考虑基质吸力变化时非饱和土的一维本构模型

当地下水位上升或地面遇水浸润时,土的饱和度将因毛细作用而变化,以此使土体产生变形。其中由于含水量增加而使土的重度增大,从而引起压缩变形;同时含水量的增加而使基质吸力下降,从而引起土的回弹变形,因此最终变形取决于上述两种变形趋势的综合效应。根据广义Hook定律、Fredlund的双应力状态变量及Brooks和Corey关于基质吸力与饱和度之间的经验关系,建立了K0状态下非饱和土的一维本构模型。将这一模型与分层总和法相结合,可以计算基质吸力变化时土的竖向变形。通过研究发现,非饱和土的地面变形不仅取决于土的性质与土层的厚度,而且依赖于土中吸力变化前后的分布及应力状态等因素。所建议的一维本构模型可以用于非饱和土地基上基础的沉降估算。     

非饱和膨胀土SWCC研究

研究土体吸力与含水量关系,对于非饱和土的变形和强度问题,有重要的应用价值。利用非饱和土三轴仪对膨胀土进行试验研究,比较系统地分析了矿物成分、孔隙结构、土体应力状态、应力历史等因素对土-水特征曲线的影响。尤其土的矿物成分和孔隙结构是主要的影响因素。综合考虑各种因素的影响,通过室内和野外吸力量测,对土-水特征曲线进行拟合、比较,建立了幂函数模型。由土-水特征曲线可知,室内干湿循环土-水特征曲线具有明显的差异性,野外土-水特征曲线的差异性不明显,并与室内浸湿曲线相似。将野外曲线和浸湿曲线结合起来,推算非饱和状态下土的渗透性、抗剪强度等指标,可以较好地解决岩土力学问题。     

气体运移导致煤体结构变形演化特征研究——以注入氦气为例

气体运移引起煤体变形是研究煤层气抽采、预防瓦斯突出与温室气体的地质封存的核心问题。一般认为,有效应力变化是控制岩土类材料骨架变形的关键因素。但大量测试结果表明,煤的渗透率与有效应力(或者孔隙压力)表现出非线性关系。为此,应实时观测在静孔隙压力与三轴应力状态下氦气流动导致原煤变形演化全过程。在静孔隙压力状态下煤体积经历从收缩到回弹过程。注气压力越大,煤的收缩与回弹量越大,且收缩量总是大于回弹量。在三轴应力状态下注气初期煤样迅速膨胀。随着注气达到平衡状态,煤变形过程与约束条件表现出紧密相关性,即在应力约束下煤的膨胀率相比注气初期明显减缓;在位移约束下煤由膨胀转向收缩。上述试验结果表明,仅有孔隙压力作用下,煤基质与裂隙之间孔隙压力差可以压缩煤体,随着气体扩散的进行,可恢复煤的部分压缩变形量。在三轴应力状态下,煤的总体变形是裂隙与基质两者变形共同作用的结果。在应力约束下煤基质与裂隙可以自由膨胀。而煤体在位移约束下,因气体扩散导致煤基质膨胀只能挤压裂隙。根据上述实测结果探讨注气导致煤骨架变形演化机制,为深入理解煤裂隙与基质相互作用对煤渗透率演化提供试验依据。     

从核心到边缘的逆向演替：以安徽蚌埠的城市变迁为例

在核心–边缘理论的框架下,基于“极化”与“扩散”的研究视角,以蚌埠为例,对其从省域核心城市到边缘城市的变迁进程、阶段特征及内在机制进行系统研究。研究结果显示：(1)交通、工业、创新3个维度核心地位的建立是蚌埠“核心”崛起的动力来源与表征,遵循了“核心”形成的理论路径;(2)城市的边缘化主要表现为战略、交通地位下降以及工业、创新维度的“核心”竞争力下滑;(3)“核心”的边缘化以及“边缘”锁定的动因源于政策的倾斜与市场经济自发的不均衡性,其中政策力量起主导作用;同时边缘化与城市收缩的不断累积形成负向反馈,削弱了“核心”的扩散效应;(4)创新提出“核心”逆向演替的本土化理论解释,即政策力量成为核心–边缘结构的主导机制,能够强化“核心”的极化作用并引导“核心”发挥扩散效应,但市场机制对于扩散效应的具体实施结果具有决定性作用。     

中国三大城市群收缩城市“三生”功能耦合协调度分析

以人口密度作为量化标准,识别2012—2017年京津冀、长三角、珠三角三大城市群137个县级以上城市的收缩情况,构建多维度指标体系对收缩城市“三生”功能及耦合协调度时空格局演变特征进行分析,并运用多元回归模型探究其影响因素。研究表明：2012—2017年,三大城市群共40个收缩城市,占城市总量的29.20%,以轻度收缩为主,主要包括资源型城市、核心城市周边中小城市和偏远欠发达城市三种类型。研究期间,三大城市群收缩城市“三生”功能时空格局变化差异显著,京津冀收缩城市综合功能下降趋势最为明显。三大城市群收缩城市“三生”功能耦合协调度水平整体偏低,其中京津冀城市群明显高于长三角和珠三角城市群,地域差异显著。研究表明：不同城市群收缩城市耦合协调度影响因素与功能变化显著指标较为相关,三大城市群城市收缩情况与“三生”功能耦合协调度变化趋势联系密切。     

潜流人工湿地流场分布与基质堵塞关系研究进展

堵塞是潜流人工湿地污水处理运行管理过程中的主要难题,影响了人工湿地使用年限。为了进一步研究潜流人工湿地基质堵塞机理,查明流场分布与基质堵塞的关系,在查阅前人研究成果基础上,对人工湿地堵塞成因及其受流场分布的影响进行了总结,同时探讨了流场分布与水力负荷、基质材料、不同粒径基质的分层填充、植物根系分布的关系,并对流场分布的研究方法(示踪及数值模拟)、未来研究方向提出建议。     

燕山-太行山北段中生代收缩变形与华北克拉通破坏

燕山-太行山中生代收缩构造变形主要表现为基底卷入的逆冲构造、基底为核的大型纵弯褶皱构造,以及韧性逆冲推覆构造.构造形迹展布方向主要有近WE,NWW和NE-NNE向.在总体构造线呈NNE向展布的太行山构造带和辽西燕山东段,均发现有近WE向和NWW向收缩构造变形.收缩变形发生在二叠纪晚期、三叠纪、侏罗纪及早白垩世.它们的发生已经使克拉通遭受破坏.燕山中部近NS向构造剖面复原表明,在135Ma之前的构造变形缩短率约为38%.华北东部晚古生代和早中生代岩相古地理研究显示,收缩变形前的地壳厚度约为35km.如果将上述地质历史时期韧性剪切收缩变形反映的变形深度（20～25km）作为卷入收缩变形的地壳厚度,并假定水平缩短变形量由垂向地壳加厚所调节,则在南北向缩短变形之后地壳厚度可达47～50km,已经接近拆沉构造模型下地壳榴辉岩化所需的地壳厚度.同时,加厚地壳均衡抬升产生的重力势能差,与地壳加厚期间持续不断的岩浆活动导致的岩石圈强度弱化,为在区域构造应力状态不发生改变的情形下产生中浅部地壳的伸展垮塌创造了充分条件.因此,燕山太行山中生代收缩构造变形,一方面直接导致了克拉通岩石圈浅层稳定状况的破坏,另一方面为在深部可能发生的拆沉作用和在浅部产生强烈伸展变形创造了有利条件.拆沉作用和伸展变形可能同是早期收缩变形导致地壳强烈加厚的结果.伸展变形既可以与拆沉作用相伴发生,也可以单独出现,不宜将浅层伸展变形作为深部拆沉作用曾经发生的直接证据.     

低分子量氨基糖及其衍生物对角膜细胞生长影响的研究

体外培养兔角膜上皮细胞和基质细胞,采用显微观察和MTT相结合的方法分析低分子量氨基糖(包括壳寡糖(chitosan)、羧甲基壳寡糖(Carboxymethyl chitosan oligosaccharide)、羧甲基甲壳寡糖(Carboxymethyl chitin oligosaccharide)、N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetyl-glucosamine))对细胞生长的影响。结果在0~1000μg/mL浓度范围内4种氨基糖对角膜上皮细胞和基质细胞均没有细胞毒性,且均能促进角膜上皮细胞的生长,以壳寡糖和羧甲基甲壳寡糖效果最佳,二者与对照组相比均具有显著性差异(P<0.05)。壳寡糖、羧甲基甲壳寡糖和N-乙酰氨基葡萄糖能明显促进角膜基质细胞的生长,与对照组相比具有显著性差异(P<0.05),其中壳寡糖的促进作用最明显。提示低分子量氨基糖可适用于角膜细胞促生长的培养,为壳聚糖衍生物材料用于眼科研究提供一定的实验依据。     

不同人工湿地系统中植物的生长特征及净化能力差异

以美人蕉、芦苇、香蒲、黄色鸢尾、水菖蒲、茭白为供试植物,以河沙和青砂为供试基质,通过模拟不同的人工湿地系统研究了植物生长特征及其人工湿地净化能力的变化.结果表明:与河沙处理相比,河沙+蚯蚓处理和河沙+青砂+蚯蚓处理中美人蕉的株高分别增加了42%和47%,叶长分别增加了36%和49%,株径分别增加了28%和20%;同样地,黄花鸢尾的株高分别增加了33%和23%,叶长分别增加了39%和29%,且水菖蒲的株高分别增加了53%和32%.与河沙处理相比,河沙+蚯蚓处理,河沙+青砂+蚯蚓处理中水菖蒲的SPAD值分别增加了20%和30%,黄花鸢尾的SPAD值分别增加了59%和65%,美人蕉的SPAD值分别增加了18%和11%.与对照人工湿地(CK)相比,人工湿地Ⅰ(河沙+植物)、人工湿地Ⅱ(河沙+植物+蚯蚓)和人工湿地Ⅲ(河沙+青砂+植物+蚯蚓)对COD的去除率分别增加了20%,24%和26%,对TP的去除率分别增加了14%,15%和19%,对NH₄-N的去除率分别增加了17%,23%和21%,对TN的去除率分别增加了5%,15%和12%.人工湿地Ⅱ中茭白、芦苇、水菖蒲和黄花鸢尾的密度高于人工湿地Ⅲ.粒径较小的河沙有利于植物的生长和氮的去除,而粒径较大的青砂对磷有较高的去除率.