2018年精河5.4级地震前地磁日变化畸变异常分析

2018年10月16日新疆精河5.4级地震发生时,震中附近的台站不同程度上记录了地磁日变化畸变异常,如地磁总强度F02时每日一值空间相关异常、地磁垂直分量加卸载响应比异常、地磁低点位移以及地磁日变化空间相关异常等。统计震前观测到的所有地磁异常,并分析研究了其震前异常变化特征。得到如下结论:(1)从全国每日一值相关分析结果看,震前114天出现每日一值空间相关异常,异常高值台为乌鲁木齐和克拉玛依;(2)震前59天沿北天山断裂带分布的地磁台站加卸载响应比均成组出现超限的高值,且异常高值的空间分布跟震中位置有一定关联;(3)中国大陆地磁台站震前37天出现低点位移突变分界线,且异常集中于震中附近;(4)震前出现地磁垂直分量日变化空间相关异常,异常台站空间上也主要集中于北天山地区。因此地磁垂直分量日变形态及有关的计算方法短期内具有一定的预报效能,可为今后利用地磁方法预测地震积累经验和震例。     

基于载噪比加权的BDS周跳探测方法研究

针对现有的周跳探测方法中载噪比(carrier-to-noise ratio, CNR)数据未被有效利用这一问题,在分析BDS卫星种类对MW(Melborne-Wubbena)组合观测值影响的基础上,基于传统TurboEdit算法,根据BDS不同种类卫星提出一种基于载噪比加权的MW组合周跳探测模型。测试结果表明,相比于传统TurboEdit算法,该方法可以有效减少BDS-2的IGSO卫星和MEO卫星因系统偏差引起的周跳漏检和误检,具有一定的优越性。     

基于改进Terzarghi方法的桩网地基桩土应力计算

桩土应力比是桩网复合地基承载力和沉降计算的重要参数,其与地基的固结沉降相关,具有明显的时变特性。已有基于Terzarghi土拱模型的松动土压力计算理论是在滑动面土体均达到极限状态的假定上讨论的,不适用于桩网地基小变形条件下桩土应力的计算。为此,在Terzarghi模型的基础上,相对位移面摩阻力传递函数采用等刚度理想弹塑性模型,结合土体单元的平衡方程与变形协调方程,导出了桩土应力及土拱高度理论解,系统分析了桩土应力及拉膜效应随各设计参数的定量变化规律。分析结果表明,改进方法与现有土拱效应模型相比适用性较好,随着桩土差异沉降增加,土拱高度和桩土应力比逐渐增大,土拱率呈双曲线形减小,同时拉膜效应逐渐发挥。增加填筑荷载对土拱效应有显著削弱作用,桩土应力比随桩距增大而减小,随黏聚力增大而增大。结合改进方法与已有现场实测数据,分析了桩土应力的时变特性,验证了该方法的合理性,可为桩网地基桩土应力计算提供参考。     

满流条件下管道破损诱发渗流侵蚀的试验研究

针对富水砂层中地下管道破损诱发地面沉降的问题,设计了一套可视化试验装置,对骨架粒径d90 =1.45～8.45 mm的11种砂土样、5种满流流速下土体渗流侵蚀诱发地表沉降的规律进行了研究。研究表明：（1）管道破损诱发的土体渗流侵蚀有3种模式,分别为：只突水无沉降、形成土拱并发生沉降和溃砂沉降;（2）土体骨架粒径、破损口尺寸、厚跨比是决定土体产生何种渗流侵蚀模式的主要因素,满流流速主要影响土体沉降范围;（3）管道破损口上方土体形成土拱或溃砂时,土体骨架粒径d90与厚跨比r的关系为：当8.0≥r≥4.2时,d90随r的增大呈抛物线下降;当12.5≥r≥8.0时,d90保持不变;（4）管道破损口上方土体形成土拱或溃砂时,流速为0的初始沉降半径、沉降深度由破损口直径D与土体平均粒径d50的比值（D/d50）决定;沉降半径、沉降深度均随满流流速的增大而线性增大;形成土拱时,沉降半径、沉降深度随流速增大的扩展速度（VL、VH）与D/d50呈对数关系;溃砂时,沉降半径随流速增大的扩展速度VL规律如下：当23.0≥D/d50≥6.0时,VL随D/d50的增加而线性增大,当42.0≥D/d50≥23.0时,VL随D/d50的增大呈对数减小。     

无黏性土压缩模型及其验证

土体本构模型的建立往往需要以等向压缩模型为基础。通过对无黏性土等向压缩特性的分析,发现无黏性土等向压缩状态下压缩指数的大小与当前孔隙比和球应力密切相关,进而提出了以当前孔隙比和球应力为变量的可分离函数表示的压缩指数表达式。在此基础上得到一个可以描述无黏性土压缩特性的三参数压缩模型。与试验数据的对比表明,该模型能够较好地拟合不同初始孔隙比下无黏性土等向压缩试验的孔隙比-应力关系。与以极限压缩曲线为参考线建立的压缩模型相比,在拟合低应力区无黏性土的孔隙比-应力关系时,提出的新模型更具有实用性。新模型也可为无黏性土建立本构模型提供基础。     

古堆泉岩溶地下水系统特征及系统圈划

古堆泉是汾河流域内唯一的中低温地热泉,研究其水文地质特征、划定岩溶地下水系统边界是进行岩溶地下水资源评价和地热水成因研究的基础。通过对古堆泉岩溶地下水系统的地质结构特征、水文地质结构特征和岩溶地下水循环演化规律分析,初步圈划了古堆泉岩溶地下水系统及其子系统。研究结果表明：系统内地质结构复杂、火成岩侵入和隐伏断裂发育,总体上可以将其概括为南北和东西向均"三隆三陷"的地质格局;古堆泉岩溶地下水主要接受塔儿山、二峰山及中条山碳酸盐岩裸露区的降水入渗补给,南梁泉和海头泉是系统内2个岩溶地下水的局部排泄点,古堆泉是最终排泄点。根据水文地质结构特征和岩溶地下水循环特征确定了古堆泉岩溶地下水系统边界及其水文地质性质,圈定的古堆泉岩溶地下水系统面积为2 942 km²,并进一步将其划分为4个相对独立的岩溶地下水子系统：塔儿山-九原山古堆泉岩溶水子系统、佛岭山-高显海头泉岩溶水子系统、中条山南梁泉岩溶水子系统、侯马盆地深循环岩溶水子系统。     

彰武县城段堤防加固方案比选探析

辽宁彰武县城区各段堤防由于建设时间久远,均不同程度存在边坡失稳、堤防不均匀沉降和护坡损毁等问题,通过现场查勘和问题分析。进行提防加固很有必要,在坚持不改变原有堤线布局的原则下,从投资、增加占地量、运行寿命、生态效果、施工难易程度以及毁林量大小等方面对拟定的均质土堤加固、浆砌石挡墙加固和混凝土挡墙加固3个方案优缺点进行对比分析,确定采用浆砌石挡墙加固型式作为本次彰武城市段堤防加固方案。     

穿越东非大裂谷工程地质与线路比选分析——以内罗毕—马拉巴铁路为例

内罗毕-马拉巴铁路工程是东非"北方走廊"的重要组成部分,是非洲内陆国家发展经济的主干线。铁路线路工程穿越的东非大裂谷,地质复杂、火山地貌、断裂带和拉张裂缝等不良地质极为发育,而东非大裂谷铁路工程建设的研究资料十分匮乏。为了研究穿越东非大裂谷的铁路线路,本文首先介绍了东非大裂谷地形、地貌、裂谷的发育机理、区域断裂分布,然后以铁路沿线经济控制点为主轴,制定了穿越东非大裂谷铁路线路3大通道。分别对线路3大通道穿越的地形、地貌比选,穿越的地层、断裂和地裂缝比选,穿越地震、火山发育比选以及穿越的不良地质灾害比选,最后比选各线路通道的投资以及优、缺点,最终推荐南线通道方案。该线路方案得到肯尼亚政府的肯定和采纳。目前内马铁路正试运营,实践表明内马铁路裂谷段选线是较为成功的,可为同类工程提供借鉴。     

利用扁铲侧胀试验确定粗粒砂土的超固结比

本文利用扁铲侧胀试验对超固结砂土的土力学参数进行测试,目的是获取砂土的超固结比OCR和静止土压力系数k_0。经过一系列室内试验箱砂土物理模型试验的精确测试,分别得到在加载和卸载阶段的P_0压力值和P_1压力值,并换算成各项扁铲侧胀试验指标。试验结果表明,在扁铲侧胀试验指标中,侧胀水平应力指数K_D更能反映粗颗粒砂土的超固结比,因此,可用相对密实度D_r和侧胀水平应力指数K_D建立超固结比OCR的表达式;由于K_D/k_0和E_D/σ'_m之间有共同的因子,即状态参数ψ,因此可建立两者的关系式来计算静止土压力系数k_0。