Rapid equivalent dose estimation for eolian dune sands using a portable OSL reader and polymineralic standardised luminescence growth curves: Expedited sample screening for OSL dating

Portable optically stimulated luminescence (OSL) readers are robust devices that allow rapid determination of luminescence signals of polymineralic coarse-grained samples. To date, however, the utility of portable OSL readers has largely been confined to the construction of luminescence profiles that depict variations of luminescence signal intensities with depth. Because the luminescence signals used to construct such profiles are uncalibrated, it is neither practical to quantitatively compare portable OSL data from different sites nor is it possible to approximate sample ages. Such comparisons could be facilitated by converting portable OSL signals into equivalent doses (D_e). However, determining D_e requires the construction of unique growth curves for each sample; a laborious procedure that negates the rapidity associated with portable measurements. To circumvent that limitation, we construct standardised growth curves (SGCs) using normalized regeneration dose signals obtained using a portable OSL reader from the feldspar component of polymineralic sands from five disparate eolian dune sites in Alberta, Canada. Comparison of SGCs from different samples indicates general congruence and we merge these to construct a regionally applicable curve which we test by comparing the D_e obtained from given samples with that obtained using conventional OSL dating protocols. Results show that, though the uncertainties associated with the portable OSL data are high, the D_e values from the two approaches are linearly proportional. This direct variation enables portable OSL SGC D_e values to be used independently in reconnaissance studies that aim to screen samples for more detailed analysis using standard OSL methods. The affordability of portable OSL readers suggests that the approach could be attractive to researchers who do not have ready access to conventional OSL readers.     

近50 a来我国东北多年冻土区南缘海拉尔河流域径流变化特征分析

选取位于我国东北多年冻土区南缘的海拉尔河流域作为研究对象,根据海拉尔河水文站1958-2008年的逐月实测径流量资料,用径流量的年内年际变化、各季占年径流量的百分比、年内不均匀系数、集中度以及降水量-径流量双累积曲线等不同指标,分析研究了海拉尔河上游径流量年际变化和年内分配的规律.研究表明：近50 a来海拉尔河径流量总体上呈递减趋势,并且径流量的递减与面上降水量的递减总体上一致;春、秋季节径流量均呈现出下降趋势,冬季径流量呈增加趋势. 冬季径流量增加可能是冬季积雪增多以及流域多年冻土退化,积雪对冻结的抑制有利于冬季的产流,从而使冬季产流增加所致. 径流量年内分配不均匀程度增加,秋季径流量比重显著下降,水资源年内分布集中程度增加,这一现象可能是由于夏季风的减弱所致. 通过运用双累积曲线法,研究区降水与径流的关系在1980年前后发生了明显变化,产流表现为增加趋势,但1999年后产流能力显著下降.     

行波激励下防波堤地震动力响应分析

考虑到行波效应对防波堤地震动力响应的影响,建立了基于弹塑性本构的防波堤-地基系统三维有限元模型。分析中考虑了结构间的动态接触作用,并采用基于接触负载均衡的显式并行计算方法,解决了大规模非线性有限元问题的求解困难。计算给出了不同视波速下行波效应对防波堤挡浪墙沉降、防波堤残余变形以及挡浪墙截面弯矩的影响程度及规律。结果表明：挡浪墙震后沉降随视波速增大而增大,并逐步逼近一致激励响应;行波效应对防波堤残余变形模式几乎没有影响,行波激励与一直激励下所得的残余变形模式基本一致,横波地震动输入下引起的震后残余变形要大于纵波输入下的残余变形;多数情况下,行波激励下的挡浪墙弯矩会比相应的一致激励下的响应大。分析方法及结果为防波堤三维整体抗震设计提供了参考。     

模拟应变软化岩石三轴试验过程曲线

在经典弹塑性理论框架下,认为岩石材料在应变软化过程中遵守摩尔-库仑强度准则,塑性变形服从非关联流动法则。对两组岩石在三轴试验中呈现的应变软化行为进行了分析,获取了峰值前后强度参数的大小。采用应变软化模拟方法,将应力-应变曲线峰后应变软化阶段简化为一系列应力跌落和塑性流动的脆塑性过程,在给定的强度参数演化规律基础上,得到了岩石的应力-应变曲线、侧向应变-轴向应变曲线、体应变-轴向应变曲线和塑性体应变-轴向塑性应变曲线。模拟得到的应力-应变曲线与试验结果吻合较好,其他曲线与相关试验测试规律基本一致。研究成果对确定岩石强度参数与认识岩石峰后强度演化规律有一定的指导意义。     

非饱和残积土的土-水特征曲线试验及模拟

土-水特征曲线是指基质吸力与含水率或饱和度的关系曲线。土-水特征及其相关数学模型可用于非饱和土性质如渗透系数和抗剪强度模型的建立。通常,土-水特征曲线仅有脱湿曲线。笔者详细讨论了初始含水率、干密度、竖向应力及干湿循环对脱湿曲线的影响。采用滤纸法测试了厦门地区残积土的土-水特征曲线(SWCC)及滞回环。结果表明,初始含水率对SWCC影响较小,最优含水率干侧试样SWCC的进气值小,滞回环小;湿侧试样的进气值大,滞回环大;最优含水率试样的滞回环居中。初始干密度对SWCC有显著影响,低干密度试样SWCC进气值小,脱湿速率快;高干密度试样SWCC进气值高,脱湿速率低。滞回环的大小随着初始干密度的减小而增大。不同竖向应力下SWCC变化较大。随着竖向应力的增加,进气值增大,脱湿速率减小,滞回环减小并趋于稳定。第1次干湿循环对SWCC影响最大,随着循环次数的增加,进气值减小,滞回环减小并趋于稳定。由于残积砂质黏性土SWCC的过渡区和残余区不易区分,残余含水率难以确定,因此,提出5种剔除残余含水率参数的修正SWCC模型,计算分析得出,修正Gardner模型最适合厦门地区残积土的SWCC建模。     

三峡库区黄土坡滑坡非饱和水力参数研究

非饱和水力参数在计算滑坡降雨入渗过程与稳定性时是至关重要的材料参数。在三峡库区黄土坡滑坡上进行双环渗透试验,获取黄土坡滑坡表土层的饱和渗透系数。对黄土坡滑坡表土层的含水率和基质吸力进行实时监测,采集了黄土坡滑坡表土层中含水率和基质吸力随时间的变化数据,采用van Genuchten土-水特征曲线模型拟合了4个实时监测剖面的土-水特征曲线及其拟合参数。将饱和渗透系数与土-水特征曲线拟合参数代入van Genuchten渗透系数函数模型,求出了黄土坡滑坡表土层在非饱和条件下的渗透系数函数,为黄土坡滑坡在降雨作用下的稳定性计算提供了可靠的水力参数     

砂土中边坡附近单桩水平抗力的模型试验研究

针对平地p-y曲线对临近边坡桩基的不适用性,开展了砂土中边坡存在对单桩水平抗力影响的室内物理模型试验。依据边坡坡角及边坡到单桩距离的不同,共进行了11次3组试验。采用分段3次多项式对实测桩身应变分布进行拟合,以推算桩身变形和桩侧抗力,有效克服了数据拟合点的奇异。对比无边坡时的试验p-y曲线、美国API规范曲线和双曲线模型,确认了平地p-y曲线的计算表达式。其次获得了边坡条件下的单桩荷载-位移曲线,揭示了边坡坡角和边坡到桩的距离对水平受荷单桩桩身弯矩分布的影响规律。根据试验结果采用折减系数修正浅层桩侧极限抗力,并引入边坡对桩侧初始刚度的削弱表达式,得到边坡条件下水平受荷单桩浅层区域双曲线p-y曲线表达式。最后通过与离心试验结果对比,验证了给出的p-y曲线考虑边坡影响时的合理性。     

桂林红黏土的土-水特征曲线

采用压力板法、滤纸法和饱和盐溶液法3种方法,对压实桂林红黏土进行全吸力范围内的土-水特性量测,研究干密度对于土-水特征曲线的影响。试验结果表明：干密度1.4 g/cm3的压实桂林红黏土的进气值约为20 kPa;土-水特征曲线的过渡段与典型的土-水特征曲线不同,含水率或饱和度与吸力的对数坐标关系不是单一直线,而是出现了3段直线,并且中间一段平缓段下降斜率较小;当吸力增大到367 MPa时,含水率仅为0.74%,可认为如吸力继续增大至106 kPa时,含水率和饱和度为0;用吸力与含水率关系表示土-水特征曲线时,吸力较大时不同干密度的曲线重合,认为干密度对土-水特征曲线无影响。用吸力与饱和度关系表示土-水特征曲线时,在吸力较小时,干密度越大,对应的土-水特征曲线越高;当吸力较大时,不同干密度的土-水特征曲线几乎重合。     

基于ASTER-GDEM数据的羊卓雍错地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据, 运用GIS空间分析统计技术, 通过对数字地形高程、地表起伏度、地表坡度等地貌参数的统计和条带剖面及面积-高程积分等数字地貌分析, 结合前人的区域地质资料及野外实地调查和验证, 对藏南羊卓雍错地区的构造地貌特征进行了初步分析, 旨在为研究区的盆地地貌格局演化分析提供依据。研究结果表明, 研究区构造地貌总体为一近东西向盆地, 最高海拔7515 m, 最低海拔2581 m, 属于高海拔-极高海拔区域; 流域内以平原和丘陵地貌为主, 平均起伏度为314 m, 平均坡度19°, 地势起伏较小, 发育有三级层状地貌; 盆地边缘受断裂的控制, 构造现象发育, 线性影像特征明显。其东、西部分别受桑日-错那断陷带和亚东-露谷断陷带所围限, 具有多期构造活动特征。盆地南北两侧受绒布-哲古断裂和邛多江断裂控制较弱。受构造活动和地表水流综合作用的影响, 盆地内部地貌已进入老龄化阶段。      

分布式水文模型软件系统研究综述

分布式水文模型软件系统作为分布式水文模型的技术外壳,是模型应用的重要技术保障。当前分布式水文模型应用呈现出多过程综合模拟、用户群范围广和计算量大的特点,对分布式水文模型软件系统的灵活性、易用性和高效性提出了更高的要求。本文首先分析了分布式水文模型应用的主要流程,之后从应用视角对现有分布式水文模型软件系统的特点进行了归纳,主要结论为:①软件系统按照模型结构灵活性的高低分为以下3种类型:不支持子过程选择和算法设置,不支持子过程选择、但支持算法设置,同时支持子过程选择和算法设置;②根据用户操作数据预处理软件方式的不同,参数提取方式分为菜单/命令行式和向导式;③按照模型的程序实现方法分为串行和并行方式,按照模型运行环境分为本地和网络模式。现有软件系统在灵活性、易用性和高效性方面存在如下问题:一是尚未解决模型结构灵活性和对用户知识依赖性之间的矛盾;二是现有菜单/命令行式和向导式的参数提取方式步骤繁琐,难以实现参数的自动提取;三是模型大多为串行方式和本地模式,容易遇到计算瓶颈问题。最后从模块化、智能化、网络化及移动化、并行化和虚拟仿真等方面探讨了分布式水文模型软件系统的发展趋势和研究方向。