坝基碎屑岩三轴蠕变特性及长期强度试验研究

基于物理和常规变形特性分析,认为某水电站坝基碎屑岩力学特性异常复杂,故采用岩石三轴伺服仪开展了系列的蠕变力学特性试验研究。首先,探讨了轴向、侧向及体积蠕变特性和速率变化规律;其次,分析了蠕变对偏应力-应变特性影响并开展了破坏岩样微细观电镜扫描试验;最后,在采用等时曲线簇法确定长期强度的基础上,以实际延性扩容为依据,认为岩石侧向体积扩容速率大于轴向压缩速率的临界点为快速蠕变破坏的标志,提出确定长期强度的新方法。结果表明,碎屑岩表现出显著的蠕变特性,蠕变曲线主要分为初始衰减和稳态蠕变两阶段,且最后一级应力施加后呈现加速蠕变现象;应力增加导致蠕变变形加剧,最终破坏表现出轴向压缩变形过大、体积延性扩容明显、稳态蠕变速率较大等特点,且蠕变速率与应力符合指数函数关系。岩样长期强度与三向稳态蠕变速率交点和侧向体积扩容应力阀值基本一致,为常规强度的54%～80%。试验结果旨在为相关岩石工程长期稳定分析及蠕变模型构建提供可靠的依据。     

西藏盐湖卤水蒸发速率的实验与计算

本文对国内外水面蒸发速率的研究进行了综述,总结了西藏扎布耶盐湖Φ20cm蒸发皿淡水蒸发量与气温、降水、日照的相关关系,提出了改进的扩展彭曼公式法,用于较为准确地计算盐湖卤水蒸发速率,并以西藏扎布耶盐湖为例计算了盐湖卤水蒸发。该方法可以应用于盐湖湖面蒸发与水量均衡计算,也可以应用于盐湖开发中的盐田工艺设计计算与实际生产应用。     

河口港湾沉积物中的(137)Cs剖面及其沉积学意义

本文通过对采自海南岛洋浦港?福建厦门外港?浙江象山港三个河口港湾的六个沉积柱样的137Cs分析,分别用137Cs剖面的最大峰值层及137Cs剖面的起始值层位估算了该六个站位的现代沉积速率,结果表明:在河口港湾沉积环境条件下,用137Cs剖面来估算沉积物的平均沉积速率是可行的,由137Cs最大值法,这六个站位的平均沉积速率分别为1.14cm/a?1.56cm/a?0.82cm/a?0.75cm/a?1.26cm/a?1.66cm/a,由137Cs最大值法得出的平均沉积速率其精确度与可信度要好于137Cs起始值得出的平均沉积速率?与210Pb法所得的结果符合的很好?137Cs起始值层位与预期值偏离的大小可以为我们提供有关该站位沉积环境?扰动作用强弱的信息?在应用137Cs剖面估算沉积速率时,还要注意沉积结构变化的影响?     

青藏高原东部长江流域盆地地表化学剥蚀通量剥蚀速率大气CO2净消耗率研究

2000~2002年期间,笔者对青藏高原东部长江流域溶质载荷分别进行了取样分析并对流域盆地化学剥蚀通量、剥蚀速率和大气CO₂净消耗率进行了计算。结果表明,流域盆地化学剥蚀速率以河源区楚玛尔河最高为2.34×10⁶mol/a/km²,沱沱河最低为1.40×10⁶mol/a/km²,四大支流雅砻江为1.69×10⁶mol/a/km²,金沙江为1.74×10⁶mol/a/km²,大渡河为1.57×10⁶mol/a/km²,岷江为1.88×10⁶mol/a/km²;流域盆地ФCO₂估算结果以大渡河最高为101.81×10³mol/a/km²,楚玛尔河最低为7.55×10³mol/a/km²,金沙江为44.38×10³mol/a/km²,雅砻江为69.64×10³mol/a/km²,岷江为81.90×10³mol/a/km²,沱沱河为21.90×10³mol/a/km²。并对长江流域地表化学剥蚀速率主要控制因素进行了讨论。     

冬、春季芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)的腐解过程及其对水质的影响

水生植物修复已经成为水体富营养化修复的重要手段,但其周期性的衰亡也给水体带来不容忽视的负效应.以府河流域丘陵地带农业区小水系自然生长的芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)为研究对象,通过模拟实验,研究其冬季和春季腐烂分解过程的差异以及对水体营养盐水平的影响.结果表明,2种挺水植物的剩余干物质量整体上都呈现先快速下降再缓慢下降的趋势,芦苇和狭叶香蒲春季的分解速率分别为0.0251和0.0169 d~(-1),分别明显高于冬季分解速率(0.0027和0.0052 d~(-1));且腐烂分解速率与植物初始氮磷含量和氮磷比都有一定相关性.2种植物在冬季和春季磷的矿化速率都明显高于氮的矿化速率.实验水体的总氮和总磷浓度在腐解过程呈现初期迅速上升、中期迅速下降、后期缓慢下降的趋势.总体来看,芦苇和狭叶香蒲的腐烂分解受季节和初始氮磷浓度的影响较大,芦苇反应较香蒲更敏感且对水质的影响具有时效性.     

岩石流变模型在孕震过程和前兆研究中的应用

本文用岩石流变模型讨论了地震孕育过程,以定常应变速率为地震孕育过程的基本条件.在解析解的基础上,计算了孕震过程中应力、应变、应变速率和能量等各种特征量随时间的变化曲线.在此基础上,分析了地震孕育过程的阶段性.本文还着重讨论了孕震过程中的各种前兆现象,探讨了多种前兆异常的综合机制,并初步给出了前兆现象和孕震过程之间的可能联系.     

剪切速率对结构性吹填软土力学特性影响试验研究

黏土在剪切变形过程中,剪切速率的不同会对其结构破坏产生不同影响,从而影响其力学特性.本文以天津滨海新区吹填软土为研究对象,在对吹填软土关于结构性讨论的基础上,开展了剪切速率对其力学性状影响的三轴试验研究,分析其剪切速率力学效应.试验结果表明:随着剪切速率的提高,在低围压条件下,吹填软土的强度及其结构屈服应力均先减小后增大,存在临界剪切速率,而在高围压条件下,强度及其结构屈服应力则逐渐增大,与剪切速率呈正相关关系,临界剪切速率逐渐消失; 吹填软土的黏聚力在不同围压下随剪切速率提高均呈现减小趋势,内摩擦角在低围压条件下随剪切速率提高呈现增大趋势,在高围压条件下则随剪切速率提高呈现减小趋势; 在剪切过程中,孔隙水压力均随着轴向应变的增大到某一值然后稳定下来,随着围压的进一步加大,孔隙水压力的稳定值会随剪切速率的提高呈减小趋势.     

马兰冰芯记录的青藏高原中部现代升温变化特征

根据从可可西里地区马兰冰帽钻取的深102.07m冰芯记录中δ¹⁸O的年变化,恢复了青藏高原中部20世纪20年代以来的气候变化.研究表明,青藏高原中部的升温变化与北半球20世纪的升温变化的总体趋势一致,最暖阶段出现在50—80年代早期.期间也出现了几次明显的冷的波动,尤其80年代后期至90年代持续低温,可能与这一时段强盛的夏季风有关.这也表明20世纪末全球急剧升温变化的过程中,某些地区存在气候变冷的波动事件.     

程序升温-气相色谱-同位素比值质谱法分析多环芳烃单体碳同位素组成

环境样品中PAHs的单体碳同位素比值在迁移转化过程中能基本保持稳定,是重要的溯源指标,可通过气相色谱-同位素比值质谱(GC-IRMS)分析获得。对于低PAHs含量的样品,满足GC-IRMS检出限是高精度、准确分析单体碳同位素比值的前提。本文优化了一种程序升温汽化进样(PTV)方法,通过对PTV进样模式及进样口参数进行优化调整,提高目标物谱峰强度,进而提高GC-IRMS碳同位素分析的灵敏度。实验对比研究了恒温不分流、PTV不分流和溶剂分流进样模式,并对PTV进样口参数包括进样口压力梯度、传输温度和时间、蒸发温度和时间、进样口不分流时间进行了对比优化,以选出最优的PAHs单体碳同位素分析条件。结果表明：在PTV不分流进样、进样口压力40psi—60psi—70psi梯度升高、传输温度320℃、传输时间1.0min、蒸发温度55℃、蒸发时间2.5min、不分流时间1.5min条件下,PAHs的单体碳同位素结果最优。增加预柱可以提高峰强,尤其5环PAHs的峰强度提高达50%~100%。单体碳同位素分析精度(1σ)在0.5‰以内,系统性碳同位素分馏可以采用双标法校正。优化后的PTV-GC-IRMS方法可以实现低含量PAHs单体碳同位素的高精度、准确分析,扩大了同位素溯源在环境研究中的适用性。     

青藏高原高寒草甸生态系统表观量子产额和表观最大光合速率的确定

高寒草甸是青藏高原广泛分布的植被类型,面积约1.2×106km2,位于青藏高原腹地的西藏当雄县即是典型分布区之一.以2003年生长季在当雄草原站用涡度相关法连续观测的CO2通量数据为基础,分析了净生态系统二氧化碳交换量(NEE)与光合有效辐射(PAR)之间的关系,及其表观量子产额(α)和表观最大光合速率(Pmax)在生长季中的变化特征.结果表明:白天的NEE与PAR之间符合很好的直角双曲线关系;α随生长季依次为草盛期>草盛初期>种子成熟期>枯黄期,最大为0.0244μmolCO2·μmol?1PAR,最小仅0.0098μmolCO2·μmol?1PAR;Pmax在草盛初期、草盛期、种子成熟期变化不大,平均0.433mgCO2·m?2·s?1(9.829μmolCO2·m?2·s?1),在枯黄期仅0.35mgCO2·m?2·s?1(7.945μmolCO2·m?2·s?1).青藏高原高寒草甸的α值与世界上其他的草原生态系统相比,明显偏小.