Analysis of Safe Span Length and Fatigue Life of Submarine Pipelines

Owing to the complex environmental conditions, suspension could induce complicated forces on submarine pipelines and even cause vortex-induced vibration, resulting in fatigue damage of pipelines. Through aiming at the 28-inch submarine pipeline in the East China Sea, the pipeline was segmented according to the similarity, considering the factors of pipe assembly, typhoon, current, wave and seabed topography. The effects of span length on natural frequency in each section of submarine pipeline were analyzed by finite element model. The maximum safe span length allowed by each pipeline section was verified by fatigue cumulative damage theory, and the fatigue life of each pipeline section were predicted. The results showed that each order natural frequency of the pipeline decreased with the increase of span length. The calculated results of empirical formulas were much smaller than those of the FEM analysis. The increase of the gap between the suspended pipeline and the seabed was beneficial to enhance the fatigue life of the suspended pipeline.     

獐子岛岩相潮间带大型海藻有机碳含量及δ13C值的季节变化特征

为研究岩相潮间带大型海藻有机碳含量及δ~(13)C值的季节变化特征,分别于2016年11月(秋)和2017年2月(冬)、5月(春)、8月(夏)对獐子岛岩相潮间带(39°01′E,122°43′N)的大型海藻进行调查,并对其有机碳含量和δ~(13)C值进行分析。结果表明:共鉴定出大型海藻3门49种,其中红藻门24种,占总数的48.98%;褐藻门17种,占总数的34.69%;绿藻门8种,占总数的16.33%。大型海藻种类数为春季(35种)冬季(24种)=夏季(24种)秋季(23种)。不同种类海藻体内的有机碳含量为15.54%～35.03%,δ~(13)C值在–33.42‰～–7.43‰之间变动。不同季节海藻体内有机碳含量为冬季春季夏季秋季,δ~(13)C值为夏季春季冬季秋季。     

Undrained monotonic shear behavior of marine soft clay after long-term cyclic loading

Abstract

In the coastal area, nearshore and offshore structures have been or will be built in marine soft clay deposits that have experienced long-term cyclic loads. Therefore, the mechanical behavior of marine clay after long-term cyclic loading needs to be investigated. In this research, a series of monotonic and cyclic triaxial tests were carried out to investigate the postcyclic mechanical behavior of the marine soft clay. The postcyclic water pore pressure, shear strength and secant stiffness are discussed by comparing the results with the standard monotonic test (without cyclic loading). It is very interesting that the postcyclic behavior of marine soft clay specimen is similar to the behavior of overconsolidated specimen, that is, the specimen shows apparent overconsolidation behavior after long-term cyclic loading. Then relationship between the overconsolidation ratio and the apparent overconsolidation ratio is established on the basis of the theory of equivalent overconsolidation. Finally, a validation formula is proposed which can predict the postcyclic undrained shear strength of marine soft clay.     

黄河入海口径流量和输沙量对黄河三角洲生态环境的影响

20世纪后期黄河入海口的径流量减少和多次断流。这对流域下游地区的经济发展、尤其是农业产生明显影响。特别应注意的是,与径流量减少的同时,输沙量也明显减少,致使20世纪90年代以来入海口造陆面积锐减,在1996年和1997年甚至造陆停滞、出现海侵。黄河入海口的径流量、输沙量减少可能引发的一系列生态环境问题中,造陆面积的减少和海水的侵入可能关系到黄河三角洲的经济发展前途,近期则危及胜利油田的安全,应引起有关部门的关注。文中还探讨了用地球物理测井方法检测生态环境的变化。     

大深度潜航器水下空间运动建模与仿真

分析大深度潜航器水下空间运动特点,建立描述其空间运动的数学模型,并以数学模型为基础利用 MATLAB\Simulink 软件完成潜航器空间运动仿真模型的开发。在搭建的仿真模型基础上,通过数学仿真手段分析了潜航器在螺旋下潜、抛载过渡、定角爬升、稳定至水面航行状态下的水下运动全过程,给出了具有弧形翼板的潜航器外形设计方案的运动能力仿真评估,为后续潜航器运动能力优化设计提供仿真依据。     

The sulfurization recorded in tridymite in the monomict eucrite Northwest Africa 11591

Some of the tridymite in the monomict Northwest Africa (NWA) 11591 eucrite are found to have sulfide‐rich replacement textures (SRTs) to varying degrees. The SRTs of tridymite in NWA 11591 are characterized by the distribution of loose porous regions with aggregates of quartz and minor troilite grains along the rims and fractures of the tridymite, and we propose a new mechanism for the origin of this texture. According to the volume and density conversion relationship, the quartz in the SRT of tridymite with a hackle fracture pattern was transformed from tridymite. We suggest that the primary tridymite grains are affected by the S‐rich vapors along the rims and fractures, leading to the transformation of tridymite into quartz. In addition, the S‐rich vapors reacted with Fe²⁺, which was transported from the relict tridymite and/or the adjacent Fe‐rich minerals, and/or the S‐rich vapors react with the exotic metallic Fe to form troilite grains. The sulfurization in NWA 11591 most likely occurred during the prolonged subsolidus thermal metamorphism in the shallow crust of Vesta and might be an open, relatively high temperature (>800 °C) process. Sulfur would be an important component of the metasomatic fluid on Vesta.     

地理时空三向聚类分析方法的构建与实践

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地理空间与时间关联分析的需求,对聚类方法改进和提升研究的要求越来越迫切。本文介绍了从单向到三向聚类构建思路的变革。单向聚类是仅在样本或属性方向上进行聚类,易忽视非常相似的局部特征、易犯“横看成岭侧成峰”的错误。双向聚类是基于数据矩阵内元素值的相似性,形成一个子矩阵分割方案,使子矩阵内元素相似度尽可能高,子矩阵间元素相似度尽可能低,从而实现行列两方向的同时聚类,避免了单向聚类的不足。鉴于双向聚类难以满足地理研究超出双向的解译需求,本文提出并研发了一个全新的三向聚类方法,给出了运用该方法开展地理时空格局过程探测的流程,总结了如何根据研究涉及的“空间—时间—尺度—属性”构建三维数据体;最后,展示了三向聚类的地理实践案例。结果表明：① 三向聚类是一种大数据时代探测地理数据时空分异规律的有效方法,可以解决数据维度高、质量低等问题;② 面对不同的地理问题,三向聚类在算法层面上是通用的,不同之处仅在于：根据不同问题涉及的空间、时间、尺度、属性的不同,构建不同的数据体;不同数据体聚类得到的不同结果回答不同的地理问题;③ 三向聚类可以实现地理数据的时空分异规律多方向、多尺度、多层次的联合解译,揭示地理特征时空尺度叠加效应。最后,论文强调根据地理问题组织数据的重要性,期待未来能够提升三向聚类在多空间尺度、多属性方面的地理研究实践。     

环渤海地区海洋经济增长质量空间溢出效应研究

海洋经济向质量效益型转变是建设海洋强国的新要求。通过构建海洋经济?地理距离空间权重矩阵对2000—2014年环渤海地区17个沿海地级市海洋经济增长质量主体的空间交互作用及空间效应进行研究;借助空间计量模型对海洋经济增长质量空间效应影响因素进行甄别。研究表明：① 环渤海地区海洋经济增长质量主体呈显著空间相关性,存在空间交互作用;② 海洋经济增长质量存在空间溢出的正反馈效应。影响因素中对环渤海地区海洋经济增长质量的直接贡献强度排序为：海洋环境>海洋产业>海洋人才>海洋资本>海洋科技,对其他地区溢出效应影响的排序为：海洋基建>海洋人才>海洋资本。研究为环渤海地区海洋政策制定提供一定参考依据。     

基于支付意愿的干旱区绿洲城市居住区绿地愉悦价值研究

干旱区绿洲城市普遍存在居住区绿地率低、居住环境质量不高的问题,量化居民对居住区绿地的支付意愿及城市居住区绿地的愉悦价值,有利于正确评价城市绿地的价值,科学规划城市空间。基于问卷调查,利用支付卡式条件价值法和Tobit模型测算乌鲁木齐市居民对改善居住区绿地建设与服务的支付意愿,借助计量模型的假设检验对其影响因素进行定量分析,并基于支付意愿得到城市居住区绿地的愉悦价值。结果表明：（1） 乌鲁木齐市居民人均支付意愿为148.75 元·a^–1,远高于东部地区,不同属性居住区的支付意愿为商业小区>单位大院>自建房。（2） 受访者性别、收入、家庭结构、需求偏好、认知与意识等特征对其支付意愿有显著影响,且非虚拟变量对决策的影响程度可借助经济学中的“边际理论”度量。（3） 乌鲁木齐市居住区绿地愉悦价值为3.31×10⁸ 元·a^–1,利用居民对绿地生态功能和社会功能的认知赋分,发现其生态服务价值略大于社会服务价值。研究可为建立不同尺度绿地支付机制,提升绿洲城市居住区人居环境质量,优化城市空间布局及维护绿洲城市生态平衡提供科学参考。     

“一带一路”沿线国家石油资源流动类型演变

综合运用石油自给率、流动比率等方法,以“一带一路”沿线国家为研究对象,对1995—2014年各国石油资源流动类型时空演变进行研究。结果表明：1）1995—2014年石油净补给型国家数量较为稳定,无产型或低产型国家的石油贸易倾向变化相对较小;基本自给型国家数量占比最大,1995年占比1/2,其余四个年份占比稳定在1/3;净支出型国家数量显著增加,至2014年其中有5个国家保持不变,表明这些国家的石油产量具有较大的优势。2）1995年和2014年汇地国家均为39个国家,其中有34个国家一直保持汇地职能,空间分布上呈东多西少,南多北少,东西分化以西亚、中亚、东欧为界;有14个国家一直保持源地职能,其空间分布格局与汇地相应,西多东少,南多北少,主要分布于西亚、东欧及中亚;交流地数量较少,呈分散分布,且分布地不稳定。3）从数量变化来看,研究期内汇地略有增加,源地略有减少,交流地略有增加;“一带一路”源地总出口量与汇地总进口量的比呈逐年降低趋势。