破裂时间法在云南小江断裂带强震预测中的应用

使用云南区域台网记录的地震目录资料,采用破裂时间法模拟前兆地震序列能量加速释放过程,系统研究了能量加速释放模型参数估计方法及强震位置搜索技术,详细推导了预测模型基本公式,对小江断裂带上发生的19次主震事件进行了模拟,结果表明:强震前能量加速现象是一种普遍现象,主震前,与主震相差2.5个震级单位的前兆序列出现能量加速释放所占的比例为80%;由前兆序列模拟得到的预测时间和震级与实际值很接近,主震震级预测精度约为±0.5级,预测主震发生时间误差约为±0.5年;搜索半径和搜索时间与主震震级成线性正相关关系;采用主震位置搜索技术,对小江断裂带未来中期6～7级强震可能危险区进行了预测。     

长白山天池火山口内湖滨温泉地球化学

本文报道了湖滨温泉强气体释放带地球化学特征。湖滨温泉强气体释放带位于天文峰下长白山天池火山口北岸,是一处大规模热水强烈释放区域。天文峰顶部的极新的喷发物年代尚有争议,它们应当是近代某次中小规模喷发或千年大喷发的残留物。湖滨温泉区域逸出气体的地球化学研究对揭示区域火山活动有现实意义。本文通过对长白山天池火山口湖内湖滨气体强释放带的考察采样,全面分析了湖滨温泉区域逸出气体的地球化学特征。结果显示,这些气体中富含CO2、He、CH4、Ar等深源气体。He同位素比值为4.81~5.95,依据4He/20Ne同位素值和He含量计算的幔源气体含量平均为67.1%,显示湖滨区域是一处大规模、高强度深源气体释放的特殊区域。He同位素空间分布呈凹形特征可能与区域火山机构有关,深部幔源气体的大规模释放很可能是最新火山喷发的残留气体。本文提供了天池湖滨温泉地球化学初步的直接证据。     

偏最小二乘法回归 (PLS)研究酸性森林土壤中铝的释放过程

采集了华南和西南酸性森林小流域中的土壤和土壤水并分析其化学组成,利用偏最小二乘法回归(PLS)研究了土壤中铝的释放过程,以综合评价各种影响因素的相对重要性。连续3年(2000～2002)的现场监测数据表明,尽管土壤水中铝的浓度存在显著差异,但铝的形态分布在各流域之间基本相似。大多数土壤水中单体铝(Ala)主要以无机态(Ali)存在,有机铝(Alo)一般不足10%。在pH3.6～5.6范围内,土壤水中Al3 活度(pAl)与土壤水pH值呈显著正相关关系(P<0.001),上层和下层土壤中pH-pAl拟合直线的斜率分别为1.28和2.00,明显偏离三水铝石(gibbsite)的溶解平衡模式。偏最小二乘法回归分析显示,上层和下层土壤中铝具有不同的来源和主导影响因素。上层土壤中,铝主要来源于有机键合铝(Alorg),土壤水离子强度(I)是造成铝浓度差异的主导因素。与此同时,铝的释放过程明显受到离子交换反应的影响。下层土壤中,铝近乎全部来源于无机键合铝(Alinorg),土壤水H 浓度成为影响铝释放过程的最主要因素。与上层土壤相比,离子交换对土壤铝释放过程影响明显减小。     

变质岩区金易释放率资源量预测模型研究—以山海关地区为例

资源量预测中体积估计法和丰度估计法有着明显的不足，主要是在计算公式中都用到元素Ａｕ的区域丰度值，但金在岩石中分为易释放金和惰性金两部分，只有易释放金才能参与成矿。因此，本文试图通过Ｐｄ－Ａｕ的特殊关系，探求金的易释放率，建立金的易释放率－资源量关系式，进而建立金的易释放率资源量预测模型。     

考虑围岩软化特性和应力释放的圆形隧道黏弹塑性解

将围岩的塑性应变软化特性引入到考虑应力释放的圆形隧道黏弹塑性解中,并且在围岩的软化和残余强度阶段考虑围岩的塑性体积膨胀特性,提出了考虑塑性软化以及塑性体积膨胀和围岩应力释放的圆形隧道弹塑性解。当软化系数k = ∞、膨胀系数h = s时,该解转化为黏弹-脆塑性解;当k = 0、h = s时,则转化为黏弹-理想塑性解,进一步令h = s = 1,则转化为不考虑塑性体积膨胀的黏弹-理想塑性解。通过具体实例计算,分析了掌子面与研究断面间距x、围岩的软化系数k、膨胀系数h和s、支护结构等对围岩塑性区、破碎区半径和变形的影响。当开挖面与研究断面间距x在(0~4)D（D为隧道直径）范围内,随着时间增加塑性圈和破碎区迅速增大;超过4D,塑性区和破碎区半径增量逐渐变小,趋于稳定值;围岩中包含塑性区和破碎区时,二者半径的比值只取决于围岩的性质,与支护结构无关,但支护结构可以限制塑性区及破碎区的范围;考虑应变软化和塑性体积膨胀时,围岩径向位移和塑性区及破碎区半径均大于不考虑应变软化和塑性体积膨胀时的结果;软化系数k增大,围岩位移、塑性区和破碎区半径增加、塑性区半径和破碎区半径之间的比值变小。得到的结果对于隧道工程设计和施工具有一定的指导性和参考价值。     

城市重污染河道环境因子对底质氮释放影响

以苏州市古城区劣Ⅴ类水体为研究对象,利用模拟试验方法,研究和探讨了水体环境条件(DO、Eh、pH值、温度)变化和疏浚深度对河道底泥氮释放的影响.底泥供试样中NH₄+-N与NO₃--N含量一般为0.277 g/kg与0.0012g/kg,上覆水体NH₄+-N与NO₃--N含量一般为6.743 mg/L与1.500 mg/L.试验结果表明:厌氧环境(DO<0.5 mg/L)、强还原环境(Eh<-108 mV)、酸性环境(pH<6.0)及温度升高均有利于底泥中NH₄+-N的释放,NO₃--N的迁移转化规律则相反;供试样控制疏浚深度5 cm、10 cm、15 cm、20 cm,当疏浚深度15 cm时,泥-水界面向上覆水体中扩散的氮通量最小;疏浚深度、DO和Eh对底泥NH₄+-N释放程度的影响大于pH和温度,通过曝气等方式保持水体中适当的溶解氧或使底泥保持较强的氧化电位环境可以有效抑制底泥中NH₄+-N的释放.     

盐酸提取条件下土壤重金属元素的释放特征

采用河南省黄淮海平原典型农田土壤样品,开展了不同浓度盐酸(1,0.1,0.001,0.000 01 mol/L)和振荡时间(2,24,48,96 h)的土壤重金属元素提取实验,分析了盐酸浓度和振荡时间等对土壤重金属元素释放的影响,探讨了不同提取条件下土壤重金属元素的释放效果及其影响因素。研究表明:土壤Cr、Cu、Ni、Zn和Pb采用1 mol/L盐酸振荡48 h时萃取率显著高于其他处理,其中Pb的萃取率最高,土壤As采用1 mol/L盐酸振荡2 h时萃取率最高,碱性土壤Cd采用0.1 mol/L盐酸振荡2 h时萃取率最高。在此基础上,根据1 mol/L盐酸振荡2 h的提取结果,采用统计分析方法分析了土壤重金属元素全量、理化性质以及土壤类型对土壤重金属元素释放的影响,结果表明:土壤Cr全量越高,Cr萃取率越高;土壤干密度越大,Pb萃取率越高;土壤pH值越低,土壤Ni萃取率越高,而土壤Pb正好相反;土壤有机质对重金属元素萃取率无统计上的显著影响;Cu、As、Pb在碱性土壤(黄河流域)萃取率相对较高,而Cr、Ni、Zn在酸性土壤(淮河流域)萃取率相对较高;土壤类型对重金属元素释放的影响表现为砂姜黑土Cr,水稻土Cu、Ni、Zn,潮土As、Pb的萃取率相对较高。     

抛掷型岩爆震源体能量动态释放机制与几何尺度特征

为了进一步理解岩爆的机制并解释岩爆发生的过程,通过对抛掷型岩爆能量来源、去处及大小的分析,提出了抛掷型岩爆的震源两体模型。抛掷型岩爆本质上是释能体-岩爆体相互作用下岩石裂纹动态扩展和能量快速释放的过程。从岩爆体张拉断裂机制出发,采用脆性内聚裂纹阵列扩展动力学模型分析了裂纹间距与应变率对岩爆体能量释放速率的影响。据此得出释能体对岩爆体的作用可归结为应变率效应,释能体能量释放速率越大,对岩爆体的动态加载速率就越大,使得岩爆体能量释放速率加快。岩爆体破裂能量释放速率越大,作用于释能体的动态卸载速率就越大,又使得释能体的能量释放速率增大,两体相互作用形成的动态加、卸载效应构成了岩爆能量释放的正反馈机制。基于上述理论推导得出岩爆震源体的几何尺度是岩爆体的几倍到几十倍,理论结果与现场实际监测分析基本吻合。     

饱和多孔介质中胶体沉淀释放过程的数值模拟

地下环境中可移动的胶体能够促进强烈吸附的污染物质的运移,而胶体自身在运移过程中也会伴随发生沉淀、释放。根据高岭石胶体的土柱出流实验,对不同离子强度条件下胶体在饱和多孔介质中的沉淀和释放行为进行分析,并采用不同模型对其过程进行数值模拟。结果表明,离子强度是影响胶体沉淀和释放过程的重要因素,随着离子强度的增加,胶体的出流峰值逐渐降低,即胶体在多孔介质中的沉淀量逐渐增大,且沉淀速率系数K d 与离子强度成正相关;模型拟合的释放系数与NaCl 浓度显著相关,Grolimund 模型可以很好地模拟胶体的沉淀过程（R 2 >0.95）,但不能准确地模拟释放过程;而胶体运移方程耦合溶质运移方程能够模拟不同离子强度影响下胶体的释放过程（R 2 >0.9）     

基坑开挖及桩基施工对围护结构变形的影响分析

以北京通州某深基坑工程为例，分析基坑开挖卸荷、基坑锚杆施工、基底CFG桩和抗拔桩施工对基坑围护结构和周边环境的影响。结果表明：基坑围护结构及基坑周边地表随着基坑的开挖、围护锚索和基坑内工程桩的施工出现典型的先上浮后沉降的趋势，应力重新分布现象明显。具体表现为基坑开挖卸荷初期引发围护结构及基坑周边地表上浮，随着基坑开挖深度的增加，在基坑侧向位移和基坑锚索竖向分力作用下，围护结构及基坑周边地表开始下沉；在基坑槽底施工CFG桩和抗拔桩削弱了护坡桩嵌固区被动土压力，基坑降水导致土体有效应力增加，产生附加固结沉降，在基坑地下水渗流的联合作用下，围护结构及基坑周边地表呈现二次加速下沉；基坑开挖和基础桩施工对桩顶水平位移和锚索轴力影响较小。根据分析结果，建议类似基坑增加嵌固深度、调整被动土压力区打桩顺序，将有利于围护结构及基坑周边环境变形控制。