Ejecta from impacts at 0.2-2.3 m/s in low gravity

Collisions between planetary ring particles and in some protoplanetary disk environments occur at speeds below 10 m/s. The particles involved in these low-velocity collisions have negligible gravity and may be made of or coated with smaller dust grains and aggregates. We undertook microgravity impact experiments to better understand the dissipation of energy and production of ejecta in these collisions. Here we report the results of impact experiments of solid projectiles into beds of granular material at impact velocities from 0.2 to 2.3 m/s performed under near-weightless conditions on the NASA KC-135 Weightless Wonder V. Impactors of various densities and radii of 1 and 2 cm were launched into targets of quartz sand, JSC-1 lunar regolith simulant, and JSC-Mars-1 martian regolith simulant. Most impacts were at normal or near-normal incidence angles, though some impacts were at oblique angles. Oblique impacts led to much higher ejection velocities and ejecta masses than normal impacts. For normal incidence impacts, characteristic ejecta velocities increase with impactor kinetic energy, KE, as approximately KE^0.5. Ejecta masses could not be measured accurately due to the nature of the experiment, but qualitatively also increased with impactor kinetic energy. Some experiments were near the threshold velocity of 0.2 m/s identified in previous microgravity impact experiments as the minimum velocity needed to produce ejecta [Colwell, J.E., 2003. Icarus 164, 188-196], and the experimental scatter is large at these low speeds in the airplane experiment. A more precise exploration of the transition from low-ejecta-mass impacts to high-ejecta-mass impacts requires a longer and smoother period of reduced gravity. Coefficient of restitution measurements are not possible due to the varying acceleration of the airplane throughout the experiment.     

改性当地土壤技术修复富营养化水体综合效果研究:Ⅱ.底栖动物群落结构和多样性的响应

从2010年10月开始在太湖梅梁湾围隔内实验区实施了改性当地土壤技术,在研究其对水体富营养化和蓝藻水华长效控制作用的同时,重点研究了底栖动物群落对此技术的响应.研究发现:经过11个月的处理,相比对照区,实验区内软体动物的平均密度和生物量分别增长了124%和33.8%,底栖动物Margalef和Shannon-Wiener多样性指数分别增长了41.1%和18.5%.环境因子和底栖动物群落的典范对应分析发现叶绿素a、温度、溶解氧和总磷对底栖动物群落有显著影响.本研究表明通过改性当地土壤技术降低水体营养盐含量和叶绿素a含量、增加底泥表层溶解氧含量,可以在一定程度上改善底栖动物生境,提高其物种多样性.     

基于MODIS资料的贵州植被叶面积指数的时空变化及其对气候的响应

利用2000～2006年MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)卫星遥感观测的植被叶面积指数月平均资料以及相应时段的月平均气温、降水的观测资料对贵州植被的时空变化进行了分析.结果表明贵州2000～2006年植被分布受水热条件控制表现出对气候因子不同的响应关系,其中对降水的响应关系比气温明显,特别是冬季和春季,而植被在夏季和秋季的分布主要受气温的制约,与降水的关系并不明显.从季节和年际尺度的时间变化角度而言,植被对气温的响应比对降水明显,季节变化和年际变化的相关系数分别为0.89和0.73(分别通过99.9%和95%信度检验).     

自动站与人工站观测降雨量的差异对比分析

利用武汉、黄陂、黄石三气象站合计9 a的自动、人工观测(雨量自记纸)同期分钟雨量数据及雨量筒资料,对两种观测方式下的年雨量、月雨量、日雨量偏差程度、暴雨日短历时降水、不同时段的短历时雨量进行了比较。结果发现：自动观测比人工观测(雨量自记纸)雨量偏大,两者的偏差程度主要在±10%之间。自动观测雨量结果与雨量筒更为吻合。3站多年自动、人工观测(雨量自记纸)两套暴雨日短历时(历时5 min)雨量序列高度相关。

     

煤岩水力压裂起裂压力和裂缝扩展机制实验研究

为了研究煤岩水力压裂的起裂压力和水力压裂裂缝扩展规律,采用型煤试样,利用自主研发的水力压裂实验系统,参照现场压裂施工制定了“施加三向应力-顶部注水”的煤岩水力压裂物理模拟实验方案并开展了水力压裂实验,分析了不同条件下泵注压力和水力压裂裂缝。实验结果表明：压裂液泵注排量越大,起裂压力越大。三向应力满足最大水平主应力σ_H > 垂向应力σ_v > 最小水平主应力σ_h,水力压裂裂缝沿着垂直于σ_h的方向扩展。σ_v和σ_h一定,随着σ_H的增大,煤岩起裂压力先增大后减小,水力压裂裂缝扩展路径越平直。当σ_H远大于σ_v和σ_h时,水力压裂裂缝扩展路径越复杂,分叉缝角度越大。研究结果可为煤岩水力压裂理论的完善提供一定的参考和借鉴。     

四川盆地大气边界层气象资料数据系统

本文介绍在IBM-PC微机(或兼容机)上利用DBASEⅡ、BASIC和FOR-TRAN语言设计和研制的一套大气边界层气象资料数据库软件系统,给出它的主要结构和功能。该系统实现了大气边界层气象资料共享和信息化处理,不但操作简便、快速、准确、稳定性好,而且具有较强的通用性和较大的实用价值。     

广西近岸海域营养盐时空分布及潜在性富营养化程度评价

根据广西近岸海域2015年3、5、8、11月4个航次的海水中营养盐监测数据,分析了广西近岸海域海水中营养盐的时空分布特征,应用潜在性富营养化评价模式对整个海域水质富营养化程度进行了评价。结果表明:广西近岸海域富营养化状态总体良好,时空分布受陆源污染的影响,营养盐质量浓度呈湾内-湾口-湾外递减趋势。多数站位点氮磷比常年大于Redfield比值,处于磷限制状态。钦州湾内和大风江口是富营养化最为严重的水域,其次是防城港湾内、廉州湾内和铁山港湾,呈磷限制状态,容易在磷污染增高时,爆发富营养化,应特别加以监测与控制。     

煤炭产业经济走势及煤炭企业对策研究

煤基固体废弃物的清洁利用是矿区生态建设亟待解决的问题,重金属的结构形态是煤基固废清洁利用的关键。以安徽淮南矿区潘一矿煤矸石、粉煤灰为研究对象,利用XRF、XRD、SEM和FTIR等微区方法对煤基固废进行表征分析,探讨其精细化学结构及重金属嵌布方式,并结合RAC(Risk Assessment Code)生态风险评价对重金属潜在风险进行评估。结果表明,煤矸石主要粒径以黏粒(0~5 μm)和粗粉砂(10~50 μm)为主,粒度不规则,空间分布间距较大,主要矿物为石英(SiO₂),IR谱线辅助验证了AlO₄和SiO₄的弯曲振动。粉煤灰粒径以粗粉砂(10~50 μm)和砂砾石(50~250 μm)为主,表面以球状包裹体和多孔颗粒组成,粒径大小不一,主要矿物相是莫来石(Al₆Si₂O₁₃),IR谱线发现其存在有机硅Si-O-Si对称伸缩和反对称伸缩。煤矸石中Ni、Pb以有机结合态和铁锰氧化物结合态为主,Cr、Cd、As的赋存形态主要是残渣态;粉煤灰中As主要以残渣态和有机结合态存在,其余重金属元素均以残渣态存在。RAC生态风险评价结果表明,煤矸石和粉煤灰中Cr、As属于低风险水平,其余重金属均无风险。研究结果对煤基固废资源化利用及矿区生态环境保护具有重要的现实意义。

     

煤炭革命新理念与煤炭科技发展构想

为探索采动影响下的断层活化突水机理,开展断层破碎岩体剪切变形与渗透性演化试验研究。基于流固耦合原理设计一套破碎岩体压剪渗流试验系统,实现破碎岩体剪切变形与渗流的耦合过程,开展多因素影响下的破碎岩体剪切−渗流耦合试验,获得连续剪切过程中颗粒级配和初始孔隙率对孔隙率和渗透性参量的影响规律。结果表明,连续剪切条件下,破碎岩体的渗透率和孔隙率变化过程大致相同,可分为3个阶段：缓慢增长阶段,破碎岩石颗粒由散乱状态向有序的组织结构调整;加速增长阶段,破碎岩石颗粒剪切膨胀;增速放缓阶段,破碎岩体颗粒的剪切变形在围压的约束下达到动态平衡。试样Talbot指数越小或初始孔隙率越大,渗透率和孔隙率敏感性越强,渗透率和孔隙率越大;非Darcy流β因子的演化规律与渗透率的演化规律相反。结合数值模拟发现,剪切作用下破碎岩体剪切带内岩石颗粒的运移是剪胀现象发生的主要原因,破碎岩体剪胀过程中颗粒的力链由随机分布向特定方向转化,表现为局部孔隙和孔喉的膨胀,是孔隙率和渗透率增加的主要原因。研究成果可为深部煤矿突水灾害机理揭示与灾害防治提供参考。

     

Raman scattering study of the high-temperature vibrational properties and stability of CaGeO3 perovskite

The vibrational properties of metastable Ca-GeO₃ perovskite are investigated as a function of temperature using Raman scattering. Mode-assignments are derived from polarized spectra of optically oriented single crystals. Neither symmetry-breaking structural transformations nor soft-mode behavior is revealed in the Raman spectra between room temperature and 650° C. Only a small decrease in the local static octahedral tilt angles can be inferred from the Raman data over this temperature range. A Landau extrapolation of the lowest frequency A_g modes suggests that these modes become critical near 2000° C, a temperature that is above the extrapolated zero pressure melting point.