A New Pursuit Mode of Nonlinear Wave Surface

The numerical mode of nonlinear wave transformation based on both the Laplace equation for water field and the Bemoulli equation for water surface is a kind of time-domain boundary problem with initial conditions. And the basis for establishing the numerical mode of nonlinear wave in time domain is to trace the position of wave free surface and to calculale the instantaneous surface height and surface potential function. This paper firstly utilizes the ‘0-1‘ combined BEM to separate the boundary by means of discretization of Green‘ s integral equation based on the Laplace equation, then separates the free surface of wave with FEM and derives the FEM equation of wave surface that satisfies the nonlinear boundary conditions. By jointly solving the above BEM and FEM equations, the wave potential and surface height could be obtained with iteration in time domain. Thus a new kind of nonlinear numerical mode is established for calculating wave transformation. The wave test in the numerical wave tank shows that the numerical simulation with this mode is of high accuracy.     

太湖水体势能异常及水体层化的特征及其机制

大型浅水湖泊的水体势能异常和层化对水生生态环境演变、局地天气及气候系统有着重要的影响。基于2009年8月11—22日和3月17—28日的气象数据及水温廓线,探讨了太湖水体势能异常和表层混合层深度的变化规律及其机制。结果表明:太湖水体势能异常呈现明显的日变化特征,晚间水体势能异常消失,而白天逐步凸现出来;水—气之间的热量交换是影响水体势能异常和水体层化程度的关键性因子;夏季水体势能异常和层化程度远强于春季,其主要原因是夏季风场引起的混合作用比春季弱,而夏季水—气热量交换对水体势能异常的增强作用比春季强;水体势能异常程度与表层混合层深度存在显著的指数关系。     

框架结构侧移曲线的泛函推导和目标位移确定

直接基于位移的抗震设计方法要求在设计之初确定结构各楼面处的目标侧移以便将多自由度体系转化为单自由度.基于Hamilton原理,从能量的理论出发建立了关于框架结构侧移曲线的泛函,通过数学中的变分原理推导了该侧移曲线,并指出了数学原理与力学中能量观点的联系,使得框架结构侧移曲线有了可靠的数学理论基础.最后提出了按该侧移曲线确定结构目标侧移的方法并通过算例说明了该方法的可行性.文中提出的侧移曲线适用于刚度沿高度分布较均匀的框架结构.     

基于最小势能法的三维临界滑裂面搜索方法

为了得到三维边坡的临界滑裂面,提出了6个参数控制的三维滑裂面构造方法,基于边坡三维最小势能稳定性分析方法建立目标函数,采用遗传算法实现了临界滑裂面的搜索,并开发了相应的搜索程序。为检验文中搜索方法的合理性,将其与其他方法得到的临界滑裂面以及最小安全系数进行比较,并且将室内模型试验得到的临界滑面与理论搜索的结果进行对比。研究表明：搜索方法可实现稳步收敛;针对算例进行多变量同时变化的搜索验算,得到了与极限平衡法较为接近的结果,表明提出的搜索方法是合理的;理论计算结果与室内模型试验坡面加载得到的边坡临界滑面较为接近,再次验证三维边坡临界滑面搜索方法是可行的。     

降雨入渗补给地下水机理探讨

通过降雨转化为地下水的过程分析，论述了土壤水转化为地下水的内在原因及其必要条件和充要条件。     

最小势能原理在关键层挠度计算中的应用

关键层对上覆岩层的变形起控制作用并与受其直接控制的岩层形成组合梁结构协调变形,依此原理可算得将关键层视为四边简支的弹性薄板时板中面承受的均布荷载,因此可用关键层的变形代替组合梁结构的变形。将承受等效荷载时缓慢下沉的关键层视为平衡体系,依据平衡体系势能最小的原理求得注浆前后关键层的最大挠度和最大拉应力的方向。离层注浆是控制地表变形的有效方法,注浆前后地表的沉陷变形与关键层的挠曲变形密切相关,在忽略表土层对沉陷起弱化作用的前提下可用注浆前后关键层最大挠度的变化间接的反映离层注浆的减沉效果。通过该理论计算得出的减沉值和实测数据较为接近,验证了采用最小势能原理进行注浆前后关键层挠度值计算的可行性。为关键层注浆前后的挠度计算和注浆减沉的效果评价提供了新的方法和思路。     

论崩塌滑坡—碎屑流高速远程问题

高速远程崩塌滑坡—碎屑流具有规模大、速度快、滑程远、多态化、常转向、冲程多、冲击性和摧毁性等特征。崩塌或滑坡高速远程实质上是其解体后的碎屑流运动形式。碎屑流高速远程与崩塌滑坡规模、物质成分结构、地形高差、沟道形态和引发因素及运动路经的环境等因素密切相关。崩塌滑坡变形破坏形式一般显示为蠕动—拉裂—剪断—滑移—冲出—解体—碎屑流化的过程。崩塌滑坡形成机理主要基于残余强度、蠕变作用和孔隙水压力等理论认识进行解释。碎屑流运动机理主要立足于势能动能转化传递、气体浮托和颗粒流运动理论予以解释。动势能转化、气体浮托作用和颗粒流运动三种解释是层次不同、相互补充的关系,不是彼此独立的。基于成年人在复杂地形下能够奔跑逃生,崩塌滑坡—碎屑流前锋的运动速度5m/s作为高速运动的下限值是比较合理的。崩塌滑坡—碎屑流区域的前后缘高差(H)与前后缘水平距离(L)的比值小于0.4或L/H值大于2.5可作为其远程运动的判据。崩塌滑坡—碎屑流成灾模式包括直接压覆、解体推挤、碰撞冲击、气浪吹袭、激流涌浪、堰塞湖淹没与滑坡坝溃决—洪水泥石流等多种形式。     

冻结期和冻融期土壤水分运移特征分析

西北内陆盆地冻结期和冻融期几乎占全年时间的1/2,该时期土壤水分运移特点与非冻结期存在较大差异.本文根据北疆昌吉平原区土壤水分运移观测试验,分析了冻结期和冻融期土壤水势分布和土壤含水量变化规律及其与潜水的转化关系,并阐述了冻融水的生态环境意义.     

当今中国大陆地壳移动的动力

地幔圈形状周期性变化使地壳产生势能(位能)力导致地壳运动。当地幔圈由圆相对变扁,南、北半球的高纬度区地壳向低纬度区对挤;当地幔圈由扁相对变圆,恢复等位面平衡,南、北半球低纬度区的地壳区分别向高纬度区挤压。当今中国大陆地壳移动的动力是由于西部地区的地幔还在继续进行恢复等位面平衡产生的。     

三峡库区堆积体复活失稳的宏观判据初探

在三峡水库蓄水20 年且正常蓄水位运行10 余年之际,有必要回顾与审视以堆积体复活为主要对象的三峡库区地质灾害监测预警体系的成效,探讨面向未来的监测体系优化和策略调整。本文在前人科研、监测与统计分析成果的基础上,结合笔者在三峡和清江地区的勘查经验,通过对三峡库区影响较大、经过勘查且非工程因素直接诱发的堆积体复活实例的研究,从极端降雨与排水、河流地貌部位、堆积底面形态和地表形态、堆积体地质成因和结构及稳定性、堆积体剩余势能和透水性等方面,初步梳理和归纳堆积体复活失稳的宏观判据体系,并与峡江地质背景相似的清江库区实例判据进行对比,为三峡库区后续地质灾害监测预警体系优化调整提供参考。