The biaxial compression mechanical properties of crushed rock

Crushed rock subgrade, as one of the roadbed-cooling methods, has been widely used in the Qinghai-Tibet Railway. Much attention has been paid on the cooling effect of crushed rock; however, the mechanical properties of crushed rock are somehow neglected. Based on the discrete element method, biaxial compression test condition for crushed rock is compiled in FISH language in PFC^2D, and the natural shape of crushed rock is simulated with super particle "cluster". The effect of particle size, crushed rock strength and confining pressure level on overall mechanical properties of the crushed rock aggregate are respectively analyzed. Results show that crushed rock of large particle size plays an essential framework role, which is mainly responsible for the deformation of crushed rock aggregate. The strength of gravel has a great influence on overall mechanical properties which means that strength attenuation caused by the freeze thaw cycles cannot be ignored. The stress-strain curves can be divided into two stages including shear contraction and shear expansion at different confining pressures.     

考虑海平面上升影响的极值水位计算

本研究基于非平稳序列极值理论,定量分析极端水位事件年超越概率受海平面上升的影响;以工程设计使用年限内极端水位发生概率作为控制条件,构建考虑海平面上升的极值水位计算方法;结合平均海平面的长期变化过程,推算海平面上升下的极值水位。基于全球10个验潮站历史水位观测资料,验证历史平均海平面长期变化与高、低水位耿贝尔分布位置参数变化的一致性以及构建方法的合理性。结合政府间气候变化专门委员会对海平面上升的预测,推算和对比分析不同海平面上升情景下的极值水位,并评估相应极值水位在当前极值分布中的重现期。     

Velocity structure in the South Yellow Sea basin based on first-arrival tomography of wide-angle seismic data and its geological implications

The South Yellow Sea basin is filled with Mesozoic–Cenozoic continental sediments overlying pre-Palaeozoic and Mesozoic–Palaeozoic marine sediments. Conventional multi-channel seismic data cannot describe the velocity structure of the marine residual basin in detail, leading to the lack of a deeper understanding of the distribution and lithology owing to strong energy shielding on the top interface of marine sediments. In this study, we present seismic tomography data from ocean bottom seismogra...     

大洋表层沉积物中甲烷代谢古菌群落的组成及分布特征

海洋沉积物中的甲烷代谢微生物是甲烷循环的关键参与者,其代谢过程对大气甲烷浓度及全球气候变化具有显著影响,研究其在全球大洋沉积物中的组成及分布特征是探究微生物介导甲烷循环的基础。采用焦磷酸454高通量测序测定甲烷代谢保守功能基因mcrA（Methyl coenzyme–M reductase A）分析全球大洋沉积物中甲烷代谢微生物群落的组成和多样性;结合荧光实时定量PCR技术检测了古菌和甲烷代谢古菌的丰度分布特征。与其他海洋生境对比,大洋沉积物中甲烷代谢古菌群落结构单一,大西洋和印度洋的α多样性指数显著高于太平洋（p<0.05）。在大洋沉积物样品中鉴定到3个目的甲烷代谢古菌,即甲烷杆菌目（Methanobacteriales）、甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）和甲烷微菌目（Methanomicrobiales）,其中甲烷微菌目占绝对优势,并主要由一簇未知类群（暂名Oceanic Sediments Dominant group,OSD group）组成。大洋沉积物的古菌16S rRNA基因丰度（湿重,下同）平均为8.81×10⁶ copies/g,大西洋的低于印度洋和太平洋;马里亚纳海沟基因丰度低于南海北部,且随着采样深度增加而呈降低趋势。大洋沉积物的mcrA基因丰度为1.38×10³～8.25×10⁴ copies/g。基因丰度大西洋最高,太平洋次之,印度洋最低;马里亚纳海沟略高于南海。本研究发现,相较于冷泉、热液、近海河口等海洋生境,大洋沉积物中甲烷代谢古菌丰度低且群落结构单一,不同海区样品间具有极高的相似性;同时发现OSD group是全球大洋沉积物样品的绝对优势类群,其与已知类群序列亲缘关系均较远,分类进化地位尚不明晰,值得进一步研究。     

基于WW3的南海北部有效波高时空变化及其极值重现期估算方法分析

本文基于第3代海浪模式WAVEWATCH III （WW3）模拟的1996–2015年海浪后报数据,分析了南海北部有效波高及其极值的时空变化特征,并采用Pearson-III和Gumbel两种极值分布方法对该区极值波高重现期进行了估算。结果表明,南海北部有效波高的季节变化和空间分布与季风风场基本一致,呈现秋冬高春夏低,并自吕宋海峡西侧向西南降低的特征,与ERA5再分析数据结果高度相似。有效波高极值（简称极值波高）的时空分布特征受时间分辨率强烈影响,采用极值数据的分辨率越高（如逐小时）,所展现的台风型波浪特征越显著。扣除季节变化信号后的有效波高和年极值波高均体现出较强的线性增高趋势,近20年升高的比例分别为7.7%和31.6%,值得警惕和关注。该区多年一遇极值波高存在若干个大值区,且与台风的路径、强度有直接联系,表明台风是引发该区域极端大浪的最主要机制。对比Pearson-III和Gumbel极值分布估算结果发现：若极值波高较低,频率随极值波高升高缓慢降低,此时两种极值分布的估算都比较准确,差异极小,可忽略不计;但当研究时间范围内,某年极值波高远超其他年份时,Pearson-III极值分布估算结果明显高于Gumbel极值分布估算结果,且更接近实际极值波高,即Pearson-III极值分布在此情况下表现更好。本研究表明对于特定海区,在出现超强台风引发极值波高远超出其他年份时,不同计算方法对极值波高的估算差异较大,会显著影响重现期的评估。此外,南海北部年极值波高的强烈增高趋势,也可能给计算未来极值波高重现期和海上工程防护带来不可忽视的影响。     

亚像素定位的关键问题研究

分析了控制点标志的选择与设计,采用了图像处理、Hough变换、角点与直线高精度定位算子等方法,实现了中南大学近景摄影测量二维控制场1 350个人工标志点的自动识别和亚像素定位,仿真图检测平均精度达到±0.05像素。     

莱州湾大型底栖动物群落结构及其动态变化特征

本文以莱州湾2009年夏季(8月)、秋季(10月)及2010年春季(5月)、夏季(8月)4个季节大型底栖动物资料为基础,对莱州湾大型底栖动物的种类组成、丰度、生物量、优势种进行了研究,同时与历史资料进行对比,探讨了莱州湾大型底栖动物的群落结构特征及动态变化。4个航次中共鉴定出大型底栖动物272种,其中包括环节动物多毛类122种,软体动物46种,甲壳动物64种,棘皮动物18种,鱼类9种,其他类13种。调查海域平均丰度为(1102.56 ± 216.32) ind./m², 多毛类在丰度上占绝对优势;平均生物量为(28.16 ± 8.45) g/m²,软体动物占据优势。丰度和生物量空间分布规律具有很强的相似性,低值区位于莱州湾西部黄河口邻近海域,高值区位于渤海中部海域。丰度和生物量季节变化明显,夏季最高,秋季其次,春季最低。多毛类不倒翁虫(Sternaspis sculata)、寡鳃齿吻沙蚕(Nephthys oligobranchia)、紫壳阿文蛤(Alvenius ojianus)等是莱州湾调查海域的优势种。通过与历史资料的对比发现,莱州湾大型底栖动物种类组成及优势种类出现小型化的趋势。     

长江口咸潮入侵变化特征及成因分析

本文基于海洋站潮位观测数据、海平面变化影响调查信息以及长江口水文站径流量数据等,重点分析了2009−2018年长江口咸潮入侵的变化特征及其影响因素,分析结果表明：(1)长江口咸潮入侵季节变化特征明显。咸潮一般从每年的9−10月开始入侵,翌年4−5月结束。3月咸潮入侵次数最多,达12次。2009−2018年,长江口咸潮入侵次数和咸潮持续时间均呈下降趋势,2009年长江口咸潮入侵次数最多,达13次,时间均发生在10月至翌年的4月;咸潮持续时间年际变化较大,2011年咸潮入侵持续时间最长,累计为55 d。2015−2018年,咸潮入侵次数和入侵持续时间均明显减少,2018年没有监测到咸潮入侵过程。(2) 1−4月,长江口处于季节性低海平面期,且同期径流量少,但是受东亚季风影响,持续的增水过程使得增减水−径流量综合影响指数明显偏高,其中1月、2月、3月的影响指数分别为1.5、1.9和1.6,该时段长江口的咸潮入侵过程主要受增减水的影响。5−7月,长江口径流量明显增加,海平面−径流量综合影响指数均小于0,径流的作用强于海水上溯。8月,长江口径流量开始下降,虽然季节海平面较高,但是长江口呈现明显的减水过程,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数分别为0.1和−1.6,基本不会发生咸潮入侵。9月,长江口处于季节高海平面期,并且以增水为主,海平面−径流量和增减水−径流量的综合影响指数较大,分别为1.2和1.0,易发生咸潮入侵。10月、11月长江口海平面−径流量的综合影响指数分别为1.5和0.8,径流影响弱于海水上溯,易发生咸潮入侵。(3) 2009−2018年发生的48次咸潮入侵过程有2/3恰逢天文大潮。在某些年份长江口沿海基础海平面偏高,若持续增水恰逢天文大潮,则加剧咸潮入侵的影响程度。     

迟缓爱德华氏菌及其致病机理

迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)是一种革兰氏阴性肠道病原菌,感染宿主范围广。在水产养殖生物中,该菌是鱼类(鳗、鲇、鲆等)、两栖类(蛙)、爬行类(鳖、鳄鱼)的重要致病菌。爱德华氏菌病(Edwardsiellosis)是水产养殖中最常见的传染病之一,影响了养殖生物的健康并对水产养殖业危害巨大。随着对迟缓爱德华氏菌致病性研究的深入,对该病原致病因子相关研究取得了一些进展。研究发现一些胞外酶和毒素与细菌的致病过程有关,相关的致病因子有溶血素、软骨素醇、皮下坏死毒素、过氧化氢酶等。这些致病因子参与了细菌的黏附、定殖、侵袭和在宿主体内的繁殖和扩散过程。但从总体而言,对迟缓爱德华氏菌致病因子组成及其致病机制尚缺乏系统深入的研究。最近的研究发现了一种新的致病因子——Ⅲ型分泌系统;迟缓爱德华氏菌的Ⅲ型分泌系统仅存在于致病菌株.而在非致病株中没有发现,与细菌的致病性密切相关,它的出现为人们对迟缓爱德华氏菌的致病性的了解提供了新的视角。     

东海黑潮及琉球群岛以东海流研究进展

东海是西太平洋的一个边缘海,它西部有广阔的大陆架,东面以九州岛、琉球群岛(由奄美诸岛、冲绳诸岛、先岛诸岛组成)和台湾岛连线为界,具有较深的海槽。黑潮是一支高温、高盐、高流速的西边界流,它起源于菲律宾以东海域、流经台湾东岸进入东海,沿东海大陆架外缘向东北向流动，穿越吐噶喇海峡返回太平洋。通常的把自台湾东北端起至吐噶喇海峡一段称为东海黑潮。此外,在琉球群岛以东海域也常年存在一支稳定的西边界流,称为琉球海流。 对于东海黑潮和琉球海流的硏究,主要起步于20世纪80年代,通过进行中日联合调查研究、中日副热带环流调查研究等,取得了许多重要成果,苏纪兰(1994)、袁耀初(2000，Yuan,2006)、管秉贤(2002)等人都做过评述。本文基于以上研究评述,主要叙述200年以来对东海黑潮及琉球海流的硏究新进展。