藏北祖尔肯乌拉山地区新生代高钾钙碱岩系火山岩同位素地球化学研究

通过对藏北祖尔肯乌拉山地区新生代高钾钙碱岩系火山岩Sr,Nd,Pb同位素成分的系统测试分析表明,火山岩具有相对高的^87Sr／^86Sr和低的^143Nd／^144Nd值及高的Pb同位素组成特点,且Sr,Nd,Pb同位素比值变化范围很窄,反映了其具有同源岩浆的特点,并且经历了类似的地球化学动力学过程。Sr,Nd,Pb同位素组成及相关图解判别表明,藏北祖尔肯乌拉山地区新生代高钾钙碱岩系火山岩来源于被大洋沉积物和地壳物质所混合的不均一富集地幔源区,显示源区具有壳幔混源性质,与EMⅡ型富集地幔源特征一致。     

深海浮球内部气压对水下内爆波的抑制机理

深海潜器常携带中空浮球来为其提供浮力。陶瓷因其高强度、低密度等优点成为浮球的理想材料。然而,中空结构在外部高压环境下易发生内爆,产生的内爆波会对周围结构产生毁灭性损害。为了探索浮球内部初始气压对内爆波的影响,首先,利用气泡动力学对其不考虑球壳影响时进行理论分析,得到内爆波压力脉冲沿径向以指数?1 衰减,并指出其物理意义和隐含假设,进而从能量分析得到增加内压使压缩空气消耗的能量增加,从而减弱释放到水中的压力波能量;其次,采用三相流固耦合有限元模型进行计算,考虑水的可压缩性和球壳因挤压引起的脆性破裂的影响,得到更为接近实际的内爆压力的分布。由于两侧挤压球壳,外部的水在不断扩大的缺口处产生向内的射流,造成内部气体非球形塌缩,后续压力波呈现出与球壳碎裂方式有关的方向性差异。通过有限元模型对内部初始气压的研究表明,增加初始内部气体压力到 1 MPa 时,压力脉冲在球壳表面处下降了 15. 6%~24. 8%。这一结果表明,在几乎不增加浮球质量的条件下,增加内部初始气压具有很好地抑制近端内爆波强度的效果。     

基于CPTU解释黏性土不排水抗剪强度方法研究

黏性土的不排水抗剪强度Su是海上风电工程设计中重要的力学参数之一,孔压静力触探测试（简称CPTU）无法直接测得黏土强度,但其所提供的锥尖阻力、侧摩阻力以及孔隙水压力与土体的不排水抗剪强度存在映射关系,国内外基于CPTU已经演化出多种解释土体不排水抗剪强度计算公式。基于滨海某海上风电项目,开展了原位CPTU试验、三轴不固结不排水（UU）、三轴固结不排水（CU）、固结快剪（CQ）以及船上微型十字板剪切（MVST）试验,对已有计算公式的适用性进行了校验,分析发现需根据区域场地情况对其中经验系数进行相应的调整以提高计算精度。研究基于CU试验结果,结合工程实例对原有公式中经验参数进行优化修正,最后通过误差分析,验证了修正预测模型的准确性与合理性,利用改进后的修正预测模型可使江苏地区海域黏性土不排水抗剪强度的计算得到更准确的结果。     

未来北极夏季陆面气温变化区域特征及其与北大西洋海面温度的关系

未来变暖背景下北极气候变化特征研究具有重要意义,基于国际耦合模式比较计划第六阶段（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6）中对北极气候变化模拟能力较好的模式模拟结果,研究SSP2-4.5情景下21世纪北极2 m气温的时空变化特征及其影响因素。结果表明：（1）极地陆地的欧亚大陆（Eurasia,EA）和北美-格陵兰（Greenland,GL）对全球变暖具有不同的响应。EA在21世纪中叶前变暖趋势显著,之后主要表现为年代际尺度的冷暖振荡;GL则始终保持增暖趋势。EA、GL分区气温均存在年际、年代际（10~20 a）尺度上的波动,GL分区还存在20~40 a的准周期变化。（2）前冬北大西洋涛动正位相会引起次年夏季北大西洋呈南北向“-、+、-”三极型海面温度异常,并通过影响大气环流导致EA分区气温正异常,这种影响主要体现在年代际尺度上。（3）北大西洋多年代际振荡为正异常时,北美至格陵兰位势高度偏高,GL分区增暖,并且这种影响在21世纪70年代后更重要;北太平洋北部的海面温度正异常对GL分区增温也有贡献。     

促进我国大洋矿产资源商业化开发的思考

自1991年以来,我国大洋矿产资源开发事业取得了长足进步,包括大洋资源调查、技术装备研发、国际事务方面等。然而,与西方发达国家相比,我国大洋矿产资源开发事业仍存在较大差距,调查装备质量、标准化和国产化水平均仍较低,深海采矿、冶炼技术较为落后,商业化开发步伐远落后于发达国家。在西方国家广泛开展深海矿产开发技术研发的情况下,我国应加强深海矿产商业化开采的顶层设计研究,深化深海调查采矿冶炼技术研发,推动技术设备通用化和标准化。     

下地壳流变与造山带同挤压期地壳伸展的动力学关系

应用不可压缩非牛顿粘性流体的本构关系,对造山带同挤压期下地壳流变及其与上地壳构造伸展的动力学关系进行了二维有限元数值模拟. 结果表明,在板块侧向挤压下,当造山带山根下陷和地表隆起达一定程度后,地壳不同层圈岩石将发生复杂的粘性流变. 流变的运动学方式和分布范围不仅与时间有关、同时还受地壳厚度转变带形态的制约. 在构造挤压和山体荷载达到弹性平衡状态后,地壳流变首先发生在造山带下地壳山根,但经一定的Maxwell时间后,流变将不断局限于造山带前缘的厚度转变带. 这一流变方式的变化是导致造山带浅部地壳动力学转变的主要原因. 它造成造山带内上地壳最小主应力从近水平挤压不断转化为近水平拉张,由此使造山带前陆发生挤压冲断的同时,山体的核部发生上地壳的拉张伸展. 最后,应用这一结果讨论了青藏高原南缘南北向地壳伸展的动力学性质.     

护桩在强风化软岩CFG桩复合地基中的应用

通过对CFG桩复合地基性能分析发现,CFG桩-筏复合地基在边桩外侧约一倍桩距的区域形成了一条塑性变形带,是导致复合地基的整体失稳的主要原因。在塑性变形带增加一排护桩,并对加桩前后复合地基的应力变化、地基沉降等特征进行对比分析,发现加桩后地基性能得到明显改变,在相同条件下,地基沉降量明显减少,地基稳定性明显提高。     

滇中引水工程昆明段岩溶水发育规律及对隧洞工程的影响

可溶岩区地下岩溶水对隧洞造成很大的威胁,如引起隧洞涌水、突水、突泥等。本文通过地质调查、勘探、抽水试验,分析滇中引水工程昆明段地下岩溶水发育规律及分布特征,为滇中引水工程以及今后地下隧洞工程设计和施工提供依据。调查分析显示,滇中引水工程昆明段岩溶在二叠系、石炭系、泥盆系可溶岩中均有分布,主要呈带状分布于地下水排泄基准面附近及断陷盆地、断裂沟谷内,其次在新构造运动控制的断裂地段及岩性变化造成的不同微水文地质单元交界处;在二叠系灰岩中,地下水分层排泄,石炭系、泥盆系中发育有落水洞,形成地下岩溶通道;在1900～2150m高程段岩溶发育密集,该高程区为岩溶地下水的主要径流区,对隧洞影响最大,存在涌水、突水、突泥、岩溶塌陷、遭遇岩溶空腔的隐患。     

基于离散元方法的落石碰撞破碎研究

落石是山区公路边坡常见的地质灾害。落石撞击破碎是落石灾害中常见的现象,落石破碎致使运动轨迹改变往往会增大落石的危害性,但其通常未被考虑到落石的防护设计中。因此,落石破碎机理的研究对落石防护措施设计有重要的指导意义。本文运用离散元方法（离散元开源软件Esys-Particle）模拟落石铅直撞击地面的过程。在模型中,落石由大量的颗粒组成,并且相邻的颗粒由可断裂的黏结材料黏接;地面由一层固定的颗粒组成,从而模拟地面的摩擦、弹性变形性质。模型模拟出落石反弹、破碎和粉碎等过程,分析黏结材料的杨氏模量、颗粒间凝聚力和内摩擦角对落石撞击地面过程的影响,得出落石撞击过程中破坏率和动能的变化过程。研究发现：当杨氏模量和凝聚力的比值较小时,落石将会发生反弹;当杨氏模量和凝聚力的比值增大到一定程度时,落石将会破碎成不同大小的块体;当杨氏模量和凝聚力的比值超过一定限度时,落石将会破碎成非常细小的块体;内摩擦角的变化对撞击过程影响非常小。     

A DIAGNOSTIC ANALYSIS OF AIR TEMPERATURE ANOMALY MODE OVER CHINA IN 2009/2010 WINTER BASED ON GENERALIZED EQUILIBRIUM FEEDBACK ASSESSMENT (GEFA) METHOD

By using the observed monthly mean data over 160 stations of China and NCAR/NCEP reanalysis data, the generalized equilibrium feedback assessment(GEFA) method, combined with the methods of EOF analysis, correlation and composite analysis, is used to explore the influence of different SST modes on a wintertime air temperature pattern in which it is cold in the northeast and warm in the southwest in China. The results show that the 2009/2010 winter air temperature oscillation mode between the northern and southern part of China is closely related to the corresponding sea surface temperature anomalies(SSTA) and its associated atmospheric circulation anomalies. Exhibiting warming in Northeast China and cooling in Southwest China, the mode is significantly forced by the El Nio mode and the North Atlantic SSTA mode, which have three poles. Under the influence of SSTA modes, the surface northerly flow transported cold air to North and Northeast China, resulting in low temperatures in the regions. Meanwhile, the mid-latitude westerlies intensify and the polar cold air stays in high latitudes and cannot affect the Southwest China, resulting in the warming there.