间歇循环荷载作用下饱和砂土累积塑性变形及孔压特性研究

长期列车荷载作用会引起砂土地基和填料的强度衰减、累积沉降过大甚至沉陷等病害问题,严重者危及行车安全。揭示病害机制需探明间歇荷载作用下饱和砂土累积塑性变形及孔压特性。对此开展了不同围压、动力幅值下连续加载与间歇加载的动三轴试验,试验结果表明：（1）饱和砂土累积塑性变形-振次曲线呈现锯齿状发展。间歇效应导致卸荷回弹,并显著降低了后加载阶段砂土累积塑性变形,可使连续加载条件下的破坏型“转换”为稳定型。（2）对于塑性安定和塑性蠕变型,孔压-振次关系曲线呈台阶状,第1加载阶段的孔压随振次迅速累积增长,而间歇阶段排水,孔压消散接近或降至0,土体趋密实;在后续加载阶段,孔压累积幅值大幅降低。对于增量破坏型,孔压在第1加载阶段快速增大,试样破坏。（3）建立了表征间歇加载下砂土累积塑性应变两阶段发展特征的预测模型,预测效果良好。（4）间歇效应提高了砂土抵抗塑性变形的能力,连续加载会高估砂土累积塑性应变和低估其动强度。该研究结果对深刻认识间歇循环荷载下饱和砂土的累积变形特性和机制具有重要参考价值。     

盐穴能源储库氮气阻溶造腔气垫控制理论研究

盐穴具有良好的稳定性和密闭性,是储存天然气、石油、氢气等的理想场所。传统水溶造腔采用的油垫阻溶存在阻溶效果差、卤水油污重等问题,无法满足绿色矿山建设要求。气垫作为一种替代品备受关注,但因其起步较晚、控制难度大,加之我国复杂的盐层地质条件,阻碍着其推广应用。为此,首先分析了不同造腔阶段气垫控制特点,然后在对气-液界面处压力平衡分析的基础上提出了不同阶段气垫厚度预测及注气量计算方法,结合某井建槽期实例给出了建议气垫厚度及其波动范围,探明了气垫厚度和注气量随造腔推进的变化规律,最后探讨了气垫阻溶应用相关的关键问题。研究结果表明：建槽期及收顶期以气垫厚度控制为主,建腔期及腔体修复阶段则以气-液界面位置控制为主。建议建槽期平均气垫厚度不低于0.3 m,建槽期初期气垫厚度波动迅速,应设置较大的气垫厚度并及时补注氮气,随后气垫厚度波动趋于稳定,补气时间间隔可逐渐拉长。随造腔时间增加,单次补气量越来越大,累计补气量整体呈线性增长。造腔过程中井口气压及气-液界面处气垫压力先增加后线性减小,应实时监测井口气压变化。气垫阻溶与油垫阻溶成本相近但环境效益显著,可重复利用排出氮气及井口注气设施以节约成本。现场应...     

带有两端防渗墙坝基的各向异性渗流解析解

由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙,对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解析研究,将土体分为4个规则的区域,采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层,利用分离变量法将4个区域内的水头分布表示为级数解的形式,结合区域间的连续条件得出带有两端防渗墙的坝基各向异性渗流场显式解析解。将解析解退化到各向同性情况下的渗流量、坝底扬压力与保角变换解析解和数值计算结果进行对比,各向异性情况下的水头值与有限元软件计算结果进行对比,结果均吻合较好,验证了解析解的正确性,且相比于保角变换解析解具有更高精度。最后对坝基渗流场进行了参数分析,发现土体各向异性对坝基渗流有着不可忽略的影响,其他条件相同的情况下,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大土体的渗流量和出口梯度会小于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大的土体的最大扬压力会大于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体。     

水位变化下含裂缝非饱和土挡墙的地震主动土压力研究

高烈度区挡墙抗震设计的主要荷载是地震主动土压力。首先根据水位、缝深和墙踵的相对位置关系,提出了含裂缝非饱和土挡墙在高、中、低水位下地震主动土压力分析的3种力学模型;继而通过拟动力法计算墙后滑动土体的地震效应,运用非饱和土力学原理与极限平衡法建立了水位变化下倾斜挡墙的地震主动土压力解答,并给出了迭代应用步骤、对比文献理论解答与振动台实测;最后探讨了水位、缝深以及土体非饱和特性对地震主动土压力系数的影响规律。研究结果表明：所得非饱和土挡墙地震主动土压力解答综合考虑了水位、缝深与土体非饱和特性,能退化为经典土压力公式,与文献理论解答、振动台实测吻合良好且应用较便捷,具有重要理论意义和良好的应用前景;地震主动土压力受水位、缝深、基质吸力、吸力分布与吸力角的影响均很显著,需采用工程措施维持基质吸力、吸力分布、低水位、小缝深等稳定存在以优化挡墙抗震设计。     

A Numerical Study of Mesoscale Vortex Formation in the Midlatitudes:The Role of Moist Processes

In this study, a three-dimensional mesoscale model was used to numerically simulate the well-known "98.7" heavy rainfall event that affected the Yangtze Valley in July 1998. Two experiments were conducted to analyze the impact of moist processes on the development of meso-β scale vortices(MβV) and their triggering by mesoscale wind perturbation(MWP). In the experiment in which the latent heat feedback(LHF) scheme was switched off, a stable low-level col field(i.e., saddle field—a region between two lows and two highs in the isobaric surface) formed, and the MWP triggered a weak MβV. However, when the LHF scheme was switched on as the MWP was introduced into the model, the MβV developed quickly and intense rainfall and a mesoscale low-level jet(mLLJ) were generated. The thickness of the air column and average temperature between 400 and 700 hPa decreased without the feedback of latent heat, whereas they increased quickly when the LHF scheme was switched on, with the air pressure falling at low levels but rising at upper levels. A schematic representation of the positive feedbacks among the mesoscale vortex, rainfall, and mLLJ shows that in the initial stage of the MβV, the MWP triggers light rainfall and the latent heat occurs at low levels, which leads to weak convergence and ageostrophic winds. In the mature stage of the MβV, convection extends to the middle-to-upper levels, resulting in an increase in the average temperature and a stretching of the air column. A low-level cyclonic circulation forms under the effect of Coriolis torque, and the m LLJ forms to the southeast of the MβV.     

将全球变暖限制在1.5℃

IPCC发布新的评估报告,全名为《IPCC在加强全球应对气候变化威胁、实现可持续发展和努力消除贫困的背景下,关于全球升温高于工业化前水平1.5°C的影响和相关全球温室气体排放路径的全球升温1.5℃特别报告》。报告指出,将全球变暖限制在1.5℃需要社会各方进行快速、深远和前所未有的变革。     

2016年冬季京津冀豫大气污染的时空分布及影响因子研究

利用2016年12月至2017年2月北京、天津、石家庄和郑州的PM2.5质量浓度、反应性气体质量浓度及其相对应的气象要素资料分析了大气污染的理化特征、传输和生消规律。结果表明:北京、石家庄、天津及郑州的PM2.5质量浓度分布频率均有两个较为明显的峰值,四个地区PM2.5质量浓度分布频率最高时均值分别为10.1、19.2、40.0和47.1μg·m^-3,大气的氧化程度为北京最低,其次为石家庄、天津,郑州最高。四个研究地区的交通源对环境大气污染均有重要贡献。PM2.5和CO的相关性在低相对湿度时高于高相对湿度时;而PM2.5和NO2的相关性在相对湿度较大时高于相对湿度较小时。四个研究地区的PM2.5质量浓度均随风速的增大呈快速降低后趋于平缓的趋势,其中北京、石家庄和郑州的风速阈值均为3m·s^-1,天津地区为4m·s^-1。受上游污染地区的影响,偏南风的输送作用滞后20~30h达到最大,而偏北风的影响作用在滞后8~12h达到最大。     

中国瓦里关和上甸子大气温室气体浓度变化特征

研究典型区域大气温室气体的变化有助于有效应对气候变化、减缓全球变暖和减少极端气候事件.选取1997-2018年瓦里关和2009-2015年上甸子温室气体月值数据,应用线性趋势分析法和Mann-Kendall突变检验法分析两站温室气体的时间序列特征、季节变化趋势,构建HYSPLIT后向轨迹模型分析季风运输和大气边界层条件对温室气体的潜在影响.瓦里关和上甸子温室气体均逐年增长,具有明显的季节变化特征.两站CO₂均在8月达到最低值,CH₄则在8月达到峰值,SF₆四季差异不大.瓦里关N₂O在12月达到最高,6月降到最低;而上甸子N₂O在7月达到峰值,9月降至最低.瓦里关和上甸子大气温室气体均受到局地生物源和非生物源、季风远距离运输、大气边界层条件和光化学过程等多种因素的共同作用.      

压力式验潮仪数据处理时应注意的几个问题探讨

压力式验潮仪获取的数据需要经过单位换算、气压改正、密度改正等数据处理才能转化为潮位数据,在数据处理过程中容易因某一环节的疏漏而造成结果不准确。梳理了压力式验潮仪在数据处理过程中应该注意的几个问题,推荐了一种压力式验潮仪数据处理的流程,为压力式验潮仪的正确使用提供了很好的建议。     

基于孔压监测的强夯置换和砂井-强夯处理饱和软土地基试验研究

在青岛某饱和软土场区采用强夯置换和砂井-强夯2种不同方案进行试夯试验。在试验区距夯点不同距离、不同深度的土层中埋设孔隙水压力计,通过观测,分析试夯过程中超孔隙水压力的变化规律,得出以下结论:2 000~2 500kN·m夯击能作用下,点夯试验最佳夯击数为强夯置换14击、砂井强夯16击,且2种方案强夯有效加固深度均可达6m;强夯置换区块距离夯点越近,超孔隙水压力累积幅值越大,而砂井-强夯区块这一趋势则不明显;砂井-强夯区块较强夯置换区快地基具有更好的均匀性,但其夯后超孔隙水压力消散速度比后者慢;孔压监测是确定强夯参数,了解加固深度,评价加固效果的有效手段。