冻土系统演化的热学分析

本文从热学原理和系统科学观点出发,论述了冻土热学的基本概念和冻土系统研究的学科框架.把冻土系统分为冻土工质系统、冻土层系统和冻土区域系统三个层次,分析了各个层次的基本运动形态和规律,根据各层次的特点给出了其热学唯象理论.热力学和统计力学分别从宏观和微观研究物质系统的热学性质.本文把热力学和统计力学的平衡态理论用于冻土Ⅰ质系统;把线性非平衡态理论用于冻土层系统;把非线性热力学和非线性统计力学的发展为解决冻土演化问题奠定了基础,以上几方面文中给出初步的讨论.同时从自然地理学和物理的交叉性出发,针对一些冰缘现象,力求为冻土学的理论与应用提供一幅物理学图景.     

岩溶水库渗透破坏型渗漏勘察与评价

以重庆市南川区肖家沟水库蓄水多年之后库首右岸发生的岩溶渗漏为例,探讨了岩溶水库长期运行过程中防渗体系因高压渗透破坏产生的岩溶渗漏的勘察与评价方法。通过地质分析、渗漏历史调查、钻孔、水文地质测试、物探及连通试验等方法,查明了水库右岸岩溶渗漏的范围及原因。水库渗漏边界清晰,渗漏范围主要是右岸可溶岩区的630 m高程以上,防渗体渗透破坏是水库产生渗漏主要原因。其渗漏途径一是沿原封堵堵头的薄弱区域或溶洞封堵体周边发生渗透破坏产生新的通道向下游溶洞出口集中的渗出,二是穿过右岸防渗线绕过右岸坝肩后沿岩体溶蚀裂隙或管道汇入下游右岸岸坡溶洞集中的渗出地表。通过此工程实例,提出了岩溶水库防渗体渗透破坏型渗漏的勘察与评价方法,宜以历史资料分析为基础,初判渗漏成因及范围,采用勘探、试验及物探等多种手段进行验证,为防渗处理提供可靠依据。     

渭河盆地岩石圈热结构模拟及其对地热系统热源机理的启示

深部温度场与岩石圈热结构特征是认识地热系统深部热源机理的重要途径。本文在系统分析渭河盆地及其邻区现今大地热流特征基础上,基于旬邑—西峡宽角反射/折射地震测深剖面揭示的地壳分层结构,采用二维有限元方法,对渭北隆起、渭河盆地以及北秦岭构造带的深部温度场和岩石圈热结构开展数值模拟研究,在此基础上分析渭河盆地地热系统深部热源机理。结果表明,旬邑—西峡剖面上大地热流介于57.6～75.7mW/m²之间,平均为(70.4±4.7)mW/m²;地幔热流在29.5～38.6mW/m²之间,平均值为34.1mW/m²;莫霍面温度变化范围约在600～740℃之间;“热”岩石圈厚度约为95～110km。从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,大地热流、莫霍面温度和地幔热流值表现出低→高→低的变化规律,相应地“热”岩石圈厚度则表现出厚→薄→厚的变化趋势。渭河盆地地壳厚度减薄明显,莫霍面温度显著高于渭北隆起和秦岭造山带,暗示着渭河盆地地壳活动性显著。然而,从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,“热”岩石圈厚度变化范围不大,且渭河盆地内...     

新型管幕冻结法在河堤防渗加固中的温度场分析

为了探究新型管幕冻结法是否能够对河堤进行有效的防渗加固,利用有限元软件基于温度场对新型管幕冻结法在防渗固堤中的应用展开研究,设置4条分析路径,对冻土帷幕的基本情况和各路径的冻结效果特征进行分析。结果表明:冻土帷幕自冻结管处形成后向周围蔓延,从第8天起,0.5 m深度上侧的冻土帷幕发展开始“加速”,相较于另一侧冻土帷幕,其发展更快、强度更高、冻结更密实。冻结完成后,0.5 m深度上侧冻土帷幕均匀密实,坡面上温度最低可降至?25.34℃,各观测点温度均在?24℃以下,最终冻结温度和降温速率均呈现出“M”形特征;堤面最快可在第11天开始冻结,在第14天冻土覆盖整个堤面,土体最终冻结温度与深度之间呈指数函数关系。管幕钢管边界冻结差异较大,最高温点与最低温点温度分别为?24.94℃和?2.89℃,相差约22℃,冻土帷幕最小厚度约0.78 m。所得结果可为将来的相关实际工程提供参考依据。      

基于裂隙形状函数的自然环境高温下花岗岩裂隙尖部非线性温度场

高温环境下,南方地区隧道洞口段岩体温度波动剧烈,长期累积作用引起隧道热病害。针对岩体裂隙尖部热传导性质非线性,应用格林函数法和镜像法建立裂隙岩体三角形热源函数表达式,计算裂隙尖部温度场,并分析裂隙形状参数和裂隙间相互作用的影响。计算表明,太阳辐射时段内裂隙岩体内部较不含裂隙岩体内部温度高;相同长度的三角形裂隙,顶角越大岩体温度变化幅度越大;对于平行裂隙与共面裂隙,间距越小裂隙尖部温度场叠加效应越强,间距越大温度值越趋于单裂隙温度值。裂隙岩体比不含裂隙岩体温度传递快,温度等值线围绕裂隙呈现,裂隙周围温度明显升高。研究结果为高温环境下隧道洞口裂隙岩体热应力分析提供理论依据。     

新建高层建筑物对周边雷电环境的影响

结合江西省南昌市某新建高层建筑物的案例,分析了高层建筑物对周边建筑物雷电环境的影响。结果表明:新建高层建筑物的存在将减小周边较低建筑物遭受直接雷击危害的概率,具体减少的程度与建筑物的相对距离和相对高度有关;由于新建高层建筑物遭受直接雷击的概率远远大于周边较低建筑物,雷击时所产生的电磁脉冲对周边建筑物电器设备损害的概率要大大增加;新建高层建筑物的管线与原较低建筑物的管线不可能完全分开,原建筑物管线可能流入的雷电流也会大大增加。因此,在新建高层建筑物设计时,应根据具体情况进一步完善原周边建筑物防雷击电磁脉冲措施,加强屏蔽与综合布线、等电位连接。     

解读空间天气网站

太阳高层大气日冕中主要包含电子和质子,它们具有极高的动能和温度,可以摆脱太阳引力的作用,像风一样吹向行星际空间,称为太阳风。太阳风物质（等离子体）的温度、密度及速度随时间和太阳经度不同而变化。太阳风的速度—般在350～750Km／sec之间。     

高层建筑物沉降观测及形变分析

首先介绍了高层建筑物常规沉降观测相关要求,然后给出了南通市通州区公安局指挥中心大楼主楼沉降观测技术方案,并重点对沉降观测数据进行了研究分析,结果表明,就单个点而言,ZL08最不稳定,ZL02,ZL06和ZL07次之,ZL05最稳定,但最终所有点都稳定在0～1 mm区间内,按照主体结构封顶后一年内最后100d的沉降速率小于0.02 mm/d,可认为该高层建筑物沉降稳定该大楼在观测周期内沉降形变稳定,符合建设要求。     

基于VisIt的全球科学数据并行可视化——以大气温度场为例

针对当前大规模全球科学数据可视化中存在的单机可视化数据量有限、从底层开发并行可视化系统难度大等问题,该文基于分布式环境和VisIt,提出了一种简便、开放而又有效的大规模全球科学数据可视化方法。介绍了VisIt的体系结构及运行机制,给出了自定义数据的并行可视化方法;并基于NCEP数据集及全球空间格网,在小规模集群环境下实现了小粒度适应性球体退化八叉树格网(SDOG)下的全球大气温度场的并行可视化。VisIt的并行可视化性能测试结果表明:通过增加计算节点,VisIt能有效摆脱传统单机可视化对数据量的限制,可实现大规模全球科学数据的并行可视化。