双向振动条件下的饱和砂土动强度特性试验研究

利用全自动静动三轴双向耦合剪切仪,分别在均等固结和非均等固结条件下,进行了福建标准砂的动三轴不排水剪切试验,对比分析了轴向振动、径向振动、相位差分别为0°和180°的轴向-径向耦合振动等不同振动方式对饱和砂土动力特性的影响。试验结果表明,无论是均等固结还是非均等固结条件下,只要在最大剪应力面上的动剪应力水平相同,4种剪切方式对动应力-应变关系及动强度的影响都并不显著。     

由中国CDSN台网检测到的汶川地震所激发的地球球型自由振荡

2008年5月12日汶川发生M8.0特大地震, 这次特大地震使得地球自身产生了整体的连续振动。 本文采用地震发生之后中国数字地震台网(CDSN)所记录到的5天地震波形, 对VHZ频段进行了功率谱密度分析。 由于CDSN台网的地震仪对低频信号具有压制特点, 所以没有对资料进行固体潮处理, 从而获得了大地震激发的73个(₀S₄～₀S₇₆)基频球型自由振荡和6个谐频球型自由振荡(₁S₂, ₃S₂, ₁S₄, ₁S₀, ₁S₇, ₄S₂), 并与PREM模型的理论自由振荡周期进行了对比, 结果表明观测振荡周期与PREM预测的振荡周期吻合很好。 所得结果可以进一步用来研究地震震源机制和地球内部结构, 并对大地震的震源破裂分布给出一定的约束。     

地球内核平动振荡的地震激发

本文利用球对称、非自转、弹性和各向同性地球模型(SNREI)理论模拟计算了地球内核平动振荡的地震激发.以2004年12月26日苏门答腊大地震为例,讨论震源机制解(标量地震矩、走向、倾角、滑动角和深度)对内核平动振荡振幅激发的影响;基于全球21个Mw8.0级以上的大地震,分别计算10个数据资料较好的超导重力台站理论上可以接收到的内核平动振荡信号的频率域振幅.结果表明标量地震矩对内核平动振荡振幅的影响最大,走向、倾角、滑动角和深度对内核平动振荡振幅也有一定影响,但是影响相对较小;不同区域获得的由大地震引起的内核平动振荡信号的幅度存在显著差异,此结果为频率域多台站加权迭积提供了计算基础.另外,只有武汉台站接收到的2011年日本Tohoku Mw9.1地震激发的内核平动振荡的振幅值达到了地球表面高精度、高灵敏度的超导重力仪检测水平,振幅值为0.0103nm·s-2.结果说明地震激发的内核平动振荡的信号极其微弱,信号几乎淹没在背景噪声中,必须利用多台站迭积法才有可能将信号提取出来.     

A coupled hydrology–biogeochemistry model to simulate dissolved organic carbon exports from a permafrost‐influenced catchment

We outline the development of a simple, coupled hydrology–biogeochemistry model for simulating stream discharge and dissolved organic carbon (DOC) dynamics in data sparse, permafrost‐influenced catchments with large stores of soil organic carbon. The model incorporates the influence of active layer dynamics and slope aspect on hydrological flowpaths and resulting DOC mobilization. Calibration and evaluation of the model was undertaken using observations from Granger Basin within the Wolf Creek research basin, Yukon, northern Canada. Results show that the model was able to capture the dominant hydrological response and DOC dynamics of the catchment reasonably well. Simulated DOC was highly correlated with observed DOC (r² = 0.65) for the study period. During the snowmelt period, the model adequately captured the observed dynamics, with simulations generally reflecting the timing and magnitude of the observed DOC and stream discharge. The model was less successful over the later summer period although this partly reflected a lack of DOC observations for calibration. The developed model offers a valuable framework for investigating the interactions between hydrological and DOC processes in these highly dynamic systems, where data acquisition is often very difficult. © 2015 The Authors Hydrological Processes Published by John Wiley & Sons, Ltd.     

利用周期振荡法测试超低渗储层的渗透率

渗透率是储层最重要的物性参数,也是油气开发的基础。随着页岩气、致密砂岩油气等非常规油气的开发,迫切需要开展超低渗透率（<0.1×10-3 μm2）测试,对测试方法和仪器都提出了挑战,是非常规油气开发研究的难点。目前我国石油工业中主要采用稳态法和脉冲衰减法进行超低渗透率测试,在测试精度、稳定性和测试周期方面还存在不足,探索高精度超低渗透率的方法十分重要。分析了室内渗透率测量的稳态法、脉冲衰减法和周期振荡法3种方法原理,在三轴应力下进行了岩石超低渗透率对比测量。结果表明,相比稳态法和脉冲衰减法,周期振荡法具有稳定性好、精度高、用时短的优点,建议引入非常规超低渗透储层渗透率测试。对周期振荡法的设备要求和数据处理方法进行了讨论,提出采用快速富里叶变换（FFT）、互谱法等信号处理方法提高数据信噪比,提高超低渗透率的测试精度和稳定性。     

填方地基压实质量的波电场耦合快速检测试验研究

土石填方地基的压实质量直接影响着上部结构的沉降变形和稳定性,如何有效地评价土石填方地基的压实质量是土石填方施工质量控制中亟待解决的关键技术问题。基于土石填料的波动传播特性和电阻率特性,构建了波电场耦合检测路基压实质量的理论模型,基于该模型提出了适用于填方地基现场压实质量检测的波电场耦合快速测试方法。将该方法应用于土石填方地基现场,采用面波测试的方法测试土石地基的波动信号,利用瑞利波的频散效应分析测试断面的横波波速,采用直流电阻率法采集测量断面的电阻率数据。对现场地基填料的波电场参数统计分析,构建了基于波电场耦合的填方地基压实度计算模型,利用现场测试的波电场参数对填方地基的压实质量进行了综合评价。结果表明,构建的模型综合了土石填料的波电场参数,应用过程中测试方便,计算简单,便于快速检测。     

Oscillation characteristics of summer precipitation in the Huaihe River valley and relevant climate background

Based on the summer precipitation data from the Huaihe River valley and the middle and lower reaches of the Yangtze River from 1922 to 2007,we analyzed the interannual and interdecadal oscillation and probability distribution characteristics of summer precipitation in the Huaihe River valley during the same period,using the wavelet transform and generalized extreme distribution methods.Whereby,we studied the climate background of East Asia Summer Monsoon (EASM),Sea Surface Temperature (SST),East Asia teleco...     

简谐线源荷载作用下热流固耦合地基的动力响应

基于Biot波动理论和广义热弹性理论,对简谐线源荷载（力荷载和热荷载）作用下的热-流-固耦合地基的动力响应问题进行了研究。将地基看成是均质各向同性、完全饱和的多孔半空间介质,利用无量纲化和Fourier变换方法对热-流-固耦合控制方程进行简化,得到了变换域内应力分量、位移分量、温度分布及超孔隙水压力的一般解,并利用Fourier逆变换得到了相应的积分形式解答。通过数值计算对按热-流-固耦合理论、饱和多孔弹性理论和热弹性理论得到的结果进行了比较,同时分析了热-流-固耦合条件下热荷载激振频率对竖向应力、竖向位移、温度分布以及超孔隙水压力的影响。     

水压和应力耦合下脆性岩石蠕变与破坏时效机制研究

基于水压和应力耦合作用下锦屏深部大理岩的三轴蠕变试验,研究了大理岩的变形时效特性、等时曲线特征以及时效破坏机制。研究结果表明,(1) 孔隙水压可以增强大理岩的时效变形能力,有水压时的稳态蠕变率大于无水压状态时的稳态蠕变率。(2) 裂纹扩容失稳应力强度比可以作为硬脆性岩石是否发生失稳蠕变的门限值,且当应力强度比到达这一门限值时,岩石的失稳概率随着时间发展而陡增。(3) 体积蠕变量大于侧向和轴向的蠕变量值,显示脆性岩石扩容蠕变效应特征显著。(4) 不同时刻的等时曲线具有明显的相似性,在发生加速蠕变之前,等时曲线基本呈线性特征;而在发生加速蠕变时,等时曲线呈显著非线性特征。     

渗流-化学溶解耦合作用下岩石单裂隙渗透特性研究

为揭示在渗流-化学溶解耦合作用下单裂隙渗透特性的变化规律,建立了描述二维渗流-化学溶解耦合作用的偏微分方程组,并利用COMSOL Multiphysics软件成功地求解该方程组。首先,模拟了文献[1]中的盐岩渗流-溶解耦合渗流试验结果,数值模拟结果与试验结果较为吻合,验证了数学模型的正确性和有效性。然后,利用分形理论生成了一个粗糙的裂隙面数字模型,着重分析了二维石灰岩粗糙裂隙面在水流、矿物溶解和输运过程中其渗透特性的变化规律。数值分析显示,（1）溶质浓度对裂隙面的溶解具有非常重要的作用,从而水流进口端的溶解厚度比出口端大得多。（2）裂隙的整体渗透性在初始时刻增加较慢,随着裂隙开度的增大和贯通,溶解速度会逐渐增大,是一个加速的过程。