高黏性铝土矿放矿流动性试验与微观力学研究

根据中铝洛阳铝矿实际情况,结合放矿力学理论、室内相似试验和离散元数值模拟技术,从宏观和微观两方面深入地研究了矿仓放矿机制以及影响矿石流动性的主要因素。颗粒流数值模拟再现了放矿过程中矿石颗粒间以及颗粒与仓壁间相互作用力的动态变化过程。根据研究结果,设计了一种全新的仓内悬垂式振动助流器,并进行了现场试验,取得了很好的助流效果。它不但很好地改善了矿石流动性,解决了困扰洛阳铝矿几十年的矿仓堵塞、卡斗、起拱问题,优化了矿石和仓壁间的力学关系,减小了仓壁所受的动态接触压力,而且也大幅提高了矿仓放矿效率及生产安全系数,降低了工人的劳动强度。     

非饱和土的应力状态变量研究

以热力学和连续介质力学的应力理论为基础,从非饱和土的土骨架平衡方程出发,导出了一系列应力状态变量,目前文献中所使用的应力状态变量都在其中。研究发现：非饱和土的应力状态变量有多种组合形式（5组以上）,不是惟一的;大多数应力状态变量与土的孔隙率、饱和度等物性指标孪生相伴;所有应力状态变量都具有应力的量纲,单纯孔隙率或饱和度及其组合都不构成应力状态变量;简化的Bishop有效应力公式和Fredlund倡导的两个应力状态变量都是简化了的应力状态变量,前者忽略了孔隙率的影响,而后者忽略了与孔隙率及饱和度的关联性。在选择应力状态变量时应考虑理论合理、应用方便、逻辑关系正确的原则,还应做一定的验证工作。     

深隧道围岩分区破裂的数学模拟

该研究为先前深隧道围岩分区破裂现象内变量梯度塑性模型的进一步发展。利用应变梯度模型研究了深隧道围岩的分区破裂现象。作为额外的状态变量,在此引入应变梯度这一新变量。利用虚功原理得到了深隧道围岩的平衡方程、边界条件和流动准则,利用Clausius-Duhem不等式获得了岩体的本构方程。对于圆形深隧道,由上述模型的一般方程得到了弹性变形情况下、具有下降段的弹塑性变形情况下和不考虑弹性变形的塑性变形情况下圆形深隧道围岩的支配方程,得到了解析解,并讨论了解析解的性质。这一模型不仅扩展了隧道围岩的经典弹塑性模型,也为下一步数值研究深隧道围岩的分区破裂现象奠定了理论基础。     

隧道水平冻结施工引起地表冻胀的历时预测模型

隧道水平冻结施工过程中,土体冻结引起体积膨胀,进而会在地表产生冻胀现象。实际工程一般采用多根冻结管形成冻结壁。冻结壁交圈前,地表冻胀由多个冻土柱的叠加膨胀变形引起;冻结壁交圈后,地表冻胀则由整个冻结壁的膨胀变形引起。鉴于此,考虑冻结壁的形成过程,基于随机介质理论,建立了隧道水平冻结施工引起地表冻胀位移的历时预测模型。同时对冻结外锋面半径和冻胀区域外半径这2个关键参数的取值方法进行了相关探讨。最后针对两个工程案例,采用该计算模型对地表冻胀位移进行分析,得到地表冻胀位移随时间的变化规律,并与现场实测结果相比较,验证了模型的可靠性。该模型应用于隧道水平冻结施工前、冻结期内任意时刻的地表冻胀位移预测,可为工程冻结实施方案的合理确定提供有效依据。     

海堤地基固结系数反演与工后沉降分形模型预测

海堤工后沉降分析预测对工程维护和灾害防治具有重要意义。以海堤工后初期监测资料为基础,运用分层总和法和太沙基一维固结理论反演了土层固结系数,并通过对固结系数变化规律的分析,提出采用改进变维分形预测模型对具有较强趋势性的固结系数进行预测,进而对海堤工后可能发生的长期沉降进行预测。以浙江省洞头县北岙后二期东围堤工程的海堤监测数据作为研究对象进行了验证计算,结果表明,该方法反映了实际土体的固结沉降机制,能够较好地预测海堤工后沉降趋势,具有一定的工程实用意义。     

空沟对列车运行引起的地基振动隔振效果研究

为研究空沟对高速列车引起地基振动的隔振效果,在已有研究基础上改进出一种新的解析研究模型。模型中首次运用了饱和半空间模型来研究地基上隔振沟对高速列车的隔振效果;隔振沟则通过在饱和半空间土体上设置3个合适宽度、截面为矩形的弹性层来模拟;中间矩形弹性层为路堤,路堤上方放置了枕木与轨道。枕木与轨道分别通过纵向异性Kirchhoff薄板与Euler梁来模拟,饱和土地基采用Biot多孔饱和介质理论来描述。控制方程通过傅立叶变换与傅立叶级数展开,在变换域中进行求解。研究表明,随着列车运行速度的提高,空沟的隔振效果明显提高;饱和土体固-液相的耦合作用对隔振沟的隔振效果的影响明显,尤其当列车运行速度超过土体表面Rayleigh波速时,随着土体渗透系数的增加,空沟隔振效果显著降低。此外,列车运行速度超过土体表面波速时,饱和土地基上空沟的隔振效果明显优于相应单相弹性地基上空沟的隔振效果。     

五台山新太古代绿岩带中高镁安山岩（HMA）的化学特征

采用高镁安山岩（HMA）新的分类方法,描述了五台地区新太古代绿岩带中HMA的化学特征,并与实验的HMA以及自然界中典型的HMA（日本的Chichijima地区HMA和Setouchi地区HMA）进行了对比,显示该区HMA具有与上述HMA类似的化学特征。初步认为五台新太古代HMA产于洋俯冲带的环境,进而表明板块构造理论的适用时间范围可推演到新太古代。     

中心地理论创新与发展的基本视角和框架

中心地理论是城市地理学揭示规律、解决问题的重要方法之一。面对时代发展、社会转型、技术进步及其带来的城市与区域巨变, 中心地理论需要创新发展。首先, 突破中心地理论的严苛假设、忽视系统动态性和自然-人文要素综合性的固有缺陷, 拓宽其普适性。其次, 以动态的和联系的眼光审视中心地系统外部条件、内部要素和组织形式与机制变化, 从中发现理论创新的视角。包括人口再分布, 城市体系重组, 全球产业网络兴起等宏观背景变化的视角;现代交通条件、信息技术发展、技术革新、体制变革等影响要素和机制变化的视角;全球城市网络形成, 城市带、群、链迅速聚合, 底层中心地重构等中心地系统组织形式新变革的视角;RS、GIS和现代统计手段应用的视角。再次, 中心地理论创新与发展有必要从“肢解”阶段进入到整体完善过程, 构建创新与发展的基本框架:①以指导实际应用, 形成理论和研究范式为创新和发展的目标;②以中心性测度新模型、严苛条件缓和、动态中心地系统、中心地系统畸变模式、中心地扩散域的空间嵌套等为创新和发展的核心内容;③突破自然-人文耦合要素对中心地系统影响机理及模型化表达, 现代中心地系统空间图景, 动态开放的现代中心地系统建设等重点问题。     

能源安全研究的理论与方法及其主要进展

在能源价格和温室气体减排双重驱动下,能源安全研究再次成为学术界关注的热点.加强能源安全理论、方法研究,对于把握能源安全关键要素,识别一国(区域)能源安全状态及演进趋势具有重要的现实意义,同时为能源安全预警与响应机制的构筑奠定了坚实基础.本文对国内外能源安全理论、方法及其主要进展进行了综述,研究结果表明：①国内能源安全定量研究较为薄弱,主要表现为研究成果匮乏、缺乏共识;②国际上,能源安全研究方法大多基于能源安全多样性指数——Shannon-Wiener 指数(SWI)与Herfindahl-Hirschman 指数(HHI).其中,又以英国能源供应安全联合研究小组(JESS)、荷兰能源研究中心(ECN)、国际能源署(IEA)以及亚太能源研究中心(APERC)所开发的能源安全模型较具有代表性;③能源安全定量研究在时间尺度、空间尺度、评价内容及不确定性上均有待改进.     

一种无控制点支持的分布式SAR系统干涉测高方法

分布式星载合成孔径雷达干涉测高系统提供了多个通道的观测数据,给定位和测高带来冗余信息,基于此提出了一种无需控制点支持的干涉测高方法.介绍了该方法的原理,推导了定位与测高方程组,采用一阶近似进行了误差敏感度分析,并通过Monte-Carlo仿真加以验证.仿真结果表明:(1)可以直接采用误差理论分析结果为系统分析和设计提供支撑;(2)测高精度对系统干涉相位差的误差十分敏感.