平面P1波入射下海底隧道与海床土交界面滑移接触效应解析解

基于理想流体波动理论和Biot饱和多孔介质波动理论,考虑工程实际中海底隧道与周围海底土体的滑移接触关系,建立了含滑移界面海底隧道模型,该模型还考虑了海水-海床土-海底隧道的动力相互作用。采用Hankel函数积分变换法和波函数展开法,推导了平面P₁波入射下海底隧道与周围海底土体滑移接触界面效应的解析解。在解析解的基础上,通过数值计算分析了滑移接触条件对海底隧道地震动力响应的影响。计算结果表明：滑移接触条件对海底隧道的位移响应和应力响应影响明显;考虑隧道-海床土界面滑移接触条件下海底隧道的位移响应和应力响应显著高于界面无滑移条件时的位移响应和应力响应。     

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下柔性单桩水平承载力分析

砂土地基中桩顶竖向-水平加载路径下单桩水平承载理论研究较少,且鲜有考虑预先施加的竖向荷载对土抗力p与桩身水平位移y曲线的影响。鉴于此,考虑桩顶预先施加的竖向力对桩周土体产生挤密作用,从而对双曲线型p-y曲线的极限土抗力进行修正。采用余弦函数表征被动侧径向土压力分布,构建了被动侧最大径向土压力与总土抗力的关系式,推导了被动侧的侧阻抗力矩解析表达式。考虑被动侧摩阻力与竖直方向存在夹角β对由摩阻力引起的桩身轴力变化量进行修正,给出了修正计算公式。建立了同时考虑修正的p-y曲线、桩身自重和被动侧摩阻力引起的轴力变化量、二阶效应（即P-Δ效应）以及侧阻抗力矩的桩身挠曲微分方程,通过MATLAB编程求得其数值解。将计算结果与已有模拟和试验结果进行比较,验证了该方法的正确性。在此基础上,探讨了预先施加的竖向力大小对单桩水平承载性能的影响。计算结果表明：推导的桩身轴力变化量计算公式能更准确地表征被动侧摩阻力对桩身轴力的影响,且可用于大变形条件;预先施加的竖向力可以增大柔性单桩的水平承载力,随着预先施加的竖向力的增大,增强效果逐渐减弱。     

考虑潜水面的基坑二维稳态渗流场解析解

对考虑潜水面悬挂式止水帷幕支护下的基坑二维稳态渗流场进行了解析研究,并给出一种求解潜水面的解析方法。根据对称性取基坑半截面,并根据边界的连续条件将其分为3个规则区域,使用分离变量法分别将3个区域的水头分布表示为级数解的形式,结合区域之间的连续性条件及级数正交条件得到各区域渗流场的显式解,根据潜水面所满足的总水头等于位置水头的条件确定潜水面。将解析解方法计算结果与室内试验、有限元分析结果进行比对分析,结果验证了解析解的正确性,解析方法相较于有限元数值方法具有更高效的计算效率。对潜水面位置进行参数分析,发现止水帷幕插入深度、基坑宽度及深度对潜水面位置有不可忽视的影响。随着过水断面厚度的增加,潜水面位置逐渐降低,不考虑极端状态的情况下可认为帷幕底部至不透水层顶面的距离与潜水面在止水帷幕上的位置呈线性关系;随着基坑尺寸的增加,潜水面位置呈下降趋势,基坑内侧半宽度对潜水面的影响明显小于帷幕底部至不透水层顶面的距离,且随着基坑内侧半宽度的增加影响越来越小;潜水面位置随着基坑深度的增大而降低,基坑深度对潜水面位置的影响相对较大。     

基于长序列观测的地面沉降防控水位识别及其指示意义

2014年南水进京后北京逐步开展地下水回补工作,区域地面沉降逐年缓减,部分地区开始出现回弹。面对北京地区地面沉降开始出现的新变化,科学合理地开展地面沉降防控,精准识别地面沉降防控水位,判别其指示意义显得尤为重要。以天竺地面沉降监测站分层水位与沉降长序列观测资料揭示地面沉降防控临界点与控沉水位,利用交叉小波变换和皮尔逊相关分析等方法,定量研究不同时间段水位变幅与土体周期变化。结果表明：(1)研究区第二、第三和第四含水层控沉水位分别为-14.30 m、-17.31 m和-10.12 m,水位变幅达1.73 m、3.07 m和5.03 m;(2)分层水位与土层形变共振关系周期结果和皮尔逊相关系数验证了地面沉降临界水位时间节点为2019年6月和7月以及2020年10月;(3)区域上结合临界水位变幅时间节点和水位变幅等参数,计算出区域分层储变量为97.11×10⁴ m³、96.57×10⁴ m³和92.95×10⁴ m³。研究结果可为北京乃至全国地面沉降防控和地下水...     

大洋铁锰结壳年代框架模型的天文调谐校正：方法与应用

海山铁锰结壳是记录古海洋环境演化的重要载体,建立可靠且高分辨率的年代框架是解译其中信息的关键。结壳定年有多种方法,但是在定年范围、定年精度及准确性等方面仍各具局限性。地球轨道印记法及天文调谐校正技术是建立结壳高分辨率年龄框架的有效途径,为利用结壳研究万年尺度的古气候与古海洋环境演化提供了可能。首先对结壳的现有定年方法进行了简要回顾和总结,重点综述了地球轨道印记法及天文调谐校正技术,并分析了各种天文检验与调谐方法在结壳中的适用性与可靠性。认为探究结壳记录中天文信号的影响因素、选择合适的环境替代指标并高分辨率提取其空间序列等,是应用地球轨道周期印记法为海山结壳建立可靠年代框架亟待努力的方向。     

地下水水源地集中开采对咸淡水界面变化的影响研究

地下水水源地集中开采过程中可能会引起水源地周边水文-生态环境变化,导致例如地下水泄出带下移,湿地退缩,天然植破坏、地表沙化、地面沉降等环境问题,因此,在地下水集中水源地建设前应对其影响进行分析。本文通过应用地下水解析法中的地下水井流数学模型对集中水源地在不同开采强度下引起的地下水咸水倒灌问题进行分析,确定不同开采强度下咸淡水分界面的变化情况,最终测算出在高强度的集中开采过程中咸水倒灌问题影响较小,对后期水源地建设可能引起的环境问题提供设计依据,也为今后地下水集中水源地引起的水文-生态环境等问题的分析提供参考及实用方法。     

超临界浊流之地貌动力学和沉积特征

超临界流在现代沉积环境中几乎无处不在,但相关沉积物却极少从地层记录中被辨识出来,这是当前沉积学研究所面临的一个困境,文中称之为“超临界流沉积问题”。按弗劳德数增大顺序,超临界流可依次形成稳定逆行沙丘、不稳定逆行沙丘、急滩—深潭及周期阶坎等底形,相应的地貌动力学也从同相位体制(逆行沙丘)逐渐过渡为水跃体制(急滩—深潭和周期阶坎)。相对于明渠流,浊流因折算密度低而更易成为超临界流。超临界浊流底形的长波长、低幅度、逆流(坡)迁移特性,决定了其沉积物发育特征的后积层理、近平行—低角度交错层理、与水跃有关的快速堆积及冲刷—充填和建造—充填构造。超临界浊流沉积可以通过沉积体的几何形态(包括波长/波高比、平面和剖面形态等)和内部沉积特征(包括波脊逆坡迁移、沉积构造、粒度变化趋势及沉积相组合等)的综合分析加以鉴别。露头、岩心分析与高分辨率地震、浅剖、多波束测深等地球物理资料的综合,是准确鉴别超临界浊流沉积单元的重要途径。本文对超临界浊流地貌动力学研究进展进行综述,并对地层记录中超临界浊流沉积的鉴别标志及相关问题进行探讨。     

2020年2月18日长清MS4.1地震发震构造研究

本文利用基于波形互相关的双差定位方法对2020年2月18日长清M_S4.1地震序列进行了精定位计算, 共得到33个地震事件的精定位结果。 结果显示, 地震序列主要沿NW向分布, 在水平方向上具有自NW向SE迁移, 在深度上具有由浅向深迁移的特征; 序列震源深度主要集中在2~7 km, 其中, 主震的震源深度约2.8 km。 由于长清地震序列的地震数量较少, 为了更准确地了解长清地震序列的发震构造、 探索该序列的发生和发展过程, 本文采用CAP方法反演了主震的震源机制解, 其中, 节面Ⅰ走向223°、 倾角42°、 滑动角-160°, 节面Ⅱ走向117.9°、 倾角76.8°、 滑动角-49.8°, 最佳拟合震源矩心深度约2.8 km, 矩震级M_W4.2。 结合区域构造特征分析认为, 长清M_S4.1地震的发震断裂为孝里铺断裂和东阿断裂之间发育的一条浅层次生断裂。 在ENE向区域应力场作用下, 发震断裂产生高角度正断滑动, 并伴有左旋走滑分量, 从而引发长清地震序列。     

山区油气管道的滑坡灾害风险评估方法

滑坡是造成山区长输油气管道破坏的主要地质灾害之一。为了合理有效地评估山区油气管道的滑坡灾害风险,保障山区长输油气管道的安全,本文提出了基于改进层次分析法(IAHP)和逼近理想解排序法(TOPSIS)的山区油气管道滑坡灾害风险评估模型和方法,建立了考虑滑坡与油气管道相互作用等评估指标,选取了中缅油气管道典型滑坡灾害点进行应用分析,结果表明该段油气管道的滑坡灾害风险值为0.355,属于中风险,与现场调查情况一致。该方法可用于山区油气管道地质灾害风险排查和安全管理工作。