Analytical layer‐element method for non‐axisymmetric consolidation of multilayered soils

A numerically efficient and stable method is developed to analyze Biot's consolidation of multilayered soils subjected to non‐axisymmetric loading in arbitrary depth. By the application of a Laplace–Hankel transform and a Fourier expansion, the governing equations are solved analytically. Then, the analytical layer‐element (i.e. a symmetric stiffness matrix) describing the relationship between generalized displacements and stresses of a layer is exactly derived in the transformed domain. Considering the continuity conditions between adjacent layers, the global stiffness matrix of multilayered soils is obtained by assembling the inter‐related layer‐elements. Once the solution in the Laplace–Hankel transformed domain that satisfies the boundary conditions has been obtained, the actual solution can be derived by the inversion of the Laplace–Hankel transform. Finally, numerical examples are presented to verify the theory and to study the influence of the layered soil properties and time history on the consolidation behavior. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

不同平衡堆载条件下桩基承载特性的原位试验研究

沿海吹填围垦地区土质较差,淤泥软弱土层较厚,在后期填土作用下土体会产生很大的固结沉降。后期不同堆载填土方式对桥梁基础影响较大,可降低基桩承载力,同时平衡堆载主要增加基桩的沉降,而不平衡堆载则对基桩水平位移影响较大。结合台州湾大桥工程建设,选取3根基桩进行了平衡堆载（围载）试验,另外,选取了3根基桩进行了不平衡堆载试验,研究不同堆载条件下对桩基承载特性的影响。现场试验结果表明,平衡堆载条件下主要引起桩侧产生负摩阻力,堆载高度达到4 m,堆载面积为24 m×16 m时,负摩阻力总和达到2 687 kN左右,中性点深度约为29.5 m,约为0.36倍桩长,且负摩阻力的发展是随时间而变化的;不平衡堆载条件下主要产生土拱效应,使桩基产生较大的水平位移,试验中不平衡堆载对吹填区的影响主要在距离地面20 m范围之内,土中最大水平位移出现在距离地面4～5 m左右位置,而桩身最大水平位移出现在桩顶。     

用于多频电磁波测井的负阻抗变换式有源接收天线

本文对用负阻抗变换电路同小圆锥螺旋天线相结合,构成的有源接收天线进行了理论分析,并给出了该有源天线稳定工作的条件。结果表明,用该方法设计的有源接收天线具有较宽的频带、较高的灵敏度和较小的尺寸。是多频电磁波测井较理想的接收天线。     

草莓红绿柱石(Pezzottaite)的晶体结构测定及其意义

利用CCD单晶衍射仪对草莓红绿柱石进行晶体结构测定,测定其空间群为R3c,并讨论了结构中Li 有序地置换Be2 造成c/a值的变化特征。晶体中发现复三方偏三角面体的负晶包裹体,其宏观对称属m,它与空间群Rc相对应,但与测出晶体结构的空间群有矛盾。X射线结构测定已否定了其空间群为Rm的看法。要解决草莓红绿柱石晶体空间群是否有对称中心(Rc或Rc)的问题,还需进一步将X射线结构的数据及其有关的电性实验结合分析。     

中东亚中全新世气候与植被反馈作用:PMIP2多模式结果分析

文章选取了参加国际古气候模拟比较计划(Paleoclimate Modeling Intercomparison Project,简称PMIP)的6个耦合气候模式的模拟结果,着重对中全新世中东亚干旱区以及东亚季风区的夏季气候变化(气温、降水)进行分析,探讨了植被反馈作用对这3个区域中全新世气候变化的影响。由于各个模式之间以及所用的植被模块的差异,它们模拟的气候变化(气温、降水)的幅度有所不同,本文利用PMIP 2中6个模式的模拟结果分析,结果发现,在中全新世轨道因素的影响下,3个区域的平均温度和降水都有所增加。而中全新世植被的变化在: 1)东亚季风区,各个模式模拟的结果也各不相同,其中FOAM,ECHAM5.3-MPIOM127-LPJ和MRI-CGCM2.3.4FA这3个模式的模拟结果显示温度较现代低,而ECBILTCLIOVECODE,UBRIS-HADCM3M2和MRI-CGCM2.3.4NFA模式的模拟结果显示植被的变化导致地表温度较现代高,但各个模式对东亚季风区的中全新世植被变化所引起的降水变化并不理想,并且差异较大; 2)中东亚干旱区,ECBILTCLIOVECODE,FOAM和UBRIS-HADCM3M2模式的模拟结果表现出中全新世植被的变化导致中东亚干旱区夏季平均温度较现代低,而其他3个模式的模拟结果则表现出较现代高的趋势,但除MRI-CGCM2.3.4NFA模式外,其余5个模式均在中国西北新疆地区表现出0.5℃左右的降温,而几乎所有的模式都在中东亚干旱区表现出降水增加; 3)中亚地区,在温度方面,除了MRI-CGCM2.3.4NFA随着植被的变化表现出了较大的增温幅度外,其余5个模式夏季温度随着植被变化不大;而在降水方面,除了FOAM模式外,其他5个模式结果都显示出区域平均降水的增加。由此可见,在中全新世东亚季风区、中东亚干旱区以及中亚地区,除了太阳辐射等因素,植被对气候变化也有重要影响。     

Potential impacts of aerosol–land–atmosphere interactions on the Indian monsoonal rainfall characteristics

Aerosols can affect the cloud-radiation feedback and the precipitation over the Indian monsoon region. In this paper, we propose that another pathway by which aerosols can modulate the multi-scale aspect of Indian monsoons is by altering the land–atmosphere interactions. The nonlinear feedbacks due to aerosol/diffuse radiation on coupled interactions over the Indian monsoon region are studied by: (1) reviewing recent field measurements and modeling studies, (2) analyzing the MODIS and AERONET aerosol optical depth datasets, and (3) diagnosing the results from sensitivity experiments using a mesoscale modeling system. The results of this study suggest that the large magnitude of aerosol loading and its impact on land–atmosphere interactions can significantly influence the mesoscale monsoonal characteristics in the Indo-Ganges Basin.     

惠民凹陷南坡北北西向走滑断裂带的发育特征及成因分析

通过对惠民南坡前中生代断裂的平面分布和三维地震剖面特征的分析,识别出了一组在平面上相互平行,在剖面上具有负花状构造的北北西向走滑断裂带。通过对负花状构造的形态及其卷入地层特征的分析,认为该组断裂带经历过两期不同性质的走滑运动,在中生代经历了较强的左行张性走滑,在新生代经历了较弱的右行压性走滑。其演化过程与鲁西地块上北北西向走滑断层的演化过程一致,均属于郯庐断裂区域性走滑作用所形成的帚状构造体系的一部分,郯庐断裂在中生代的左行走滑和新生代的右行走滑是控制其发展演化的主要因素。     

小秦岭金矿含金石英脉中黄铁矿晶体的表面微形貌研究

利用微分干涉显微镜、扫描电镜、透射电镜等对小秦岭金矿含金石英脉中黄铁矿晶体的表面微形貌进行了研究。黄铁矿晶体的{210}面上发育自由生长层，表明{210}面是F面，其生长机理受二维成核层生长所制约。除简单的五角十二面体外，其他形态黄铁矿晶体的{210}面上也发育有自由生长层。{210}面上的正条纹有些是由{100}面上生长层的边缘台阶在{210}面上叠堆形成，另一些正条纹则是{210}面上生长层边缘台阶堆叠的产物。透射电镜和电子衍射花样研究表明，负条纹黄铁矿晶体是由30～50nm大小的核团经自动定向附生作用形成，每个核团不是单晶体，而是由许多早先在溶液中形成的小微晶聚合而成。这些特征表明负条纹黄铁矿晶体是在溶液过饱和度极高和温度梯度小的理想环境中形成，它的形成与杂质无关。PBC理论和唐纳-哈克定律能较好地解释自然界中黄铁矿晶体{100}面上普遍发育自由生长层、而{210}面上自由生长层极为罕见的原因。除日本释迦内矿区黑矿之上的浮岩凝灰岩中产生出负条纹黄铁矿晶体外，在石英脉型金矿床中也有负条纹黄铁矿晶体产出。     

加载次序引起的负摩阻力桩摩阻力分布的变化

简要分析了加载次序对于负摩阻力桩基桩土相互作用影响的机理。采用有限元方法计算比较了这种差异。计算结果表明,加载次序的变化会引起桩身摩阻力分布、中性点位置和下拉力的变化。桩身摩阻力的分布差异主要是桩身上部负摩阻力的大小,负摩阻力先出现时的负摩阻力值较小,这种状况在各级桩顶荷载下不会改变。负摩阻力先出现时,中性点的位置比较低,两者的差距随着桩顶荷载的增大而变得加大。负摩阻力先出现时下拽力小于桩顶荷载先施加的情况。这对于负摩阻力桩基检测的研究和应用是有益的。     

藏南日喀则地区白垩纪泥岩、页岩有机质丰度及其油气地质意义

对藏南发育完整的、厚度巨大的海相白垩纪地层中的暗色泥、页岩开展了有机质丰度研究。综合分析结果表明：该区泥、页岩中残余有机碳含量在0.05％~1.1％之间,平均值约为0.42％,其中下白垩统约为0.531％,上白垩统约为0.265％,有机碳平均含量变化特征与该区的古地理格局及海平面升降有关。氯仿沥青‘A’含量在0.0009％~0.0072％之间,平均含量约为0.0040％。有机碳与氯仿沥青‘A’最大值与最小值之比分别为22和8。有机碳与氯仿沥青‘A’这种弱负相关性与两者遭受剧烈的地表风化作用、强烈的紫外线照射和高程度有机质热演化后的损失量有关,后者远大于前者。白垩系残余有机碳含量大于0.6％的中等—好生油岩样10件,占样品总数的27％,下白垩统样品9件,占样品总数的24.3％,上白垩统样品1件,占样品总数的2.7％,表明来自北喜马拉雅地区东山组和康马—隆子地区甲不拉组的早白垩世泥、页岩为该区主要的有效生油岩。