干燥过程中膨胀土抗拉强度特性研究

膨胀土在干燥过程中由于失水收缩容易产生龟裂,裂隙产生后会极大削弱土体的工程性质。了解膨胀土在干燥过程中的抗拉强度特性,对从力学上进一步认识龟裂的形成和发展过程有重要意义。在室内配制了若干组初始饱和的膨胀土泥浆试样,当试样干燥到不同含水率时,利用改装的超微型贯入仪对试样开展了一系列抗拉试验,获得了膨胀土在干燥过程中抗拉强度与含水率的关系。此外,运用蒸汽平衡法对试样干燥过程中的吸力进行控制,研究了抗拉强度受吸力的影响。结果表明:在干燥过程中,试样的抗拉强度随含水率的减小呈指数形式增加。在含水率小于塑限(40%)之前,抗拉强度较小,增幅不明显; 当含水率达到塑限之后,抗拉强度随着含水率的减小增加较快。在控制吸力条件小,试样含水率随吸力的增加呈指数减小,抗拉强度与吸力呈线性正相关关系。通过分析发现,土中水的存在形式、水-土相互作用、颗粒间接触状态以及土体结构的变化是导致土体抗拉强度在干燥过程中增加的主要原因。     

中国干旱半干旱区洪涝灾害的初步分析

中国干旱半干旱区的洪涝灾害是一个尚未引起人们重视的重大科学问题,这主要是因为干旱半干旱区对洪涝灾害的防范意识比较薄弱。而极端降水事件的次数、强度和持续时间与干旱半干旱区的洪涝灾害有密切联系,直接影响该区域洪涝灾害及其次生地质灾害的次数与严重程度。以干旱半干旱区的极端降水事件为切入点,分析了中国干旱半干旱区的极端降水事件次数和极端降水量的变化特征,旨在为干旱半干旱区的洪涝灾害研究提供科学依据。结果表明,进入21世纪以来,中国110°E以西的干旱半干旱区极端降水事件的日数有所增多,而110°E以东的区域日数都有所减少。干旱半干旱区极端降水量的变化也呈现出西增东减的分布,大部分干旱半干旱区的极端降水量变化占总降水量变化的40%以上,一部分地区能达到50%,甚至100%-200%。从季节变化来看,春季天山以北、新疆南部、甘肃敦煌和内蒙古包头以北地区极端降水量增加较多,夏季110°E以西的干旱半干旱区极端降水量均增大明显,秋季陕西榆林、内蒙古鄂尔多斯、包头和呼和浩特等地极端降水量增大较明显。     

新一代GRACE重力卫星反演地球重力场的预期精度

基于低低卫卫跟踪模式,本文主要探讨利用动力学法融合精密轨道数据和星间测距或距离变率数据求解地球重力场的基本原理与方法,该方法既可对两颗低低跟踪卫星的初始状态误差进行有效校正,也可充分利用低轨卫星轨道所包含的低频重力场信息.为探讨适合我国国情的低低跟踪模式下的重力卫星指标,本文以不同星载设备精度指标的组合进行模拟计算,模拟结果显示:(1)把GRACE卫星的星间距离变率指标提高一个量级,其余指标保持与GRACE卫星设计指标一致时,可使地球重力场的精度获得同量级的提高;(2)若星间距离变率为1.0×10-8 m·s-1,轨道高度为300 km,加速度计精度为3.0×10-10 m·s-2,轨道精度为0.03 m, 星间距离100 km,与利用GRACE的设计指标反演出的重力场精度相比,可提高约121倍,并建议我国未来低低跟踪重力卫星计划参考此指标.     

运用古地震数据评价东昆仑断裂带东段未来百年的强震危险性

通过收集、整理和分析青藏高原东北部22条断裂带上古地震定量数据,拟定了该区的地震复发概率密度函数.根据此函数对区内东昆仑断裂带东段不同段落上未来100年内强震原地复发的条件概率进行了初步研究.结果表明,该断裂带上自西向东的3个破裂段中,玛沁段和塔藏段未来20、50、100年的复发概率值介于0.76%~7.36%之间,玛曲段未来20、50年的复发概率值介于2.0%~5.26%,属于低概率事件;玛曲段未来100年的复发概率值为10.82%,属于中概率事件;整个段未来100年内至少发生一次7级以上强震的联合概率可达21.87%,属于中概率事件.考虑到概率模型的不确定性,进一步对各段进行了危险性的定性分类,综合评价认为玛沁段在未来百年内发生大震的危险性较低,玛曲段和塔藏段未来百年发生大震的危险性较高.最后将本文拟合的概率密度函数与传统通用函数计算的条件概率值进行比较,发现通用的复发概率函数随着自变量t/R的增大,因变量P的反映不如本文拟合函数的敏感.     

南海北部珠江口盆地西南段断裂特征与成因讨论

珠江口盆地是南海北部陆缘新生代发育的裂陷型盆地,其油气资源丰富,且地处洋陆过渡带,盆地内部断裂特征复杂.在前人研究基础上,利用高分辨率三维地震数据,结合多属性分析技术,完善了区域断裂的精细化解释.将断裂构造类型依据断裂级别与规模划分为控盆一级断裂、控凹二级断裂、控带三级断裂、控圈四级断裂和控层五级小断裂;在盆地西南段发育典型的犁式、旋转正断层等单剖面断裂样式,在地震剖面上形成阶梯状、“Y”字型等多种断层组合,其中珠三坳陷的文昌A凹陷内部常可见树枝状构造,珠二坳陷的开平凹陷广泛分布独特的卷心式断层;而在二维平面上也分布有平行式、斜交式、雁列式等多种组合类型.受新生代以来的持续右旋应力场作用,盆地西南段整体断裂走向以NE→EW→NW顺时针方向发生旋转,且断裂活动速率逐渐降低.结果表明受印度-欧亚板块碰撞、太平洋板块俯冲后撤和古南海持续南移的联合影响,盆地西南段处在伸展拉张应力场环境之下,形成了始新世-渐新世NE-NEE向、EW向和中新世NWW-NW向3组断裂发育.珠江口盆地西南段断裂构造的演化、成因机制与南海北部陆缘应力场变化均保持良好的一致性.     

昌平-丰南断裂构造浅层地震勘探新证据

昌平-丰南断裂是根据卫星遥感图像解译发现的一条隐伏活动断层,是NWW向张家口-蓬莱断裂带中规模最大的断裂,为进一步调查确认断裂的存在、空间位置、性质和断裂构造特征,并重新厘定其活动性,在卫星遥感影像解译断裂大体空间位置的基础上,布设了2条浅层地震勘探测线,对昌平-丰南断裂进行了高分辨率地震勘探,获得了测线控制范围内地下结构和断裂构造的清晰成像。结果表明,昌平-丰南断是一条倾向S、走向NWW的走滑正断层,浅层地震剖面揭示断层上断点埋深80~100 m,断错了上更新统底界,结合测线附近钻孔资料推测其最新活动时代为晚更新世。     

基于超越概率的重庆市住宅区风环境品质定量评估

城市化发展显著改变城市下垫面几何形态,导致局地风环境品质恶化,产生城市风环境问题。本文基于超越概率阈值法,结合计算流体力学数值模拟,建立适用于住宅区风环境品质定量评估的一般方法和流程。并以重庆市龙湖社区为例,从大概率和偶发事件的角度对住宅区精细化风环境品质进行评估。结果表明：受复杂下垫面影响,住宅区风环境品质存在明显的区域差异。在开阔空间、与盛行风向一致的街道以及高层建筑周围,风速整体偏大,风环境品质较差,等级为1级乙;在建筑物密集区和封闭的小区内部,风速整体偏小,风环境品质较好,等级为1级甲。城市下垫面的摩擦阻力作用,使住宅区平均风速降低,小区整体风环境品质等级趋于良好。风环境品质评估对促进精细化气象服务水平的提升和城市防灾减灾能力的提高有一定的积极作用。     

亚洲西风急流纬向非均匀性变化成因及其对东亚夏季气候的影响

利用美国NOAA（National Oceanic and Atmospheric Administration）的CMAP（Climate Prediction Center (CPC) Merged Analysis of Precipitation）月平均降水资料、NCEP/DOE（National Centers for Environmental Prediction/Design of Experiments）II的月平均再分析资料和中国气象局国家信息中心提供的中国160站逐月降水和平均气温资料,通过定义一个亚洲急流纬向非均匀性指数（I_Aja）,分析了1979～2019年夏季亚洲西风急流纬向非均匀性的年际变化特征,揭示了夏季亚洲急流纬向非均匀性变化异常的成因及其对东亚夏季降水和气温的影响。结果表明:夏季亚洲西风急流纬向非均匀性具有显著的年际变化特征,并存在6～8年和2年左右的振荡周期。当急流纬向非均匀性典型偏强（弱）年,东亚东部地区从低纬到高纬,降水异常主要呈现出偏多—偏少—偏多（偏少—偏多—偏少）的经向分布;气温则在中国西部地区和日本北部偏高（低）,贝加尔湖地区偏低（高）。引起夏季亚洲急流纬向非均匀性异常的可能原因如下:由大气非绝热加热异常而引起的热带和中纬度地区辐合/辐散运动造成的涡度源强迫,和来自西风带中波扰动能量的注入,两者共同作用形成并维持了与急流纬向非均匀性强弱变化相联系的异常环流,从而使亚洲急流东、西段强度差异增强（减弱）,进而有利于急流纬向非均匀性异常偏强（偏弱）。而上述西风带中波扰动能量的东传可能与北大西洋海表面温度异常有关。这对于深刻理解夏季亚洲急流纬向非均匀性异常的形成机理提供了有用的线索。     

贵州铜仁一次罕见暴雪过程分析

本文将利用常规探测资料、NCEP再分析资料和多普勒雷达资料,对2018年12月29～30日铜仁市暴雪过程的环流形势特征与成因进行分析,结果表明：此次暴雪过程发生在高空南支槽、多波动槽东移、700hPa西南暖湿急流输送及850hPa东北回流冷垫的环流背景下,表现出持续时间长、范围广、强度大、积雪深的特征;强降雪阶段对流层低层有来自孟湾的源源不断的水汽输送,湿层厚度增强,且有较强的水汽辐合;700hPa较强的垂直上升运动及对流层中低层较强的垂直风切变利于暴雪天气的发生;强降雪时刻暴雪区800hPa以上位于高层冷平流、低层暖平流的叠加区域,为不稳定大气;此次降雪具有对流性和持续性特征,雷达反射率回波云团具有列车效应。     

我国南方两次低温雨雪事件天气成因对比分析

2018年和2021年末我国南方分别发生了一次大范围的低温雨雪天气,对生活、生产造成了严重影响,因此对比分析这两次低温雨雪天气成因具有重要意义。结果表明：两次过程期间,对流层中层中高纬阻塞流场显著,阻高位于贝加尔湖西侧,脊前偏北气流在下游横槽后部堆积,使得西伯利亚高压强度增强。东传的Rossby波在阻高区域发生能量频散,利于阻高减弱、崩溃,横槽转竖引导槽后冷空气南下,导致地面强烈降温,同时在西伯利亚高压东侧和南侧,低频风温度平流是造成强降温的主要原因。低纬南支槽活跃,向北的暖湿空气与中高纬南下的冷空气汇合,造成我国南方大范围的低温雨雪、冻雨天气。与2018年过程相比,2021年过程持续时间较短,降水范围小,关键区降温幅度更大,是因为2021年过程期间Rossby波能量频散更快,阻高维持时间较短,冷空气从中高纬地区直接南下侵袭我国,而2018年冷空气在贝加尔湖附近发生堆积、西折,向南渗透时势力减弱。