饱和砂岩在温度和频率域的衰减和速度频散

利用Metravib热机械分析仪, 在天然地震的频率和温度范围内, 首次对泵油和甘油饱和两种孔隙度的彭山砂岩的衰减和速度频散进行了实验研究． 结果表明, ① 泵油饱和彭山砂岩对频率和温度的依赖呈热激活弛豫规律; ② 杨氏模量和弹性波速度与孔隙度、 温度呈负相关, 与饱和液体的黏滞系数、 频率呈正相关; ③ 频散效应因频率上升而增强, 因温度增高而减弱． 这一规律性的结果为地震波理论研究提供了实验基础．      

基于遥感和GIS的塔里木河下游土地荒漠化的动态变化

塔里木河下游是土地荒漠化发展变化的典型区域.以遥感(RS)、地理信息系统(GIS)作为荒漠化信息获取与分析的工具,利用2个不同时段的遥感影像对塔里木河下游10年土地荒漠化进行了动态监测.结合区域环境特点,对土地荒漠化的动态变化规律进行了系统研究.结果显示该地区轻度荒漠化的土地面积有所减少,但总的荒漠化程度却有所增加.其主要原因是由于近年来的大量开荒造田,以及对塔里木河水资源的不合理利用,导致中下游天然植被大面积衰败和死亡,尤其是胡杨林面积锐减,致使荒漠化程度加重.     

基于环剪试验的复活型低速滑坡活动机理

金坪子滑坡是距离金沙江乌东德水电站大坝下游最近的一处巨型滑坡,其Ⅱ区沿底滑带复活后已持续低速蠕滑超过百年,是乌东德水电站枢纽区最大的地质灾害隐患点。为弄清该滑坡复活后的长期低速活动机理以及再次加速蠕变破坏的条件,针对滑带附近土样的力学性质以及特征强度,通过不同剪切速率、不同黏粒含量以及不同应力条件的室内环剪试验进行了测试。研究结果表明,金坪子滑坡Ⅱ区复活后长期低速蠕滑的原因在于滑带土残余强度由初次破坏的负速率效应转变为强度与剪切速率成正比的正速率效应,滑坡的活动是滑带土黏性流变特征的表现。滑坡再次发生加速蠕变破坏需要克服一个比剪切带残余强度略高的峰值强度,否则受滑带土的黏性阻滞效应滑坡将长期处于稳定蠕变的状态。滑坡雨季运动较快的原因是降雨引起滑体容重的小幅度增加,导致低速蠕变活动加快,但不至于进入加速蠕变阶段。     

两种土壤条件下荒漠盐生植物根际系统养分分布的实验研究

采用水平根垫法对四种不同类型的荒漠盐生植物进行栽培实验,应用冰冻薄层切片法对距根表不同距离的土壤进行分层取样,并测定不同层次土壤中pH值、总盐、速效N、有效P、速效K、交换性Ca和Mg的含量。结果表明,在盐土中,距根表不同距离的土壤中,pH值均呈有规律的梯度分布,即根际微区pH值较土体下降,且距根表越近,pH值越低,而在棉田土中却没有显著变化;总盐在根际出现较大的亏缺区。在盐土中,四种植物根际的速效N都呈现出亏缺的趋势,在0—3 mm范围内变化幅度最大。四种植物根际速效N在棉田土壤中的变化趋势与盐土中相似,也呈现出亏缺,但亏缺的程度稍低。四种植物根际有效P的变化与速效N不同,在盐土中,四种植物根际有效P呈现富集的趋势,但富集程度不高,最大富集范围出现在距根表0—5 mm范围内,芦苇的富集率最低。在棉田土中,根际有效P的变化与在盐土中相反,表现为亏缺,并且亏缺幅度很大;四种植物根际速效K的变化与有效P相似。根际交换性Ca的在盐土和棉田土中的分布有差异。在盐土中,根际中交换性Ca分布较均匀,没有显著的变化,而在盐土中却富集。在荒漠盐土中, N、P和K在几乎所有植株中地上部分都显著大于地下部分,N和K尤为显著;除芦苇外,Ca和Mg则是地下部分大于地上部分,琵琶柴尤为显著,这可能与它们各自的生理类型有关。     

盐胁迫对3种荒漠盐生植物苗期根系特征及活力的影响

生态系统地上与地下过程的关联主要是通过根系实现的,但根系却是最不被人们了解的植物器官.根系吸收功能的发挥与根系形态、根系活力等相关,而且,在逆境下植物能够感应外界胁迫,并能通过自身的调节系统,使之在生理和形态上发生适应性反应,以增强在胁迫条件下的生存机会.在水培条件下,针对梭梭、囊果碱蓬和钠猪毛菜3种荒漠盐生植物,研究它们苗期在不同盐浓度条件下根系形态及根系活力的差异.结果表明:一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大.在同样盐浓度下,钠猪毛菜的生长最快,生物量也最大.在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,囊果碱蓬增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中囊果碱蓬较梭梭和钠猪毛菜抑制的程度轻.盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势.在水培条件下,梭梭和囊果碱蓬的根系上、中、下部分布的较均匀,而钠猪毛菜的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响.3种植物的根系活力都随盐浓度的增加而增加,在盐分浓度较低时增加的不显著,但到高浓度时增加的显著.实验结果显示:梭梭的耐盐能力较其它两种植物差,囊果碱蓬的耐盐性最强.     

岩石各向异性实验研究及对工程勘探的影响

以不同的砂岩和大理岩为标本,对岩石的各向异性在应力应变关系、波速、动静杨氏模量、动静泊松比、抗压强度等方面的各向异性问题进行了测试和研究。通过实验得到岩石标本在平行层理和垂直层理方向上述物理性质存在着的差异情况和变化规律,分析和探讨了岩层的各向异性对工程勘探工作带来的影响情况。指出地壳介质的岩体各向异性对地球物理勘探来说是不能忽视的,尤其是各向异性会导致横波分裂,影响横波勘探的精度,但同时也有助于了解岩体中裂纹结构的信息,做出工程事故的准确预报。     

基于SEBS模型的干旱区流域蒸散发估算探究

水资源在干旱区的经济社会发展中占据着举足轻重的地位,被利用的水资源通过蒸散发进入大气,定量估算区域的蒸散发对区域的水资源分配管理、旱情监测等具有一定的指导意义。应用SEBS模型估算了2015年5~9月艾比湖流域的蒸散发,按照流域的分水岭划分研究区范围,根据土地覆被类型将研究区划分为乔木林地、灌木林地、牧草地、耕地、水域及其他6大类,分析了流域内蒸散发的时间与空间变化以及不同土地覆被的蒸散发情况。结果表明：（1）整体而言,流域范围内日均蒸散量在生长季内呈单峰型分布,7月中旬达到顶峰,平均值为4.35 mm·d^-1,最大值为5.63 mm·d^-1,对气温的变化最敏感。（2）研究区蒸散发的高低分布与土地覆被类型分布存在高度一致性,日均蒸散量大小依次为：水域 > 耕地 > 牧草地 > 乔木林 > 其他 > 灌木林。（3）蒸散发在不同土地覆被具有不同的峰值分布,乔木林的峰值分别出现在1.20 mm和6.80 mm左右,灌木林的峰值分别出现在3.5 mm和6.00 mm左右,牧草地分别出现在4.00 mm和6.80 mm左右。耕地、水域的峰值分别在6.60 mm、7.20 mm左右。（4）SEBS模型在干旱区流域具有较高应用价值。     

滞弹性衰减特征及其损伤的累积效应

在地铁、高速铁路等基础设施的快速发展下,长期滞弹性微损伤累积效应应引起人们的关注,尤其是对动载和高频效应的关注.本文在频率0.01～1000 Hz、温度-50～200℃内研究了弹性范围内的饱和砂岩、大理岩,在强迫共振、单轴循环加载下的温度和频率的滞弹性行为的弛豫衰减峰.结果显示,弹性模量和波速随温度的升高而下降,且下降梯度比一般岩石的力学实验结果要陡;随着频率提高,弹性模量和波速显著增大,频散效应会加强.该结果反映了在应力诱导下岩石内部微缺陷等微损伤之间的运动和相互作用的微观过程,该过程会导致微结构变化,进而引起微观的位移,产生微损伤;微损伤经历一段时间或很长时间的积累过程,就可能造成疲劳损伤断裂.岩石内部微观结构的非均匀性和矿物晶粒间界等缺陷是最薄弱的部位,在循环应力作用下再次形成新的微裂纹系统,从而加速损伤的积累,引起断裂.除此之外,岩石中多种渠道的残余应力会导致疲劳损伤;振动频率的提高,也会加速岩石的损伤;结合温度升高的综合效应会引起岩石内部微裂纹增长,导致岩石微结构变化并引起微损伤,虽然这是在屈服点以下引发的滞弹性微损伤,但最终它们都将使岩石的品质劣化.     

桩身完整性检测中的频域分析法

桩身完整性检测中的实测信号多在时域对应力波加以记录分析,如果通过富里叶变换即可实现由时域进入到频域里来描述及分析信号,这样就克服从一个角度观察问题存在的局限性。本文依据振动理论建立一套应用普通测试信号幅频曲线进行分析的基本关系式,并用实例阐述该分析方法在桩基完整性检测中的重要意义。     

三维地电场数值计算中的LANCZOS迭代过程及其改进算法

针对三维地电场正演数值计算过程中形成的超大规模稀疏线性方程组,在分析此类线性方程组的一般解法基础上,着重阐述一种适宜求解此类方程组的Lanczos迭代过程与算法原理。同时,当地下介质的电性差异较大时,形成系数矩阵A的条件数就很大,可对算法进行适当改进。讨论采用不完全Cholesky分解方法进行预条件处理,经过条件数改善后,形成新的线性方程组系数矩阵,就会变为一个近似的单位矩阵。经改进后的Lanczos算法,将提高数值计算稳定性,从而加快迭代收敛速度,为提高反演质量提供基础。