Unified modeling of flow liquefaction and cyclic mobility

Flow liquefaction and cyclic mobility are two different phenomena that are encountered during strong earthquakes. Flow liquefaction is associated with the contractive behavior of loose granular materials and cyclic mobility is associated with the dilative response of both loose and dense granular materials at low confining stresses. These two types of response pertain to the same material and therefore should be modeled in a consistent manner. Whether a soil in a given state exhibits contractive or dilative behavior is dependent on its dilatancy, d=d_v^p/d_q^p. A form of the dilatancy d=d(η,ψ,C) is proposed, where η=q/p is the stress ratio, and ψ and C denote the internal state variables and the intrinsic properties, respectively. It has been shown that such a state-dependent dilatancy is effective in describing both the contractive and dilative behavior. This allows the soil behavior associated with flow liquefaction and cyclic mobility during earthquakes to be modeled in a unified way.     

引潮力与显著地震关系及其在短临预报中的应用

对引潮力与显著地震的关系及其在地震短临预报中的应用作了较系统的总结, 进一步完善了笔者提出的基于显著地震特点的地震短临预报方法, 简称CH方法。 1997年至2003年5月应用CH方法所作的全部21次地震短临预报中, 与地震实况比较, 较好和做了一定程度预报的共有12次, 占57%, 这表明用于地震短临预报的CH方法具有较好的效能。     

利用逾渗模型研究辽宁地区的地震活动

首先,我们利用现代非线性物理理论及震源理论建立了适合地震活动的逾渗模型。然后,我们利用这一模型,对辽宁地区１９７０年以来的地震活动进行了研究。通过对地震活动的逾渗相变过程中逾渗阈值附近的各种临界指数的计算,对破裂概率达到或超过逾渗阈值的子区域进行了讨论并对近期辽宁地区的地震活动趋势进行了探讨。     

北京山区泥石流预警阈值初步研究

泥石流预警阈值,是突发地质灾害防灾减灾的重要参考指标。本文结合北京山区泥石流灾害特点和已有降雨阈值研究成果,一方面在泥石流沟易发性、物源和危害人数进行分级的基础上,提出不同级别沟谷在不同前期降雨条件下,不同发灾概率的激发雨量,极大地方便了中短期预警实际工作;另一方面将泥石流流域降雨量、土壤含水率、次声、泥位4个参数,作为泥石流短临灾害预警关键物理参数,开展了泥石流专业监测设备预警阈值研究。最终,从技术层面上构建不同时间维度的泥石流监测预警阈值体系,为北京山区泥石流监测预警提供技术支持。     

对天然地基承载力计算公式的理解和应用

文章就新老国标和上海标准对地基承载力的计算公式进行了分析比较,并认为在上海地区岩土工程勘察报告中提供天然地基承载力设计值fd更适合。     

贺兰山北段孔兹岩系脱水熔融实验研究——临界熔体比例的确定及意义

 在充分研究贺兰山北段区域地质的基础上,选定该区孔兹岩系中最有代表性的两类岩石:变粒岩类及富铝片麻岩为实验对象,进行天然块状样品的脱水熔融实验研究。根据成分变异的特点,确定岩浆的临界熔体体积比为30%,其不仅影响变质作用p-T-t轨迹的演化路径,而且与原地、半原地及异地型花岗岩的形成有着密不可分的关系。     

论青藏高原隆起作用于大气的临界高度

在以前工作的基础上，从大气动力学、热力学及气候学的角度，进一步论证了在青茂高原隆起过程中存在一个临界高度ｈｃ（－１．５－２ｋｍ）。当高原隆起突破这一临界高度时才开始对大气产生强烈的作用，从而造成大气环流、大气热力结构、亚洲区域以及全球气候等一系列巨大转变。     

极限平衡理论下边坡强度参数反演及加固稳定性分析

参数反演是获得较为可靠的边坡强度参数的一种有效手段。本文在对边坡临界滑动面进行判别的情况下,以瑞典法为基础,通过建立强度参数之间及其与临界滑动面一一对应的关系推导得边坡强度参数反演的显式计算公式。然后,将反演结果用于锚索加固条件下的边坡稳定性研究。经工程算例分析验证了本文方法的可行性和实用性,并得到如下结论:(1)预应力锚索能对边坡形成有效的加固作用,且锚索在坡面上的位置越靠近滑动面的滑出点时其对边坡的稳定性越有利; (2)锚索的预应力越大则计算得到的安全系数越大,而锚索水平倾角的增大对计算得到的安全系数影响微小。     

含气介质临界点、流体和骨架弹性参数的数值计算方法

目前临界孔隙度及孔隙介质的研究主要为测试分析的实验方法,如何运用数值计算方法求取孔隙流体介质临界点和组分弹性参数一直是备受关注的课题.本文提出了求取孔隙介质临界点、孔隙内流体和骨架弹性参数的数值计算公式及方法,并结合含气样品测试数据实现了这种数值计算.文章首先给出了3个包含孔隙度的线性方程,通过有机组合每个线性方程中的两个系数得到求取有关弹性参数的数值计算公式.然后,详细阐述了计算的方法和步骤以及需要注意的问题,把室内含气砂岩样品实测的综合介质密度、纵波速度和横波速度作为数值计算的输入数据,求得了临界点和流体及骨架等相关弹性参数的具体数值.通过比较分析本文数学方法求得的计算数据与实验方法测得的实测数据,表明了该数值计算公式的正确性和数值实现方法的有效性.     

中地壳的水和水岩相互作用实验及其地球物理涵义

本文重点报道了高温高压下流体与流体-岩石相互作用实验结果,提供了中地壳条件下流体性质和水岩反应速率数据.这些数据有助于理解中地壳的一些地球物理现象.作者进行了25℃~435℃和22~39 MPa条件下水-岩相互作用反应动力学实验.同时,研究水在近临界区至超临界区的性质.一般地说,中地壳大致位于10(15)至25 km的深度范围.各地的地壳厚度不同,但是中地壳高导-低速层的深度范围十分相似.中地壳的顶界温度处于300℃,底界大致为450℃范围,压力高达200 MPa以上.流体-岩石相互作用实验表明:硅酸盐矿物和岩石的硅最大溶解速率出现在300℃~400℃.此时,硅酸盐矿物格架解体.通常,地壳里普遍存在水、流体.地壳构造活动导致断裂空隙、减压、流体流动.这时,有可能导致中地壳处于300℃~450℃流体的压力减低,由超临界区进入临界态、亚临界态.这会引发强烈流动的水与岩石相互作用.溶解反应导致岩层的硅淋失,硅的强烈淋失又会导致硅酸盐矿物格架解体,岩石崩塌.同时,进一步促进流体的流动.实验表明300℃~400℃下的强烈水岩相互作用促进了岩石破坏,并有可能影响岩层的地球物理性质,如高导层出现.另外,实验和理论研究表明处于300℃~400℃流体具有高电导率性质.这些水岩相互作用会使中地壳出现高导-低速层.