风积砂毛细现象的试验研究

为了研究颗粒配比对风积砂中毛细现象的影响,本文通过9种不同颗粒配比的风积砂进行室内竖管法毛细水上升高度试验,得出了如下结论:(1)在单一砂样试验中,粗砂(粒径0.5～2 mm)、中砂(粒径0.25～0.5mm)、细砂(粒径0.075～0.25 mm)、粉土(粒径<0.075 mm)的最大毛细水上升高度分别为7.5 cm、16.0 cm、30.5cm、98.0 cm;(2)在混合砂样试验中,中砂和粉土以9:1、8:2、7:3、1:1混合,最大毛细水上升高度分别为32.0 cm、51.0 cm、71.0 cm、73.0 cm。揭示了风积砂平均粒径越小,最大毛细水上升高度越高,并建立了风积砂毛细水上升高度h(cm)-时间t(min)lnh=a(lnt)2+b(lnt)+c形式的预测模型,其中a、b、c是与风积砂物理性质有关的物理量,为生态保护及工程应用提供参考依据。     

烧结法赤泥的物质组成与颗粒特征研究

运用X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、X射线粉晶衍射仪(XRD)、透射电子显微镜和激光粒度分析仪等手段,对贵州烧结法赤泥主量元素和微量元素的化学组成、物质组成、微观形态和粒度分布等基本特征进行系统研究,并将烧结法赤泥的组成与拜耳法赤泥进行对比。结果表明,烧结法赤泥的主要化学成分是CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、Na2O、K2O和MgO,与拜耳法赤泥相比具有高钙低铝的特征。透射电子显微镜分析烧结法赤泥中部分矿物的颗粒形态与特征,XRD分析其主要物相有硅酸二钙、铝酸三钙、方解石、钙钛矿等,还有少量分散的含铁矿物、黏土类铝硅酸矿物。根据微观形态的不同,将烧结法赤泥的组成矿物划分为三类:薄片状或者大块状聚集体;片状、柱状、颗粒状等规则形态;毛发状、细丝状聚集体。通过激光粒度分析仪测量烧结法赤泥的粒径分布情况,表明粒径细小是赤泥的重要特征,同时也是影响赤泥在选矿等领域综合利用的重要因素之一。通过对赤泥物相组成与粒度特征的综合分析,为烧结法赤泥综合利用提供了必要的基础资料和科学依据。     

高压力下层间错动带残余强度特性和颗粒破碎试验研究

针对某水电站层间错动带的原状样与重塑样,模拟现场地应力条件,在试验法向应力高达10 MPa条件下开展了反复直剪试验。试验结果表明：原状样峰值强度高于重塑样,但强度下降较快,二者残余强度趋于一致;此外,试样发生了大规模的颗粒破碎,采用颗粒相对破碎势Br量化重塑样剪切面附近区域与非剪切面附近区域颗粒破碎程度,对比发现,前者颗粒破碎程度高于后者,且破碎机制不同;剪切面颗粒破碎是高压力下残余强度包线非线性的根本原因：剪切强度的下降（残余强度与峰值强度的比值）与Br和S2（试验前后小于粒径< 2 µm 颗粒含量的比值）呈线性关系,颗粒破碎导致的能量释放和不断产生的黏粒（< 2 µm）降低了剪切强度。     

嘉陵江卵石粒度分布与最大干密度的分形特征

应用分形理论研究了卵石粒度分布的分形规律,建立了关于分维数（D）、小于10mm颗粒含量（P10）与卵石最大千密度（rdmax）的数学模型。研究表明,嘉陵江卵石颗粒粒径在10mm以上部分其粒度具有良好的分形结构,基于嘉陵江卵石特征所建立的数学模型对工程实践具有重要的指导意义。     

A statistical approach to determine 2D optimal equivalent linear parameters with application to earthquake engineering

The equivalent linearization method approximates the maximum displacement response of nonlinear structures through the corresponding equivalent linear system.By using the particle swarm optimization technique,a new statistical approach is developed to determine the key parameters of such an equivalent linear system over a 2D space of period and damping ratio.The new optimization criterion realizes the consideration of the structural safety margin in the equivalent linearization method when applied to the performance-based seismic design/evaluation of engineering structures.As an application,equations for equivalent system parameters of both bilinear hysteretic and stiffness degrading single-degree-offreedom systems are deduced with the assumption of a constant ductility ratio.Error analyses are also performed to validate the proposed approach.     

Water‐Saving Crop Planning Using Multiple Objective Chaos Particle Swarm Optimization for Sustainable Agricultural and Soil Resources Development

Establishing a water‐saving planting structure is necessary for the arid, water‐deficient regions of northern China and of the world. Optimizing and adjusting a water‐saving agricultural planting structure is a typical semi‐structured, multi‐level, multi‐objective group decision‐making problem. Therefore, optimization can be best achieved with a swarm intelligence algorithm. We build an optimization model for a water‐saving planting structure with four target functions: (1) maximum total net output, (2) total grain yield, (3) ecological benefits, and (4) water productivity. The decision variable is the yearly seeded area of different crops, and its restrictions are the farmland area, the agricultural water resources, and the needs of the people and other farming‐related industries. Multiple objective particle swarm optimization (MOPSO) is an efficient optimization method, but its main shortcoming is that it can easily fall into a local optimum. Multiple objective chaos particle swarm optimization (MOCPSO) will greatly improve the searching performance of the algorithm by placing chaos technology with the advantages of ergodicity into MOPSO. When MOCPSO is used to solve the multi‐objective optimization model in the middle portion of the Heihe River basin, the results show that MOCPSO has the advantages of a high convergence speed and a tendency not to fall easily into a local optimum. After adopting a water‐saving agricultural planting structure, irrigation water would be reduced by about 7%, which would provide tangible economic, social, and ecological benefits for sustainable agricultural development.     

悬浮颗粒的浓度对其在饱和多孔介质中迁移和沉积特性的影响

多孔介质中悬浮颗粒迁移和沉积特性的研究对地下污染物净化、石油开采、核废料处置、水土保持等有很重要的意义。对4种不同浓度的悬浮颗粒在3种不同的渗流速度下进行室内试验,研究悬浮颗粒的浓度对其迁移和沉积特性的影响。结果表明,在一定的悬浮颗粒浓度下,随着渗流速度的增加,穿透曲线中的悬浮颗粒的相对浓度也增大。同时,渗流速度一定时,悬浮颗粒的浓度存在一个临界值,小于该临界值,穿透曲线中的相对浓度随悬浮颗粒的浓度增大而增大;大于该临界值时,相对浓度随悬浮颗粒的浓度增大而减小。另外,悬浮颗粒的临界浓度是与渗流速度相关的,随着渗流速度增加,悬浮颗粒的临界浓度也逐渐增大     

高压下尾矿材料幂函数型摩尔强度特性研究

高压下尾矿材料的强度特性是高尾矿坝稳定性分析的基础。理论推导了幂函数型摩尔（Mohr）强度通式 须满足的条件为 , , ;基于高压三轴试验研究了尾矿材料的强度特征,研究表明：幂函数型摩尔强度包络线能较好地反应尾矿材料在高压下的强度特征;尾矿材料在高压作用下试验前、后的颗粒分析结果表明：当围压达到某一阈值时,尾矿材料在剪切过程中将发生颗粒破碎,对于德兴铜矿尾粉砂,阈值为1 200 kPa;对于德兴铜矿尾亚砂,阈值为1 600 kPa。研究成果可为高尾矿坝坝体稳定性评价提供理论依据。     

砾石土渗透稳定特性试验研究

目前砾石土被广泛地用作高土石坝中的防渗体,国内已建成的187 m高的瀑布沟堆石坝就是用它作心墙的防渗材料。介绍了瀑布沟心墙土料的渗透稳定试验结果,并论述了确定砾石土渗透稳定性能的的主要因素是细粒含量,提出了确定粗、细粒料的区分粒径、计算最优细料含量以及用细料含量判别渗透稳定性的方法。试验结果表明,工程中常以小于5 mm粒径含量不小于35%、小于0.1 mm的粒径含量不小于18%,以判别砾石土能否作为高土石坝防渗体的标准是可行的,无需另外要求小于0.005 mm的粒径含量大于10%。