塑性梯度体元及应变局部化启动机制分析

利用代表性体元可较好地反映出并非理想连续均匀的岩土介质破坏前强度和变形行为。但当材料出现高的应变梯度(应变局部化)时,在体元上的应力、应变呈现高次非线性变化,代表性体元不能如实地反映出介质的力学性能。提出一种可包含局部化变形的研究基元--塑性梯度体元(Plasticity Gradient Volume Element) ,塑性应变在其内可用微分形式表达。该体元不但可反映介质的平均力学响应,而且可反映应变呈高次非线性变化时的影响。随着硬(软)化模量从正值变为负值,变形模式将由均匀变形模式变为局部化变形模式,这就是应变局部化的启动机制。     

“一带一路”区域气候变化事实、影响及可能风险

“一带一路”区域国家经济、政治发展极不平衡,随着全球气候变暖,区域内的自然环境、气候资源、水资源等都将面临着显著而复杂的变化,并且干旱、洪涝等多种气候灾害是“一带一路”区域可持续发展和重大基础设施建设面临的重大威胁之一。目前,“一带一路”倡议已经进入实质性建设阶段,沿线地区的气候变化及其灾害风险关乎“一带一路”倡议能否顺利实施及亚投行的投资安全。在此背景下,2016—2018年中国科学院地球科学学部实施了“‘一带一路’区域气候变化问题”咨询评议项目,项目针对该区域气候变化的事实、未来变化预估、气候变化的可能影响以及带来的潜在风险等问题进行了系统的调研,并开展了若干分析和研究。经过两年的努力,项目组完成了有关进展报告四份,包括一份总报告和三份分报告。本文扼要地概括和介绍了项目取得的主要成果。     

松辽盆地腰南5井上白垩统嫩江组一段遗迹化石组合及其沉积环境

【研究目的】松辽盆地上白垩统嫩江组中含有丰富的遗迹化石,但相关研究主要集中于松辽盆地北部。通过鉴定遗迹化石还原松辽盆地南部嫩江组一段沉积环境,为该地区后续遗迹化石研究提供证据支持。【研究方法】通过观察腰南5井嫩江组一段岩心,发现了Chondrites及Planolites等共计2属,2种遗迹化石,建立了Chondrites-Planolites遗迹化石组合;结合遗迹化石围岩岩性、潜穴规模、测井曲线记录对造迹生物生存习性进行分析;通过腰南5井采样,分析样品中铀、钍、钒、镍与钴含量,使用铀/钍、钒/（钒+镍）与镍/钴等手段对嫩一段遗迹化石保存层位的古氧相进行还原。【研究结果】研究认为Chondrites-Planolites遗迹化石组合形成于水动力较小的深水环境;古氧相数据分析表明,腰南5井嫩一段泥岩样品铀/钍指示常氧环境,钒/（钒+镍）与镍/钴指示贫氧-缺氧环境。【结论】腰南5井嫩一段遗迹化石组合保存于泥岩且潜穴直径小,遗迹化石丰度低,表明水体含氧量低。结合古氧相数据和测井曲线分析,认为造迹生物的生活环境为水动力较弱且水体氧含量低的半深湖相环境。     

隧道洞口危险事件自动化监测预警平台设计与实现

以拉林铁路桑珠岭隧道等典型隧道出入口为研究对象,应用高分影像和雷达影像、在线监测技术、传感器技术、图像识别技术,融入“互联网+隧道洞口”,基于三维实景技术、空间地理信息技术,结合地理信息系统、信息管理制度,建立隧道出入口危险事件在线监测和预警系统,为超前预报危险事件提供实时技术支撑,减少交通运行安全隐患。     

黄河口外沉积物氧化还原环境的表征

为了评价黄河口外石油开发区沉积物的氧化还原特征,本文根据2002年9月航次所取得的黄河口外41个柱状沉积物样品,研究了该区沉积物氧化还原特征参数Fe^3 ,Fe^2 ,Fe^3 ／Fe^2 及Eh,Es和有机碳、氧化还原度(ROD)等的分布特征,以及这些参数之间的相关关系。研究表明,Fe^3 ,Fe^2 ,Fe^3 ／Fe^2 及Eh,Es和有机碳、氧化还原度(ROD)等在表层沉积物中各站之间的差别不大。Fe^3 和Fe^2 在0～40cm深度范围内变化比较复杂。40cm以后变的相对比较稳定。而Eh和Es有随深度减小的趋势,ROD在整个研究区都小于1,有机碳的含量高于整个渤海的平均值。综合所有氧化还原特征参数的特征,可确认该区沉积物的氧化还原环境为还原性,该还原性特征主要是由有机碳控制的,而活性铁的贡献不明显。     

渤海南部海域沉积物中吸附态无机氮的地球化学特征

用分相浸取的方法对采集于渤海南部海域的29个站位的沉积物样品(表层样站27个,柱状样站2个)中的吸附形式的无机氮(包括NH4-N和NO3-N)和总氮(TN)进行了研究,探讨了它们的地球化学分布特征及其控制因素。研究表明,在表层沉积物中,NH4-N在渤海中央盆地由东北向西南方向递增,在中央区域有两个异常高值区,莱州湾内分布较为均匀,渤海湾南部为一低值区,向北逐渐增大。NO3-N在渤海中央盆地由东西两侧向中央递增,渤海湾和莱州湾内均沿着离岸方向递减。渤海南部表层沉积物中吸附态氯占TN的3．28％,表层沉积物中吸附形式的氮以NO3-N为主,占83．7％;NH4-N主要受有机质含量(OC)、氧化还原环境(Es)、黏土矿物组成的影响;NO3-N主要受水体NO3-N浓度和分布的控制。NH4-N随沉积深度增加而增加,NO3-N随深度增加而减小。TN的分布主要受陆源物质输入及沉积物粒度控制。研究区TN高而OC低且二者相关性较差,间接说明TN中有相当部分是以无机氮(IN)的形式存在,渤海沿岸排入的无机氮在沉积物积聚是造成高TN的重要原因之一。     

Peck公式在我国隧道施工地面变形预测中的适用性分析

在目前众多的预测地铁隧道开挖引起的地表位移的经验方法中，Peck于1969年提出的高斯方程最简便，也是目前应用最为广泛的方法。由于这一公式是基于有限地区的实测资料提出的，因此，在某个地区应用前首先应该进行基于当地实测资料的验证工作。国内地铁建设工作起步相对较晚，在土中开挖的浅埋隧道工程引起的地层变形实测资料比较缺乏，因此，目前对Peck公式在国内各地区的适用性还没有定论。近年来，随着地铁建设热潮的兴起，各地逐渐积累了一些实测资料，但仍比较零散，也没有形成比较统一的结论。通过对搜集到的国内8个地区30多组观测数据的分析，评价这一方法在不同地区的适用性，并对相关计算参数提出初步建议值。     

长江口海域表层沉积物中磷的形态分布及环境意义

用分级浸取的方法对2009年2月采自长江口海域27个表层沉积物样品中P的形态和相关环境特征进行了研究。结果表明,物质来源和沉积物粒度是各形态P的含量与分布的主要控制因素。Ex-P（可交换态磷）,Fe-P（铁结合态磷）,Al-P（铝结合态磷）,Lea-OP（可浸取有机磷）和CFA-P（自生钙磷）5种形态的沉积磷在适当条件...     

CPT理论分析及提高触探能力的新思路

介绍了静力触探在我国的发展历史与研究现状,利用已有的触探理论分析了影响静力触探贯入能力的主要因素及静力触探在实际应用中的局限性。进一步提出了一种提高触探试验贯入能力的新思路,意在解决静力触探在我国西部坚硬黄土、冻土以及软岩地区中应用困难的问题,并建立上述岩土材料的基本力学性质指标与旋转触探过程中实测物理量之间的关系。