基于爆破荷载等效施加方法的振动波形预测与古建筑安全评估

隧道爆破开挖产生的振动对邻近的古建筑有着不容忽视的安全影响,为研究爆破振动波的传播规律以及预测地面振动效应和分析临近古建筑结构的安全性,以拉卜楞隧道为依托,采用现场实测结合数值模拟分析的方法,预测爆破荷载作用下拉卜楞寺的动力响应。结果表明：(1)随着单响总药量的增加,质点振动速度增大,衰减比也随之增大,说明高频振动衰减快,低频振动衰减慢;(2)通过理论计算将爆破荷载等效施加在弹性边界或隧道开挖轮廓面上,动力模拟结果表明在大于40 m的中远区两者振速变化规律趋于一致,故将荷载施加在开挖轮廓面上是合理的;(3)爆破地震波自由界面处体波经过反射形成沿表面传播的Rayleigh波,结合数值模拟山体内部地震波的传播规律发现,经反射叠加山体内部形成复杂的振动区;(4)当地震波到达拉卜楞寺最近点时,径向振速峰值为0.000 672 cm/s,垂向振速峰值为0.000 448 cm/s,合成振速峰值为0.000 807 cm/s,远小于古建筑安全振动控制标准。     

栉孔扇贝壳粉对刚果红的吸附性能研究

栉孔扇贝是中国养殖量最大的扇贝,其废弃的贝壳资源利用也成为了关注的热点。贝壳粉是一种天然的生物吸附剂,本文通过高温煅烧处理,进一步优化了栉孔扇贝壳的吸附性能,采用扫描电镜分析、红外光谱分析表征手段对其形貌、组成进行分析;同时探讨了不同贝壳粉煅烧温度、反应时间、反应温度、刚果红初始浓度对其吸附性能的影响以及吸附动力学模型和等温吸附模型。结果表明, 900℃下煅烧的贝壳粉吸附性能最好;吸附反应在5 min内迅速发生,在150 min后基本达到平衡;该反应符合准二级吸附动力学过程(R2=0.999 1),吸附等温线符合Freundlich模型,属于多相吸附,低温更有利于刚果红在煅烧栉孔扇贝壳粉上的吸附。以上结果对于解决印染废水的净化处理具有重要意义,也为栉孔扇贝壳废弃资源综合利用奠定理论基础。     

粉砂质板岩力学特性及各向异性特性

为研究鄂西北地区板岩的力学特性及各向异性特征,开展了志留系粉砂质板岩的单轴压缩和巴西劈裂试验,分析了试样的力学特性和各向异性特征以及在不同荷载作用下的变形破坏模式,揭示了不同破坏模式的力学机制,并通过数值分析研究了不同板理面角度板岩边坡破坏模式及力学机制。研究结果表明,粉砂质板岩中的板理面是影响岩体力学行为的弱面,使得粉砂质板岩表现出明显的各向异性的特征。在单轴压缩条件下,粉砂质板岩在垂直板理面方向比平行板理面方向更易变形,变形量更大;平行板理面方向加载时试样破坏类型为竖向劈裂型张拉破坏,其实质是压杆失稳;垂直板理面加载时试样的破坏类型为穿切板理面的劈裂型剪切破坏;所测得的力学参数各向异性也较明显。在劈裂荷载作用下,粉砂质板岩的破坏模式主要有张拉劈裂破坏和沿板理面剪切破坏两种,所得抗拉强度在平行板理面方向上最大,在垂直板理面方向上最小,两个方向上的抗拉强度均小于抗压强度。由于板理面间的抗拉强度极低,在受到与板理面呈小角度相交的劈裂荷载作用时,容易产生沿板理面的张拉劈裂或拉剪破坏,在实际工程中应尽量避免板理面间的受拉破坏和沿板理面的拉剪破坏。在边坡工程中,板理面倾向、倾角对边坡破坏模式及力学机制有较大影响,边坡防护治理需充分考虑这一影响。上述研究为粉砂质板岩区岩质边坡防护治理以及其他岩石工程设计与施工提供理论依据与技术基础。     

川西北地区中三叠统顶部溶蚀型喀斯特特征及地质意义*

中三叠统顶部溶蚀型喀斯特在什邡金河剖面及四川盆地大部分地区已有报道。在近期的野外工作中,在川西北地区绵竹汉旺观音崖、江油黄莲桥和江油马鞍塘剖面天井山组近顶部、顶部也识别出这一古特提斯面,其形成与强烈的构造活动或全球海平面下降造成的岩层长时间的暴露有关。其表现形式主要为: (1)暴露溶蚀间断沉积面;(2)溶沟、溶缝及其内的碳酸盐、陆源碎屑充填物;(3)暴露期黏土层;(4)喀斯特角砾。其中暴露溶蚀间断沉积面上的沉积构造以鸟眼、层状孔洞构造最为典型,在绵竹汉旺观音崖剖面最为发育,孔、洞充填物主要为亮晶方解石和白云石;溶沟、溶缝及其内的碳酸盐、陆源碎屑充填物在江油马鞍塘、汉旺观音崖、什邡金河等剖面均有发育,这些溶缝、溶沟一般近于竖直发育,宽度及深度不一,被碳酸盐角砾、亮晶方解石、白云石或陆源黏土等所充填;暴露期黏土层主要见于江油黄莲桥剖面,共发育2套,厚5~20 cm,与铁质矿物共生,其上下发育深灰色潟湖沉积;喀斯特角砾主要见于汉旺观音崖剖面,喀斯特角砾最大可达15×20 cm大小,呈棱角状充填于富含泥质和有机质的暗色碳酸盐基质中。天井山组近顶部溶蚀型喀斯特的发现可为区域地层等时对比提供依据,与其有关的古岩溶作用可在天井山组(或雷口坡组)顶部碳酸盐岩中形成以溶蚀孔、洞、缝为主要储集空间的古岩溶型储集层。     

长江口及其邻近海域表层沉积物粒径及生源要素分布特征

针对2015年长江口及其邻近海域所采集的43个表层沉积物样品,通过粒径分析以及生物硅(BSi)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)等生源要素参数的测定,系统探讨了长江口表层沉积物粒径及生源要素的时空分布特征以及各要素的相互关系。结果表明:(1)长江口及其邻近海域表层沉积物组成以黏土质粉砂、粉砂质砂和砂为主。研究区域内,粒径组成呈现明显的"南细、北粗,近岸细、离岸粗"的分布特征,长江口及浙江近岸泥质区的表层沉积物粒度最细,中值粒径(Φ)在5以上;(2)调查海域表层沉积物中BSi含量在0.22%~1.82%之间,沉积物中粉砂、黏土含量及平均粒径(Φ)均与BSi含量呈显著正相关(P0.01),黏土矿物和粉砂较多的细颗粒沉积物更易累计和保存BSi;(3)TOC和TN的含量分别在0.04%~1.17%和0.01%~0.26%之间,其分布特征与沉积物中值粒径(Φ)和BSi的分布也有明显的正相关性,说明细颗粒沉积物更有利于有机质保存,表层沉积物中的硅藻可能是有机物的来源之一。     

南海东北部分粒级叶绿素a和超微型光合生物的周日变化

分别于2014年春、秋和2015年夏3个季节对南海东北部A站位(118°E,21.5°N)分粒级叶绿素a浓度和超微型光合生物(原绿球藻、聚球藻和超微型真核藻类)细胞丰度的昼夜变化进行了24 h时间序列连续观测和分析。通过萃取荧光法分析叶绿素a浓度,发现叶绿素a浓度呈现明显的昼夜变化,春季正午最高,秋季和夏季基本变化趋势为白天升高,夜晚降低;而因夏季中午的光抑制作用,叶绿素a的浓度相对较低。超微型光合生物(0.2~3μm)对总叶绿素a的贡献最高(71.49%),小型浮游植物(20μm)贡献率最低(10.41%)。通过流式细胞技术检测到3个超微型光合生物类群;其中,原绿球藻为优势类群,最大细胞丰度达1.05×10~5cells/m L,其次是聚球藻,超微型真核藻类的细胞丰度最低,但由于其单位细胞内的叶绿素a含量高,所以可能对叶绿素a的贡献最大。聚球藻丰度基本上白天下降,傍晚到午夜上升;秋季和夏季,超微型真核藻类的丰度白天高,夜晚低,而春季则相反;原绿球藻在秋季和春季的昼夜变化规律和超微型真核藻类相似。在多种因素共同影响下,光照是调控叶绿素a浓度和超微型光合生物丰度昼夜变化的一个关键因素。季节变化上,原绿球藻的细胞丰度季节间没有统计学差异(P0.05),聚球藻的季节变化为秋夏春,超微型真核藻类的季节变化规律和聚球藻相反。     

施氏鲟Asnanos1基因序列分析及其在雌雄不同组织中表达

本研究首先从施氏鲟(Acipenser schrenckii)性腺转录组中获得nanos1(Asnanos1)基因全长c DNA,并对其序列的准确性和特征分别进行PCR验证和生物信息学分析。进一步利用荧光定量RT-PCR技术检测Asnanos1基因在雌、雄施氏鲟的性腺、心脏、鳃、脑、肾、肝脏、脾脏等组织中的表达量。利用荧光定量RT-PCR技术检测Asnanos1基因在雌、雄施氏鲟的性腺、心脏、鳃、脑、肾、肝脏、脾脏等组织中的表达量。结果显示:Asnanos1的c DNA全长为1 389 bp,其中,5′非编码区(UTR)为414 bp,3′UTR为279 bp,ORF为696 bp。该基因共编码231个氨基酸。Asnanos1基因在施氏鲟除心脏以外的各组织中均有表达,在雌、雄鱼的鳃、脑、肾、肝脏、脾脏等组织中表达量无显著差异,但在卵巢中的表达量显著高于其他各组织(P0.05)。所得到的结果可为人工培育全雌施氏鲟苗种提供一些基础资料。     

FSRU码头系泊模型实验与数值模拟研究

FSRU在恶劣环境条件下的作业和安全停靠性能与系泊缆张力、靠垫挤压应力、船体6自由度运动等参数有关。针对FSRU码头处海洋环境条件,进行FSRU不同装载状况的模型实验,获得FSRU的6自由度运动及其系泊载荷的动力特性。基于三维辐射和绕射理论,使用Sesam软件进行频域计算,以此为基础在相应海洋环境条件下进行时域耦合分析,获得FSRU 6自由度运动、系泊载荷、靠垫应力等参数的响应时历。结果表明:30%装载、横浪条件下FSRU的运动响应最大,系泊缆张力未达到破断值,靠垫压力超过其压缩60%时的载荷;模型实验对FSRU运动响应和系泊缆张力的预测结果可信,靠垫受力情况需要数值仿真进行辅助研究。     

FPSO软刚臂单点系泊系统定量风险分析

针对FPSO软刚臂单点系泊系统出现过的系泊腿失效及背向工况风险事件,以渤海某16万吨级FPSO为例,采用数值模拟的方法,计算FPSO及单点系统在百年一遇海况下的载荷效应,通过统计学方法拟合效应的概率分布,完成定量风险分析。对于系泊腿旋转失效后的风险,使用故障假设(what-if)方法,依据失效后果判断其风险权重。计算结果表明,系泊腿结构在正常情况下受拉失效的概率很小;系泊腿纵摆失效后导致的结果比横摆失效更为严重,风险权重更大。背向工况下,船艏与YOKE的间距要明显小于顺向工况,在设计时增大二者间距可有效减小碰撞风险。     

Motion and Dynamic Responses of A Semisubmersible in Freak Waves

The present research aims at clarifying the effects of freak wave on the motion and dynamic responses of a semisubmersible. To reveal the effects of mooring stiffness, two mooring systems were employed in the model tests and time-domain simulations. The 6-DOF motion responses and mooring tensions have been measured and the 3-DOF motions of fairleads were calculated as well. From the time series, trajectories and statistics information, the interactions between the freak wave and the semisubmersible have been demonstrated and the effects of mooring stiffness have been identified. The shortage of numerical simulations based on 3D potential flow theory is presented. Results show that the freak wave is likely to cause large horizontal motions for soft mooring system and to result in extremely large mooring tensions for tight mooring system. Therefore, the freak wave is a real threat for the marine structure, which needs to be carefully considered at design stage.