干湿循环下红黏土边坡裂隙演变规律

温度作为重要外界因素,对红黏土的强度特性和裂隙性具有重要影响。为研究干燥温度、含水率和干密度对非饱和红黏土强度特性和裂隙发育的影响,对不同蒸发温度条件下不同初始状态的非饱和红黏土进行直剪试验和干燥试验。分析了不同温度下红黏土的强度特性,结合图像处理技术对裂隙的发育规律进行了阐述,并对抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角)和裂隙形态参数(裂隙率)的关系进行了探讨。试验结果表明：裂隙几何参数(裂隙总长度、节点数和裂隙率)随着温度升高而增大。干密度越低,含水率越大,裂隙指标随温度的变化幅度越大,裂隙也越发育。张拉应力的存在是裂隙产生的主要力学原因。黏聚力随温度升高先增大后减小,衰减的幅度和干密度有关。随着温度升高,内摩擦角先缓慢增长,而后增速加快,含水率越低,变化越明显。随着裂隙率的增加,黏聚力先增多后减小,内摩擦角则不断增长。     

青海高原中、 东部多年冻土及寒区环境退化

近年来, 随着全球气候变暖和人类社会经济活动的增强, 处于季节冻土向片状连续多年冻土过渡区的青海高原中、 东部多年冻土退化显著. 巴颜喀拉山南坡清水河地区岛状冻土分布南界向北萎缩5 km; 清水河、 黄河沿、 星星海南岸、 黑河沿岸、 花石峡等岛状冻土和不连续多年冻土出现融化夹层和不衔接多年冻土, 有些地区冻土岛和深埋藏多年冻土消失, 多年冻土上限下降、 季节冻结深度变浅; 片状连续多年冻土地温升高、 冻土厚度减薄. 1991-2010年巴颜喀拉山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升90 m和100 m, 1995-2010年布青山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升80 m和50 m. 造成冻土退化的主要原因为气候变暖, 使得地表年均温度由负变正, 冻结期缩短, 融化期延长, 冻/融指数比缩小. 伴随着冻土退化, 高寒环境也显著退化, 地下水位下降, 植被覆盖度降低, 高寒沼泽湿地和河湖萎缩, 土地荒漠化和沙漠化造成了地表覆被条件改变.     

实测与卫星观测德基水库水质变化

德基水库集水区的气候条件适合温带水果及高冷蔬菜、茶叶的种植,德基水库集水区上游遍布果园、菜园与茶园。因此,每逢大雨来临时,大量的残留肥料常遭冲刷至水库中。这些残留的肥料中含有大量的氮、磷等营养盐,足以提供水库微生物的生长繁殖所需,也因此造成水库中二角多甲藻的大量繁殖,进而形成藻华现象。研究使用Landsat TM卫星数据,搭配传统监测模式,以监督式影像分类法分析与监测德基水库1995年的藻华现象。研究结果显示,以Landsat TM卫星数据监测德基水库的藻华现象,其准确率可达87.5%以上。由影像分类的结果可得知,德基水库二角多甲藻之藻华现象发生较严重的时期为夏天,而冬天则较为轻微。此现象发生的原因,应与集水区上游的农业经营模式息息相关。此外,德基水库藻华现象发生的区域及其程度也经由实地调查与卫星影像监测,一一获得证实。     

非饱和渗流问题的自适应欠松弛变量变换方法

在使用有限元方法求解非饱和土渗流问题时,土-水特征曲线和渗透率函数的强烈非线性经常会造成计算中出现迭代不收敛、计算误差大等问题。基于变量变换的思想,结合时间步长自适应技术提出了一种求解非饱和渗流问题的新方法--欠松弛RFT变换方法（ATUR1）。ATUR1方法通过变量变换,大大降低了Richards方程中未知数在空间和时间上的非线性程度,从而改善这种非线性所带来的计算收敛困难和精度差等问题。欠松弛技术的引入减少了迭代过程中的振荡现象,进一步提高了非线性迭代计算的效率。时间步长自适应技术则有效地控制整个计算过程的误差。数值算例结果说明,ATUR1可以有效地提高计算效率和精度,是一种准确有效的计算方法。     

水玻璃固化硫酸盐渍土强度特性及固化机制研究

盐渍土化学固化法是解决盐渍土盐胀、溶陷和腐蚀等不良工程问题的有效方法之一。通过无侧限抗压强度试验、X射线衍射试验、化学成分分析和扫描电镜试验研究了石灰粉、煤灰、水玻璃联合固化硫酸盐渍土的强度特征,分析探讨了其固化机制。试验结果表明：石灰含量小于8%时,石灰、粉煤灰、水玻璃联合固化硫酸盐渍土的抗压和抗剪强度较石灰粉煤灰固化土有大幅度提升,固化土强度随水玻璃浓度几乎呈线性增长。水玻璃固化硫酸盐渍土强度增加的机制在于：水玻璃的碱激发粉煤灰作用和水玻璃与盐渍土中化学成分的吸附作用所生成各类凝胶的填充和包裹,使得骨架颗粒的接触面积增大,颗粒之间的孔隙逐步减小,骨架颗粒由点接触变为面接触,固化盐渍土通过凝胶而黏结成为一个紧密的空间网状整体结构,土体强度得以提高。同时,复杂的物理化学作用大幅度降低了固化盐渍土中 含量,有效地抑制了硫酸盐渍土的盐胀特性。     

小兴安岭伊春地区环斑花岗岩组合特征及其地质意义

通过1∶25万鹤岗市幅区域地质调查,首次在小兴安岭中南段摩天岭一带发现了具环斑结构的晚石炭世二长花岗岩.环斑长石多呈自形晶宽板状或宽板柱状,少数为圆球状.大小不一.2～3.5 cm,内核为肉红色碱性长石,外壳为宽1～2 mm的灰白色斜长石,有时也见无环的卵圆形斑晶.其岩相学、岩石地球化学特征研究表明,摩天岭环斑花岗岩及其岩石组合为不同于前寒武纪典型非造山环斑花岗岩的造山带型环斑花岗岩,为形成于造山带与板块俯冲体制有关的岛弧或活动大陆边缘环境下的Ⅰ型花岗岩.     

平湖油气田凝析油回注油藏对开发效果影响机理研究

凝析油回注油藏是平湖油气田开发过程中为应对海底输油管线而采取的一种工程应急措施。凝析油回注油藏会引起油层内流体渗流特征的变化，并进而影响油井恢复生产后的开发指标。从室内物理模拟实验和油藏数值模拟两方面开展凝析油回注油藏的影响效果分析，并根据研究结果提出合理的回注方式，不仅从机理上为解决海上油气田开发工程中所遇类似突发事件的处理提供了依据，而且在物理模拟实验和油藏数值模拟研究相结合对油藏基础研究方面提供一些重要的结论。     

冻融循环对塑料土工格栅拉伸性能的影响

在-25～ 25 ℃环境温度条件下, 采用水中冻融和空气中冻融两种方式, 经过50次冻融循环后, 在15 ℃、 0 ℃、 -10 ℃、 -20 ℃和-35 ℃工况下对土工格栅试样进行了拉伸性能的试验研究, 获得了聚乙烯塑料土工格栅的极限承载力、最大延伸率、 不同延伸率对应的应力值等数据. 试验结果表明, 聚乙烯塑料土工格栅在低温时抗拉性能明显提高, 从 15 ℃降至-35 ℃时, 5%延伸率对应的抗拉强度提高107%, 极限承载力提高19%. 同时, 聚乙烯塑料土工格栅极限延伸率随温度降低呈线形关系降低, 从 15 ℃降至-35 ℃时, 极限延伸率降低80%.     

切割式横缝碾压混凝土重力坝抗震安全性研究

由于切割式横缝的联接作用,切割式横缝碾压混凝土重力坝近似为一个整体结构。当遭遇强震作用时,随着切割式横缝的开裂程度不同,碾压混凝土重力坝的抗震安全性也就有所不同。针对切割式横缝的结构特点,在有限元法动力分析中,利用“生死”单元来模拟切割式横缝的联接单元和切割单元,且以整个横缝联接单元弹性模量的不同折减来模拟切割式横缝的不同开裂程度,并应用到金安桥水电站左岸坡坝段群的抗震安全性分析中。分析结果表明：金安桥水电站左岸坡坝段群在设防烈度为IX度的地震作用下,切割式横缝的开裂对左岸坡单个坝段和坝段群的抗震安全性影响不大,且大坝是安全的。这说明了金安桥水电站碾压混凝土重力坝结构设计合理,能够抵御设防地震。     

水库群水沙调控的单-多目标调度模型及其应用

为缓解内蒙古河段"二级悬河"形势,以黄河上游沙漠宽谷河段为研究对象,以龙羊峡水库、刘家峡水库为调控主体,开展黄河上游水沙调控研究。建立了输沙量、发电量最大的单目标模型以及多目标模型;分别采用自迭代模拟算法、逐次逼近动态规划算法(DPSA)和改进的非支配排序遗传优化算法(NSGA-Ⅱ)求解模型;设置了初始、常规、优化和联合优化4种方案。通过实例计算,联合优化调度方案的区间总冲刷量达到了0.38亿t,梯级发电量148.22亿kW·h。该方案以较小的电量损失换来了输沙量的大幅度增加,水沙调控效果显著,推荐为最优方案。研究成果量化了水沙调控效果和各目标间的转化规律,为开展黄河上游水沙调控提供了决策依据,具有重要的应用价值和实际指导意义。