳定性的主要因素。然而,在目前的海床响应分析中一般将管线假定为刚性,并不能合理地考虑海床与管线之间的相互作用效应,同时也没有考虑土体和管线加速度对海床动力响应的惯性影响,从而无法确定由此所引起的管线内应力。为此考虑管线的柔性,分别采用饱和孔隙介质的Biot动力固结理论和弹性动力学理论列出了海床与管线的控制方程,进而采用摩擦接触理论考虑海床与管线之间的相互作用效应,基于有限元方法建立了海床-管线相互作用的计算模型及其数值算法。通过变动参数对比计算讨论了管线几何尺寸、海床土性参数对波浪所引起的管线周围海床孔隙水压力和管线内应力的影响。     

黄河三角洲滨海地区植物生长季大气氮沉降动态

利用SCJ-302型降水降尘自动采样器在植物生长季对黄河三角洲滨海湿地的大气氮沉降进行监测,对沉降物中水溶性离子、干、湿沉降氮输入量、铵态氮和硝态氮在总沉降量中的贡献率及月变化动态等分析表明：黄河三角洲植物生长季,大气干、湿沉降中SO₄^2-和NO₃^-占阴离子总量的92%以上,和Na⁺和Ca²⁺占阳离子总量的80%以上,总N沉降量约为2 264.24 mg/m²,且69%集中在降雨量较丰沛的6-8月。其中干沉降氮贡献率约为32.02%,主要集中在春季。N的湿沉降量与降雨量呈显著正线性相关（R²=0.82）,在降雨量丰沛的8月,达到最大值675.64 mg/m²。该地区大气干沉降的氮素形态以硝态氮为主,约占氮素输入量的57.21%,湿沉降中以铵态氮为主,约占氮素输入量的56.51%。植物生长季中,大气沉降中的硝态氮与铵态氮含量对表层10 cm土壤的月平均贡献率分别为约31.38%和20.50%,可见大气氮沉降是黄河三角洲滨海区域土壤主要氮素来源之一。