海相年轻沉积物~(36)Cl定年研究

提取、纯化海相沉积颗粒表面"诱导吸附"的36Cl(和Cl),制成加速器质谱(AMS)测定放射性比度I(36Cl/Cl)所需的标准样品,即高纯度AgCl;定量计算出沉积颗粒沉积封闭时的放射性比度I0(36Cl/Cl),依据放射性衰败定律I=I0e-λt计算得到沉积年龄t。研究结果表明:年轻的海相沉积物沉积封闭时的36Cl放射性比度I0与地理纬度之间存在一定比例关系,采取具有代表性、无污染的太平洋表面海水(4°18′N,161°09′E),经AMS测出的36Cl放射性比度IL为99.34±10.30,再利用36Cl产率与纬度的关系图,得出"放射性比度-产率"的比例常数μ为23.65238。测定了两个海底沉积物和一个海底锰结核的放射性比度I,计算得到的沉积年龄分别为83.2×104a、74.0×104a、17.6×104a。文章提出的I0定值计算方法具有科学依据,可操作性强,为揭示海洋沉积地层相关关系和沉积年龄精确测定提供技术支撑。     

中国大范围雷暴大风事件(Derechos)研究: 时空分布、环境背景和对流系统形态特征

2017年7月9日,天津市西南地区出现一次伴随短时强降水、冰雹、下击暴流的强雷暴大风天气过程,其中天津市静海区独流镇先后发生两次下击暴流大风。利用多普勒天气雷达数据、三维变分风场反演资料、地面加密自动站观测资料等,对此次强雷暴大风天气过程中下击暴流的成因进行了初步探讨。结果表明：(1) 本次过程发生在500 hPa冷涡后部和高空前倾槽形势下,上干冷下暖湿形成静力不稳定层结,对流发生前对流层中下层具有明显的条件不稳定、较大的对流有效位能和下沉对流有效位能,西南风与东南风形成的中尺度辐合线在低层高温背景下触发对流,较弱的垂直风切变环境使得对流风暴初期以脉冲风暴形式出现。(2) 下击暴流大风发生前伴随雷达回波图上反射率因子核心下降、中层径向辐合和低层中气旋等特征。(3) 降水粒子的拖曳作用对独流镇两次下击暴流大风的发生均起到重要作用;此外,第一次下击暴流大风的发生还与负浮力和干空气夹卷有关,第二次下击暴流大风的发生则与中气旋后侧扰动气压垂直梯度有关。

     

人工冻结黏土广义开尔文蠕变本构模型模糊随机优化

冻土的蠕变本构模型是冻结法建井的重要参考资料。在-5℃、-10℃、-15℃和-20℃下,针对人工冻结黏土进行不同应力等级的单轴蠕变试验,获得不同温度、不同应力等级条件下蠕变曲线的变化规律。通过模糊随机迭代搜索改进传统的Guess-Newton算法,得到模糊随机Guess-Newton算法步骤,利用改进的算法优化广义开尔文本构模型参数,获得各温度和应力下的优化蠕变模型。工程试验表明：模糊随机Guess-Newton算法能有效地优化广义开尔文本构模型参数,使模型更好地拟合冻土各阶段的蠕变值,准确地表征了冻土的蠕变特性,同时改进后的算法较传统的算法效率更高,收敛更快。     

基于地质体空间位置优化约束的航空重力梯度数据三维物性反演

重力数据的物性反演面临着严重的多解性问题,降低多解性的有效手段是加入约束条件.而边界识别、深度估计及成像方法可获取地质体的水平位置、深度范围等几何参数信息,本文将基于数据本身挖掘的地质体几何参数信息约束到物性反演中,以降低反演的多解性.通过引入基于深度信息的深度加权函数及基于水平位置的水平梯度加权函数建立优化约束条件,有效地提高了反演结果的横向及纵向分辨率.重力梯度数据包含更多的地质体空间特征信息,将优化约束反演方法应用到全张量数据的反演中,模型试验表明本文方法反演结果与理论模型更加吻合.最后对美国路易斯安那州文顿盐丘实测航空重力梯度数据的应用表明,本文方法在其他地球物理、地质资料不足的情况下获得更可靠的反演结果.

     

建筑物出口的人员疏散研究

根据建筑物出口疏散的特点,提出了一种改进型的元胞自动机模型。研究了影响人员疏散速度的两个因素:人员之间的相互拥挤产生的冲突和人员移动到出口时由于转弯导致的移动速度减慢。使用数学方法推导得出了摩擦冲突函数和转弯函数。通过计算机仿真与实际疏散实验对比发现,在不考虑转弯因素的情况下,仿真结果与实验结果偏差较大,而在同时考虑相互冲突和转弯因素时的仿真结果与实验结果偏差很小,验证了这两个因素是疏散仿真不可忽略的因素。通过分析仿真结果,验证了本文所采用的模型和函数能够准确地反映实际疏散过程,具有较高的实用价值。     

大气扰动分解技术在副高边缘大暴雨落区精细化分析中的应用

利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF）再分析资料,基于大气扰动分解技术,对2012年7月华北东部两次副高边缘大暴雨事件进行扰动分析。结果表明：边界层及对流层低层扰动辐合中心与副高边缘大暴雨中心有较好地对应关系;扰动锋区和扰动比湿大值区（4 g·kg^-1）叠加的区域与大暴雨落区相对应,与切变线类暴雨不同,副高边缘暴雨中心并不是出现在冷暖空气対峙扰动（0 ℃线）的位置,而是发生在扰动锋区内的暖区一侧（扰动温度0 ℃以南）;两次过程均存在自南向北的水汽通道,且水汽在输送过程中不断得到抬升,大暴雨落区对应的扰动水汽通量散度中心分别达到-6.8×10^-8g·cm^-2·hPa^-1·s^-1和-11.9×10^-8g·cm^-2·hPa^-1·s^-1,为大暴雨的形成提供了较好地水汽条件。     

地应力对油页岩地层劈裂注浆裂隙扩展的影响

地应力的差异性对劈裂注浆的裂缝扩展有着重要的影响。针对油页岩原位裂解区止水,本文提出定向射孔与劈裂注浆相结合的新方法,引导裂缝扩展。根据油页岩参数,利用RFPA软件,分析有无射孔对裂缝扩展的影响,并进一步分析地应力差异对有射孔时裂缝扩展的影响。结果表明,与无射孔注浆相比,有射孔注浆可定向劈裂并减小注浆压力;当x方向应力大于y方向应力时,射孔之间产生的大量裂缝将射孔连通形成帷幕;当x方向应力小于y方向应力时,随着应力差异的逐渐变大,裂缝扩展逐渐从x方向向y方向偏转,直到应力差异成为影响裂缝扩展的主要因素,射孔之间才未形成裂缝且不能连通。此研究成果可为油页岩原位裂解区止水工程提供借鉴。     

含水率对重塑淤泥不排水强度性质的影响

通过室内调配不同含水率的重塑淤泥,利用研制的室内微型高精度十字板剪切仪,研究了含水率对重塑淤泥重塑不排水强度的影响。该仪器的剪切强度分辨率为1 Pa,经试验验证,仪器测量结果的稳定性较好,但对强度越低的重塑淤泥试样其测量值的相对平均偏差越大。淤泥含水率对淤泥的不排水强度有显著影响,不排水强度均随含水率/液限的增大而减小,含水率/液限越大,不排水强度下降趋势越小。相同的含水率/液限时,不同种类的重塑淤泥的不排水强度比较接近。在双对数坐标中,不排水强度均随含水率/液限的增大而线性减小。由试验数据得出了不同种类重塑淤泥的不排水强度与含水率/液限之间的关系式,利用该关系式可以求得每一种重塑淤泥任意含水率下的不排水强度。文中的试验值大于洪振舜提出的关系式的计算值。当IL >2时,试验值与Locat和Leroueil提出的关系式的计算值基本吻合,当IL <2时,试验值大于Locat和Leroueil提出的关系式的计算值。     

地下水回灌技术在浅层承压含水层中的实践与探讨

上海地区承压含水层埋深较深,深基坑围护的止水帷幕难以深入到承压含水层底板进行地下水水平向的完全阻隔,减压降水过程势必对周边环境产生一定影响。以上海盛大国际金融中心深基坑回灌试验为依据,表明人工回灌地下水对控制承压水位具有一定效果,并运用数值方法模拟了不同回灌条件下坑外承压水位的变化。     

吹填泥浆中土颗粒沉降-固结规律研究

吹填泥浆中土颗粒沉降-固结过程十分复杂,其中土颗粒的沉降固结规律并不明确。室内沉降试验采用一种改进的方法--分层抽取法,先得到土颗粒体积分布规律,再利用体积通量函数法计算不同粒组颗粒平均沉速。计算结果表明,吹填泥浆在沉降过程中会出现3个区域,分别是干涉沉降区、絮体压缩沉降区和自重固结区;在沉降初期0～1 h和1～7 h内,干涉沉降区内土颗粒沉速远小于Stokes公式沉速计算值,颗粒沉速分别与颗粒直径的0.488 1和0.111 7次方有关。絮体压缩沉降区和自重固结区内颗粒基本不出现分选现象,均属于泥浆颗粒的沉积物;该试验中絮体压缩沉降区的密度约为1.04 g/cm3。