北川土和粉细砂在降雨作用下泥石流启动的实验研究

北川地区的山坡坡面和沟壑中覆盖着由2008年5月12日汶川地震而产生的大量松散土石堆积体,并在震后的几个月到几年的过程中,因持续降雨作用经历了几次严重的山体滑坡和泥石流灾害。本文基于北川地质、地形和降雨等实地考察资料,对北川土和粉细砂两种斜坡堆积土,进行了一系列降雨条件下的泥石流启动室内模型试验,分析了降雨历时、雨强、土坡坡角、土体密度等因素对泥石流启动的影响,揭示了北川土和粉细砂在降雨作用下泥石流启动的过程和机理。结果表明：（1）北川土的泥石流启动过程仅经历了完全入渗阶段,泥石流启动所需的临界雨强相对较大;（2）粉细砂的泥石流启动过程经历了完全入渗、薄层和深层地表径流3个阶段,当雨强超过一定量时,坡度越大,泥石流启动所需降雨历时越长;（3）粉细砂和北川土泥石流的启动均是重力和渗流共同作用的结果,而重力和渗流作用的大小取决于土的颗粒大小和级配。本研究成果为降雨作用下北川地区的泥石流灾害预警提供了重要的参考依据。     

降雨条件下植物根系影响边坡稳定的实验研究

越来越多的研究表明,在降雨条件下植物根系分布是影响边坡稳定的重要因素。为研究不同类型根系对边坡稳定的影响,开展了室内模拟降雨实验,分析不同类型植物根系影响边坡稳定的模式,探讨根系特征尺寸和分布的影响机理。实验结果表明：坡体上不连续分布的尺寸较小的孔洞,在土体变形过程中很容易自动封闭、堵塞,不易形成新的局部破坏;粗根系木本植物对于坡体稳定性具有不利的影响,在植物根部与土体接触的位置最容易产生局部破坏;草本植物根系对土体有显著的固化作用,并且其固化作用有一定的影响范围;植物根系对边坡的影响,存在几何尺度和空间分布的效应,当根系分布于潜在滑面的起始点附近时,对阻止边坡失稳具有最明显的效果。研究成果为降雨条件下植物根系的影响机理提供参考。     

早春罕见大面积雨雪天气过程多普勒雷达回波特征分析

利用常规探测资料及天津多普勒雷达探测资料,对2007年3月3—4日发生在沧州的强降雨(雪)天气过程进行分析,发现此次天气过程是在高空槽及低空气旋的影响下发生的。雷达基本反射率图像上,0度层亮带的长时间存在表明此次降水是层云与积云混合降水,随着0度层亮带的下降,降水由雨转变为雪。速度图上S型0速度线的长期存在,表明暖平流的长时间维持是降水维持的根本原因。速度图上的高低空急流加强了降水的对称不稳定,并使降水加强。     

颗粒级配和结构对粉砂力学性质的影响

分析了几组原状、重塑和配制土样的静三轴试验结果,认为颗粒级配和结构性是影响粉砂应力-应变关系和强度特性的两个主要因素。当颗粒级配不同时,结构性原状粉砂土样和不具有结构性的配制土的强度均不同。相同颗粒级配的原状和重塑粉砂的强度也不同。而颗粒级配稍有不同的一种配制粉砂与原状粉砂在应力-应变关系和强度特性方面相接近。此种配制粉砂可替代原状粉砂做为模型试验用土。     

原状和重塑海洋粘土经历动载后的静强度衰减

根据海洋粉质粘土原状和重塑土样的动三轴试验结果, 比较和分析了两种土样应力、应变、孔隙水压力和不排水抗剪强度行为, 得到了土样的静不排水抗剪强度衰减与波浪荷载作用下土样产生的动应变以及平均累积孔压之间的关系。 并将波浪荷载作用使土样内孔压升高, 有效应力降低, 形成拟超固结现象的理论, 应用到土样不排水抗剪强度衰减与平均累积孔压之间关系的分析;同时与重塑土样的超固结静态剪切试验结果进行比较, 得到了土样在波浪荷载作用后的归一化不排水抗剪强度与拟超固结比之间的关系式。 建议以少量原状土样, 配合大量重塑土样的动三轴试验结果, 实现对实际海洋粘土地基在波浪荷载作用后的静不排水抗剪强度衰化规律的评估。     

海洋粉质粘土在波浪荷载作用后的不排水抗剪强度衰化特性

通过对南海重塑粉质粘土土样的大量动三轴试验结果分析,得到此种土在波浪荷载作用后不捧水抗剪强度衰化同动载作用引起的动应变幅及平均累积孔压之间的相互关系和预估公式;并通过与超固结土样的静三轴剪切试验结果的比较,发现动、静三轴两种试验结果具有很好的吻合关系。建议可用超固结土样的静三轴剪切试验同时结合部分动三轴试验来预估土样在波浪荷载作用后不排水抗剪强度衰化与平均累积孔压之间的关系。     

潮间带土在吊装荷载下的动力性质

对取自如东潮间带的原状土样进行了一系列模拟施工吊装动载的应变控制和载荷控制动三轴试验,得到了土样在动载作用下的应力、应变和孔压随时间的变化关系,并对此种潮间带地基土的动力特性和液化可能性进行了分析,最后针对现场施工方法提出了一些建议。     

2003年10月河北省沧州秋季暴雨成因分析

通过对2003年10月10日夜间发生在沧州的秋季大暴雨过程的影响系统、触发机制、稳定度以及涡度、散度、垂直速度等物理量的分析，发现此次暴雨过程前后大气层结一直稳定，属于稳定型降水；能量积聚小于夏季，但是高低空急流较强，所配合物理量不小于夏季，暴雨出现在低层辐合高层辐散的强垂直运动上升区，表明急流为暴雨提供了很好的水汽及动力条件。     

湿位涡诊断在青藏高原东北侧暴雪预报中的应用个例

利用湿位涡理论,对2006年1月18-19日发生在青藏高原东北侧大范围暴雪天气进行了诊断分析,以探讨湿位涡诊断在青藏高原东北侧暴雪预报中的应用前景.个例分析表明:850 hPa和东风回流以及横切变耦合的正湿位涡高值区和500 hPa青藏高原东侧大槽前正湿位涡平流、300 hPa青藏高原东侧大槽前新生正湿位涡中心的叠加,形成有利于暴雪发生发展的湿位涡和湿位涡平流配置的三维空间结构;850 hPa等压面湿位涡正压项(ξMPV2)等值线密集区和等压面湿位涡斜压项(ξMPV1)<-2.0 PVU的中α尺度对流不稳定区形成的耦合区,对暴雪落区有指示意义.     

饱和砂土中水层形成及演化分析

分析了饱和砂土中水层的形成过程及各相响应量的发展演化过程,结果表明:如果砂层失去骨架的强度,且未被堵塞,则不会存在稳定的水层;如果堵塞延续,则形成的水层会逐渐扩张,否则水层先张开然后逐渐闭合。孔隙水流速、颗粒速度和孔压在堵塞初期有间断,间断会随着堵塞的消失而消失。