典型黄土坡面土壤侵蚀特征及径流流速空间变化试验研究

为了明确土壤性质对坡面侵蚀方式作用机制的影响,本研究采用室内模拟降雨试验,选取黄土高原典型暴雨强度,在不同坡度条件下,对两种黄土的坡面侵蚀方式、形态特征、产流产沙过程及其相应径流流速的变化规律进行了研究。结果表明,绥德土径流量明显高于安塞土,10º、15º和20º时前者的平均径流量分别比后者高出51.1%、55.5%和63.0%,且前者更易形成细沟,使得其平均含沙量和平均产沙率分别是后者的1.14~3.59倍和2.50~8.48倍。在片蚀阶段,与绥德土相比,安塞土的含沙量较高,后者的平均含沙量是前者的1.24~1.73倍,但两种土壤的含沙量和产沙规律相同,均表现为先快速增加到最大值,然后逐渐降低到相对稳定状态,该现象证明片蚀的初期阶段主要受控于径流输沙能力,后期受径流的剥蚀能力控制。在细沟侵蚀阶段,绥德土细沟发育以沟头溯源侵蚀为主,崩塌作用频繁,该侵蚀形式不仅控制着细沟形态的总体特征,也导致含沙量和产沙率均急剧增加,该阶段平均含沙量是相应片蚀阶段的3.25~4.34倍。细沟沟口下方坡面存在明显的泥沙沉积带,表明细沟集中水流的搬运能力远高于坡面漫流,细沟侵蚀主要受径流输沙能力控制。两种土壤的径流流速均表现为坡面下部高于坡面上部,径流稳定后高于径流稳定前,总体来看,绥德土和安塞土上坡和径流稳定后的平均流速分别是下坡和径流稳定前的1.4倍、1.25倍和1.75倍、1.29倍,此外细沟侵蚀或侵蚀强度与微地貌形态之间的互馈作用对径流流速也有较大影响。     

曹妃甸浅海人工岛工程海底泥沙冲淤

浅海人工岛建设改变了周边海洋环境动力边界条件,引起周边海域泥沙冲淤变化。对卫星遥感数据和地形测量数据进行了对比分析,结合研究区风浪、潮流、悬浮泥沙分析了海底地形变化原因,研究了周边海域的泥沙冲淤规律,并对淤积和侵蚀的程度进行了量化评价,提出可以对护岛潜堤进行优化设计,此研究对类似浅海人工岛建设具有指导作用。     

随机波浪作用下黑泥湾冲淤演变的数值模拟

近岸海域潮流、波浪动力条件复杂,单纯考虑潮流输沙对底床冲淤演变的影响可能存在较大的偏差。基于局地较长时期海浪场统计特征,将随机波浪因子引入底床冲淤演化模拟研究中,采用ECOMSED模式进行了不同波浪动力条件影响下黑泥湾海域冲淤演化的数值模拟,并与现场观测资料进行了比较,取得了较好的结果。结果表明,黑泥湾及附近海域存在较稳定的N—S向潮余流,这在整体上是本区泥沙输运的重要影响因素;湾内海域基本处于冲淤动态平衡,冲淤格局与其地形、海流流速和波浪场分布有关,楮岛周围与镆铘岛东面近岸海域以侵蚀为主,镆铘岛南部近岸以淤积为主;随机波浪要素的引入对冲淤演变模拟结果有较大的影响,引入波浪要素后的模拟的结果与海图更为接近。     

短时单频脉冲震源的海洋浅地层剖面资料频移处理

采用短时单频脉冲震源的浅地层剖面,记录的波形数据空间假频较严重。因其信号具有频率高、频带窄的特征,通常利用Hilbert变换提取瞬时振幅属性(信号包络)供解释使用。但瞬时振幅均为正值,在进行构造解释时不方便使用。本文提出在对浅层剖面资料提取瞬时振幅的基础上,计算瞬时振幅的微分并配合滤波的方法,实现高频窄带浅地层剖面资料的一种频移处理。该方法把高频窄带的多周期信号变为低频带宽的单周期信号,有效扩展了倍频程并消除假频。应用在南海浅地层剖面资料处理中,资料处理后更利于构造解释。     

湘中地区邵阳凹陷二叠系页岩储集物性特征研究

基于全岩、粘土矿物X射线衍射、低温氮气吸附实验等手段,结合有机地球化学等参数对邵阳凹陷二叠系页岩储层物性特征进行了深入的研究,并探讨了页岩储集物性的控制因素.分析结果表明:1)页岩矿物成分中普遍具较高的脆性矿物含量,这能提高页岩孔隙度,并有利于储层开发过程中的压裂,然而相对低的粘土矿物含量可能会降低页岩储层吸附性;2)页岩孔隙大小以微孔、中孔为主,两者贡献了绝大部分的比表面积、总孔体积,仅存在的少量大孔对于比表面积与总孔体积的影响较小.孔隙形态普遍为具平行板壁的狭缝形,且开放性良好.3)有机碳含量与粘土矿物含量是页岩比表面积、总孔体积的主要控制因素,平均孔径的分布特征与比表面积、总孔体积之间呈现一定反相关性,即越小平均孔径的页岩,能够提供的比表面积与总孔体积越大.热演化程度对于页岩孔隙发育的影响具正反两面性,在相关性分析并没有发现它们之间具明显的规律性.     

采用物理指标评价黏性土承载力的方法研究

利用大连长兴岛葫芦山湾海域勘察资料,对742组黏性土的主要物理指标与承载力fo的对比数据,进行了相关分析。建立了黏性土主要物理指标与承载力fo之间经验关系4个。提出了实际勘察工作中承载力特征值fak的评价方法,为利用物理指标评价黏性土承载力建立了理论基础。     

不同前期固结压力下粉砂类滑带土抗剪强度环剪试验研究

滑带土残余强度的确定对于复活型滑坡稳定性及滑坡运动分析极其重要。黏性土滑带土环剪试验研究成果较多,但对于粉砂类滑带土这种特性不规则的土体则研究较少,粉砂类土常表现出复杂的剪切特性。本文利用环形剪切仪对粉砂类滑带土在不同前期固结压力下的抗剪强度特性进行试验研究,研究不同超固结比对粉砂类滑带土抗剪强度特性的影响,尤其是前期固结压力对滑带土残余强度的影响。试验结果表明：通过对滑带土分别施加600、500、400kPa的前期固结压力,并与正常固结的样品对比研究,发现在相同正应力（50、100、200kPa）下剪切,前期固结压力对粉砂类滑带土峰值强度影响明显,峰值强度随着超固结比呈现线性增加;不同应力历史对粉砂类滑带土的残余强度影响并不显著,其残余强度与超固结比无关。     

地层大起伏场地微动波动力和时间特性研究

场地的微动波特征在一定程度上能够反映地层结构的地质信息,近年来在工程地质勘察中得到应用,但关于微动波产生的机理及与地层结构的关系,还有待于深入研究。选择地层大起伏实际场地作为研究对象,对场地进行大量的微动波观测,采用H/V谱比法进行数据的处理与解译,研究地层大起伏场地覆盖层厚度的变化对微动波动力特性和时间特性的影响。研究结果表明随着场地覆盖层厚度的减小,场地H/V谱形态由明显的单峰转变成双峰,最终转变成峰值平台,峰值的范围和频率逐渐增大,而峰值谱比逐渐下降。H/V谱形态出现频率值较高,范围较大的峰值平台,这对于自振频率相对较高的低层建筑物的抗震极为不利,在地震灾害评估的研究中应给予足够的重视。     

HVSR方法用于地震作用下场地效应分析的适用性研究

以美国Garner Valley Downhole Array（GVDA）竖向观测台阵的强震观测记录为基础,利用水平与竖向谱比（Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio, HVSR）方法与传统谱比方法研究了多次地震作用下竖向台阵场地的波动传播规律,探讨了该场地HVSR曲线与传递函数（Transfer Function, TF）曲线的差异,综合利用频域求解一维层状场地P、SV波入射情况下场地响应的土层地震反应分析方法和合成理论地震图的波数积分法解释了二者差异可能的原因,在此基础上研究了HVSR方法应用于地震作用下场地效应分析的适用性.研究结论表明：竖向地震动场地效应是HVSR与传递函数产生差异的主要原因,竖向地震动场地效应主要是由竖向地震动中的P波成分引起的.在场地竖向放大可以忽略的频段范围内,HVSR可以作为传递函数研究地震作用下的场地效应.     

天然土层初始状态与土体压缩性的相关性刍议

通过分析自钻式旁压仪等原位测试手段获取静止侧压力系数偏高现象,揭示了传统理论估算天然土层垂向应力偏小的事实。经历勘探开采的卸荷膨胀,室内实验取得的原状样本重力密度不再等同于地层埋藏条件的初始状态。初始状态不会背离土体压缩性本质,因此以均匀性假设条件认知上覆压力作用下天然土层土体的物理性质并不恰当。本文采取固结压力附加100kPa等技术措施变革压缩实验分析模式,探索构建与压缩和回弹性质及应力历史条件相关的天然土层初始状态数学模型。结合应用实例,提出室内实验观察的回弹指数不足以体现样本的膨胀状况,最小干密度和液限状态的物理意义或是土体原始压缩的最大孔隙特征,以及压缩指数不能圆满诠释土体压缩性原理等见解。