海洋层积云中的云滴谱宽度及其影响因子

云滴谱宽度对模式中云的光学厚度的参数化、气溶胶间接效应的评估以及降水形成过程的研究至关重要。本文利用美国POST（Physics of Stratocumulus Top）项目2008年7月19日的飞机观测资料，分析了微物理量和云滴谱的垂直分布及微物理过程。结果表明，该云系云滴谱宽度在云底附近较大，这是由低层核化过程导致的；中层凝结增长过程使得云滴谱宽度随高度增加逐渐减小；云顶附近夹卷混合过程导致云滴谱宽度增大。绝热云中垂直速度的增大会促进云凝结核的活化使云滴数浓度增大，促进凝结增长使云滴尺度增大、云滴谱宽度减小，云滴谱宽度与云滴数浓度、云滴尺度呈现负相关关系；云洞中受夹卷混合过程影响，垂直速度减小，云滴蒸发，云滴数浓度和云滴尺度减小、云滴谱宽度增大，且该效应随绝热程度减小而增强。建议云滴谱宽度的参数化将垂直速度、云滴数浓度、云滴尺度和绝热程度等考虑在内。     

隧道开挖引起土层沉降槽曲线形态的分析与计算

假定由于隧道开挖在地表以下土层所形成的沉降槽的体积等于地层损失以及各土层沉降槽曲线仍可用正态分布函数表示。在此假定下,首次提出可以通过对隧道中心线以上土体的沉降值的分析,研究不同深度土层沉降槽曲线宽度系数,并且通过回归分析,提出用于计算不同深度土层沉降槽曲线宽度系数的公式,为计算隧道开挖引起的地表以下土体任一点的竖向沉降提供了一种有效方法,通过工程实例的计算证明了该方法的适用性。     

RSN符号代码及其在水系地貌特征提取中的应用

研究了自相似河网模型的发生元构成,提出用符号代码标识RSN的初始元和发生元,这种代码依据三个参数:河网的价、发生的元节点数、外链分叉夹角。给出了由此代码计算地貌特征的流程图。采用四种常用内链和外链发生元作为发生元,利用模拟流域基于宽度函数的地貌瞬时单位线为优化目标生成RSN,并计算其地貌特征。     

相邻基坑土条土压力计算方法探讨

基坑工程实践中,经常遇到相邻基坑土条土压力如何计算的问题,现行基坑规范尚没有计算方法。通过理论探索和工程实践,对前、后期的基坑支护型式进行了归类和组合,提出了相临基坑宽度的确定原则;提出了建立在库仑土压力理论基础之上的简化计算方法--叠加法,推导并给出了非黏性土和黏性土在不同坡率和地面分布有荷载条件下主动土压力系数和土压力的计算公式,并提出了临界宽度的概念和土条土压力折减系数的计算公式。利用所提出的叠加法、临界宽度的概念和土条土压力折减系数的计算公式,可以简捷地计算不同土层、不同坡率和地面荷载条件下的土条土压力合力及土压力强度。工程实践表明,该方法概念清晰、理论依据充分、计算公式简便,以此设计的基坑支护结构安全合理,可供类似基坑支护工程设计参考。     

油松年轮记录的河北围场公元1884年以来5～6月平均温度

相关函数分析表明,河北围场的油松年轮宽度指数与 5～6月平均温度显著相关,在此基础上,设计转换方程,重建了该地区1884年至2002年当年5月至6月的平均温度,重建序列的方差解释量达到43.7%(调整自由度后为41.3%)。重建温度序列表明,温度低于多年(1884～2002年)平均温度的时段主要有 1897～1901年、1913～1923年、1949～1978年和 1992～1995年; 高于多年平均温度的时段主要有 1884～1896年、1902～1912年、1924～1942年和 1979～1992年。重建的温度序列具有较大的区域代表性,它与陕西南五台 5～7月温度显著相关,年际尺度上相关系数为r＝0.18(N＝119,p<0.05),它也与由历史文献记录划分的大同北京二地旱涝指数及亚洲太平洋年代际涛动指数(PDO)均显著相关,表明重建序列在一定程度上反映了大范围的气候变化状况。     

基于环境扩散条件的河流宽度分类判别准则

在河流排污引起的污染物扩散计算中,不同河流宽度类别对应不同的移流扩散解析解算式,但缺少具体的河流宽度分类判别准则,给实际应用带来很大困难。按照河流污染物扩散受边界反射影响程度的不同,从移流扩散解析解算式的简化条件出发,提出了宽阔、中宽、窄小的分类方法和定义;根据二维可忽略边界反射的条件和达到全断面均匀混合距离小于等于河流宽度的条件,分别求解了河流宽阔与中宽窄小的分区临界关系线和中宽与窄小的分区临界关系线,提出了相应判据的数学表达式;给出了河流宽阔、中宽、窄小的分类判别准则以及各类别河流移流扩散解析解算式的对应关系。最后指出基于环境扩散条件的河流宽阔、中宽、窄小分区是相对的,对于同一河流在不同水力要素、扩散系数、排污强度和允许浓度升高值等条件下,可以得到不同的分区结果。     

塔里木盆地碳酸盐岩走滑断层破碎带宽度—高差相关性分析

断层破碎带的宽度—位移关系对断层发育机制研究与致密储层的勘探开发具有重要意义。露头研究一般认为断层破碎带的宽度与位移呈幂律关系,但往往难以获得地下走滑断层破碎带的宽度与位移数据。在走滑断裂精细解析基础上,结合断层破碎带的井—震响应分析,通过塔里木盆地塔中、塔北地区10条走滑断裂带三维地震资料测量断层破碎带的宽度与高差,研究断层破碎带宽度与高差的分布及其相关关系,探讨碳酸盐岩断层破碎带的分布规律。结果表明：① 塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩断层破碎带发育,破碎带宽度达3000 m,一般在100~700 m,不同地区与不同岩性碳酸盐岩断层破碎带具有相似的宽度分布范围;② 碳酸盐岩断层破碎带的宽度与高差具有较好的正相关性,断层破碎带宽度/高差比值高达70,一般在3~16,回归分析同一条断层的破碎带宽度是高差的4~12倍;③ 大多碳酸盐岩断层破碎带的宽度与位移以幂律关系继承性发育,但其中部分快速生长,而另一部分减速生长,并造成数据的分散性。结果揭示：① 断层破碎带的宽度与高差相关性分析的方法可以用来预测碳酸盐岩断层破碎带的分布;② 即便在相同的构造背景与岩性条件下,同一条断层破碎带的宽度与位移也可能不是简单的线性或幂律关系,而是呈现多趋势或多阶段的分布规律。     

大尺寸真三轴煤岩水力压裂模拟试验与裂缝扩展分析

水力压裂是一项广泛应用于低渗煤层的卸压增透技术。为了深入研究煤岩受力、天然裂缝、泵注排量对水力裂缝扩展规律及空间结构的影响,采用大尺寸真三轴水力压裂试验系统、压裂液中添加示踪剂等方式,在真三轴条件下对大尺寸煤岩进行了水力压裂试验。通过剖切压裂试样描述了水力裂缝扩展和空间展布规律,分析了裂缝宽度与应力之间的关系,并初步探讨了煤岩水力裂缝网络的形成机制。结果表明:(1)水力裂缝自割理处起裂并沿割理扩展、连接割理,进而形成复杂的裂缝网络结构;(2)水力裂缝受应力条件作用明显,当最大水平主应力和垂向应力相近,且远大于最小水平主应力时,易形成复杂的裂缝形态;(3)煤岩天然裂隙的存在是形成裂缝网络结构的前提,泵注排量对裂缝网络的形成也有重要影响;(4)煤岩裂隙在局部区域影响水力裂缝转向、分叉,但最终水力裂缝在扩展过程中逐渐转向至最大主应力方向;(5)水力压裂过程中,裂缝宽度的变化不仅与煤岩所受应力有关,还受到压裂液排量、天然裂缝等因素的影响。研究结果可以为煤岩裂缝网络的形成机制、现场施工参数的选取提供技术支持。     

沿空留巷巷旁支护体作用机制及工程应用

巷旁支护体稳定是沿空留巷成功的关键。通过建立沿空留巷上覆岩层结构力学模型,分析了巷旁支护体在3个阶段的受力和变形特征,得到了巷旁支护体的作用机制,即巷旁支护体设置后快速增阻,即时支撑巷内顶板,工作面后方周期来压前达到切顶阻力切落采空区一定高度的顶板,上覆岩层剧烈活动稳定前有较大的变形能力及稳定后有较高的后期强度。在上述研究的基础上,以九里山矿24021工作面沿空留巷为工程背景,在巷内支护和巷旁充填材料确定的情况下,采用数值模拟方法分析了不同巷旁支护体宽度时的沿空留巷维护效果,确定了合理的巷旁支护体宽度。该研究成果成功应用于工程实践。