“能谱CT”专栏编者按

随着CT技术和其他专业学科的发展,CT理论与技术在工业、地球物理、医学影像、工程勘探、无损探测、现代农业、安全检测等领域得到了广泛的应用。纵观CT的发展,经历了从非螺旋CT到螺旋CT、从单排CT到多排CT等几个发展阶段,目前能谱CT的研究已成为新的热点。     

近期观测揭示的热带印度洋环流多尺度变率

热带印度洋环流是由赤道环流体系、近赤道海域及边缘海环流和涡旋构成的有机整体,其动力调整过程受到印度季风和印度洋偶极子(IOD)驱动,具有复杂的多尺度变异特征.本文总结了近年来中国科学院南海海洋研究所在热带印度洋开展的大面积水文观测和数值模拟研究成果,其初步揭示了热带印度洋环流的多尺度演变特征及其控制机理.研究表明:(1)赤道风场直接驱动的开尔文波和罗斯贝波及赤道印度洋东边界反射的罗斯贝波调控着赤道潜流(EUC)和赤道中层流(EIC)的形成和演变;(2)赤道风生动力过程是东印度洋上升流温跃层年际变异的主要控制因素;(3)赤道波动将大量能量以沿岸开尔文波和辐射自由罗斯贝波的形式输送至孟加拉湾,调制该海域环流和涡旋的变异特征.本文亦探讨了动量平衡和海盆共振对赤道环流体系变异的可能影响,以及赤道风场通过风生动力过程调控东印度洋上升流演变时间等尚未解决的问题.文中介绍了中国科学院南海海洋研究所通过国际合作推动印度洋联合调查计划,为更好服务于热带印度洋环流多尺度变率研究,保障海上丝路沿线国家海洋环境安全提供充足的数据和科研储备.     

大姚铜矿紫色砂岩的压拉变形特性试验研究

介绍了一种可对同一岩石试样分别进行单轴压缩和单轴拉伸实验的试验装置,该装置改变了因岩样不同而导致的压拉试验结果无法进行直接对比分析的现状,为岩石从受压转向受拉或从受拉转向受压的过渡特性的试验研究提供了可能。以云南大姚铜矿紫色砂岩为例,研究了其在压拉试验条件下的变形特性。结果表明：该种岩石从压缩到拉伸阶段弹模变化不大,但压缩泊松比与拉伸泊松比的变化较为复杂。试验同时证明该类岩石的压缩与拉伸并不是截然不同的两种过程,单轴压缩试验的卸载曲线与直接拉伸试验的加载曲线具有很好的连续性。     

2005-2009年、2011年和2013年南海东北部120°E断面秋季体积输运的年际变化

基于2005年至2009年、2011年和2013年各年九月份南海开放航次获取的东北部120°E断面的水文观测资料,运用了地转流诊断和模态分解两种方法,研究了该断面流场结构和体积输运的年际变化特征。2005年、2006年、2007年和2013年流场呈显著斜压特征,断面上、下层流速方向相反;而2008、2009年和2011流场垂向变化不明显,呈现准正压结构。断面体积输运沿深度分布呈现三种方式：一致向西（2005年、2007年和2011年）,上西下东（2008年和2013年）和上东下西（2006年和2009年）。断面净体积输运亦有显著年际变化,在2005年出现西向最大-11.2Sv,在2013年出现东向最大9.1Sv,而在2009年仅为西向-1.2Sv。模态分解表明,准正压结构的年份,流场主要被正压模态控制,但第一斜压亦不可忽略;而斜压结构的年份,流场由正压模和第一斜压模态共同主导。     

地球流体中的非线性Rossby波

Rossby波是由行星涡度随纬度变化引起的一种波动,它是地球流体中大尺度运动的主要波动之一.     

基于应力影响系数法的高边坡临界滑动面研究

临界滑动面一方面是与岩体结构面和坡面的组合关系有关,另一方面与荷载大小及位置有关。三维条件下,均质岩高边坡的破坏机理比较复杂,临界滑动面的判定较为繁琐。本文基于应力影响系数法对荷载作用下对均质岩高边坡三维临界滑动面形态及位置进行初步判别,研究各因素变化对临界滑动面分布形态的影响,结果表明:荷载作用下均质岩高边坡空间临界滑动面主要发生在基础前侧区域,约为一不规则楔体,楔体尺寸与桥基尺寸、坡度及桥基距离有关,其中桥基距离影响最大,荷载强度对滑动面形态无影响。桥基荷载作用下均质岩高边坡临界滑动线范围随桥基尺寸、桥基距离增加而增大,随坡度增加,临界滑动线长度减小,深度增大。本文提出桥基荷载作用下均质岩高边坡临界滑动面范围确定公式,即:均质岩高边坡破坏长度Pw=08444L-05098+05759S+693716,破坏深度Ph=01148L+0171B+11725+00733S-5719。     

电磁波CT岩溶路基注浆质量检测试验研究

首次应用电磁波CT对岩溶路基注浆加固进行质量检测,现场根据不同岩溶发育类型选取9段典型试验区段,60个试验断面。对每个试验断面分别进行注浆前、注浆后检测现场试验。试验结果表明,电磁波CT能够探测出岩溶路基地下溶洞、基岩破碎带以及岩土分界面的分布形态,能够判释注浆后水泥浆液在地下岩土体中的流动及扩散,可以用于铁路岩溶路基注浆质量检测。检测方法为注浆前后对比测试分析,注浆后检测时间为注浆完7天以后。     

南海Argo浮标观测结果初步分析

对投放在南海内部的4个Argo浮标轨迹特征,温、盐结构及漂移速度进行诊断分析发现,Argo浮标剖面温、盐观测结果和气候态资料一致,同时上层海洋温、盐剖面资料表现出周期约2月的扰动信号,并且温跃层起伏与同期海表高度异常相关显著。和高度计资料计算而得的海表地转流相比,由Argo浮标漂移轨迹计算的表观流量值较小。在季节时间尺度上,Argo浮标表观流和Argo浮标所停留的中层参考面季节性海流相一致。     

热带太平洋盐含量的年际变化

为揭示热带太平洋上层盐度与ENSO的关系,探讨热带海洋的盐含量收支问题,运用EOF方法对SODA资料中热带太平洋表层和次表层(157.5 m)间的盐含量变化特征进行了分析.结果表明,盐含量具有年际变化的特征,第一和第二模态的空间分布分别具有南北反相和东西反相的特点.这为更好地研究与全球水文循环有关的海洋热动力问题提供了依据.     

含应变软化本构关系的岩-土接触元直剪试验数值模拟

关于含应变软化本构关系的岩-土接触面特性的研究手段较为有限,基于FLAC可实现具有应变软化接触的本构数值分析。利用该模型对接触面直剪试验进行模拟,并对接触单元剪切强度参数演化与剪切应力-位移关系变化特征进行深入研究。模拟结果再现了接触面的渐进性破坏过程及内部剪应力变化特征,研究表明了摩擦角的增减变化主控剪切应力-位移关系曲线的形式特征。