用压缩质面法反演重力资料以估算地壳构造

本文用压缩质面来近似二维地质体。先由地面上测得的重力数据用矩阵方法反演此压缩质面各单元的面密度,然后从面密度与体密度差的关系求得各二维质体单元的厚度,进而得到各单元的近似地壳厚度。经正演校验和反复调整结果,使计算的重力异常值与实际测量值之残差小到满足要求,从而得到较准确的地壳底部界面。 由上地幔,玄武岩层和花岗岩层的密度差异及已算出的地壳厚度,从重力异常中分解出莫霍界面和康腊界面起伏所分别引起的重力异常。将后者同样用反演地壳厚度的压缩质面法进行计算,得到康腊界面。 文中以三种假想的地壳模型和一个实测剖面为例来检验本方法,并用其他确定地壳界面方法所得到的结果相比较,表明本文提出的压缩质面法结果较好。     

陆面过程模型中垂直非均匀土壤的水分传输及相变的模拟

土壤湿度在陆气相互作用中的重要性体现在它既能影响陆地和大气之间水循环的速率, 又能改变地表的能量分配。本文针对陆面过程模型中描述土壤湿度变化的方程进行了理论分析, 指出在非均匀土壤和冻土中采用土壤水势梯度描述垂直非均匀土壤水分流动的合理性。基于描述土壤内部水热传输的统一土壤模型, 并利用推广的表征土壤水分特征的Clapp-Hornberger关系式, 研究了非冻结和冻结的土壤湿度对于垂直非均匀土壤的敏感性。结果表明, 由土壤质地决定的土壤水势和导水率对土壤湿度的模拟有重要的影响。具体地, 在决定土壤性质的Clapp-Hornberger关系式中, 与土壤质地有关的饱和水势、饱和导水率以及土壤孔隙大小分布指数B, 对土壤湿度的模拟起到了关键作用。参数B的重要性尤为突出, 它的增加会引起导水率的大大下降, 从而对水分在土壤中的垂直分布产生重要影响。饱和水势的绝对值和参数B的增加会使得土壤水势绝对值增加明显, 使土壤的结冰(融化)过程延迟, 土壤温度因为没有结冰(融化)释放(吸收)的潜热加热(冷却)而持续下降(上升), 因此在冻融时期土壤温度会比观测值振幅偏大。上述结果揭示了考虑土壤垂直非均匀性并采用有效的土壤特性参数对于陆面过程模型的重要性。     

Rainfall effect on wind waves and the turbulence beneath air-sea interface

Rainfall effects on wind waves and turbulence are investigated through the laboratory experiments in a large wind-wave tank. It is found that the wind waves are damped as a whole at low wind speeds, but are enhanced at high wind speeds. This dual effect of rain on the wind waves increases with the increase of rain rate, while the influence of rainfall-area length is not observable. At the low wind speed, the corresponding turbulence in terms of the turbulent kinetic energy （TKE） dissipation rate is significantly enhanced by rain- fall as the waves are damped severely. At the high wind speed, the augment of the TKE dissipation rate is suppressed while the wind waves are enhanced simultaneously. In the field, however, rainfall usually hin- ders the development of waves. In order to explain this contradiction of rainfall effect on waves, a possibility about energy transfer from turbulence to waves in case of the spectral peak of waves overlapping the inertial subrange of turbulence is assumed. It can be applied to interpret the damping phenomenon of gas trans- fer velocity in the laboratory experiments, and the variation of the TKE dissipation rates near sea surface compared with the law of wall.     

南华北盆地青白口系—侏罗系层序界面时空分布特征研究

以位于秦岭—大别造山带之北、华北陆块南部、地跨华北陆块稳定块体、陆块南部边缘变形带的南华北盆地为研究对象,通过对研究区42条不同时代的野外剖面详细观测,运用层序地层学理论,把南华北盆地作为一个整体系统,对青白口系—侏罗系层序界面特征及时空分布规律进行了系统分析,共识别出了8种类型层序界面的物质表现形式,分别是不整合面、渣状层、古喀斯特作用面、冲刷侵蚀面、超覆面、岩性岩相转换面、最大海泛面、最大湖泛面。并重点讨论了各类型界面的时空分布特征。结果表明：在时间演化上,从早到晚由海相—海陆过渡相—陆相,层序界面经历了海相沉积不整合、古喀斯特作用面、渣状层到陆相不整合面、冲刷侵蚀面等;在空间上,同一层序界面在不同相带表现形式不同,同一种类型的界面可在不同相带出现,但不同相带表现特征有一定差异性。     

塔里木盆地巴楚地区T_7~4界面生屑灰岩微相分析及成岩作用研究

前人对塔里木盆地巴楚地区T74界面的研究主要以在地震反射剖面中大的不整合面形式为基础进行的,对界面具体的岩性、微相和成岩作用研究较少。位于塔里木盆地巴楚县东北方向一间房地区的T74露头剖面为上奥陶统与中—下奥陶统的分界面,岩性以生物碎屑泥粒灰岩和粒泥灰岩为主。镜下分析表明:T74界面生屑灰岩中生物碎屑以棘皮动物(主要为海百合碎片)和介形虫为主,其他生物碎屑包括腕足动物、软体动物、三叶虫、钙球粒、粗枝藻、龙介虫、有孔虫、海绵和苔藓等。通过镜下微相、C-O同位素以及X射线荧光等多种分析方法,认为T74界面地层沉积相为较温暖的低能陆棚相,后期经历了埋藏压实成岩作用、地层抬升后的淡水成岩作用和风化剥蚀作用等。岩石的缝合线发育,孔渗性较好,利于地下流体的运移和渗透,对中—下奥陶统的岩溶发育起着控制作用。     

滇东南中三叠统法郎组锰矿床成因的新认识

产于滇东南中三叠世拉丁期法郎组地层中的锰矿床,锰矿石出现氧化锰矿与碳酸盐锰矿混合存在现象,没有明显的变质现象,为沉积成因。矿石中一般都含有生物碎屑。我们对采自这一地区的斗南、岩子脚、老乌,土基冲等典型矿床的锰矿石样品,进行了系统的薄片显微镜和扫描电镜观察,同时应用X射线衍射对矿石矿物成份作了相应分析。观察到这些矿石中的鲕、豆状结构是由蓝绿藻类微生物凝聚作用形成的显微叠层构造,具有核形石特有的核心和包壳,其明—暗纹层相间的显微结构特征可以与现代深海大洋铁锰结核相类比。本文通过对核形石显微结构特征的观察和对锰矿物生成时介质环境的讨论,初步研究结果表明,锰矿形成可能位于古氧化还原界面附近,该区锰的富集可能与微生物活动密切相关。     

多圈管冻结壁形成和融化过程冻胀力实测研究

为获得多圈管冻结壁形成与融化过程中冻结壁内部冻胀力发展特性和孔隙水压力变化规律,进而分析冻结壁力学性态及安全性,在淮南某煤矿开展了冻结壁冻融过程中内、外部冻胀力和孔隙水压力的现场实测研究.实测结果表明:在地层冻融过程中,冻结壁内、外部形成了不均匀的冻胀应力,测试地层最大冻结压力达6.0 MPa,为初始地压的2.4倍;当井筒开挖至测试层位时地层冻结压力呈线性降低;随着浇筑外层混凝土井壁,冻结压力又有回升,当冻结壁融化后地层冻胀力为零,井壁恢复受水土压力作用.孔隙水压力变化经历了静止孔隙水压力和冻结过程的超静孔隙水压力两个阶段,超静孔隙水压力达到4.0 MPa,约为静止孔隙水压力的2.0倍.     

Advances in studies on concrete durability and countermeasures against freezing-thawing effects

This paper is a meta-analysis of recent domestic and foreign research on freezing-thawing effects on concrete durability. The main theories on the mechanisms of freeze-thaw damage to concrete are introduced： the hydrostatic pressure theory, the osmotic pressure theory, the critical water saturation degree theory, the dual mechanism theory, and the micro-ice-crystal lens model theory. The influence laws of freezing-thawing on the mechanical properties of concrete are summarized, and countermeasures to improve concrete durability in freezing-thawing circumstances are presented. This work provides valuable references for future engineering constructions in cold regions.     

传感光纤-砂土界面力学性质的试验研究

近年来分布式光纤感测技术在岩土与地质工程领域的应用研究已成为一个研究热点,但工程实践表明,埋入式传感光纤与被测岩土体之间的变形协调性会对监测结果产生显著的影响,该问题一直制约着光纤感测技术在工程监测中的推广。本文通过一系列室内拉拔试验,对比了3种预埋于砂土中的单模光纤在不同上覆压力的作用下的拉拔力-拉拔位移曲线,并建立了一个用于描述光纤-砂土界面力学性质的三段式的拉拔模型,分析峰值拉拔力、残余拉拔力、有效拉拔位移和残余拉拔位移4个参数在不同上覆压力作用下的变化情况。分析结果揭示传感光纤-砂土界面的力学特性和应力传递规律,为分布式光纤传感技术在岩土体变形监测中的应用,尤其在变形监测光纤的选用标准方面,提供了参考依据。