云顶以下臭氧对TOMS反演臭氧总量的影响及反演方法的理论研究

目前紫外后向散射反演臭氧总量的所有算法,都将云考虑成不透明的Lambertian反射体,并假定云顶有效反照率不随波长的变化而变化.然而本文通过模拟计算发现,由于云散射、瑞利散射、臭氧吸收三种作用的综合结果,云顶的有效反照率是与波长相关的,即使光学厚度比较大的云,辐射也可由云顶继续向下传输,因而会受到云顶以下臭氧吸收的影响.用V7方法进行反演,模拟计算结果表明：云的出现使得云顶以下,特别是云内光程增强,导致紫外波段的臭氧吸收衰减增大,所以反演出的臭氧总量值比真实值偏大,本文称这种现象为“云吸收效应”,并讨论了该效应的影响因子.最后,在辐射传输模拟的基础上建立一套反演算法,大大减弱了“云吸收效应”的影响.     

煤层气井井斜角对隔水层界面胶结强度影响试验

为了控制煤层气井开采过程中的水窜问题,采用自主设计的试验装置对沁水盆地晋城地区煤层气样品进行模拟试验,获得了井斜角分别为0°、30°、60°、90°条件下隔水层界面胶结强度试验数据,分析了井斜角对隔水层界面胶结强度的影响机理。结果表明：隔水层界面胶结强度随井斜角的增大而降低,原因是随着井斜角增大,井壁的泥饼环上部依次变薄,下部依次变厚,井斜角到90°时达到最厚,且随着泥饼的变厚,泥饼成分中黏土矿物的成分逐渐减少,钻屑和重晶石的含量逐渐增多。分析还认为,影响隔水层界面胶结强度主要因素有黏聚力、泥饼的含水率、颗粒密实程度、颗粒结构和矿物成分。因此,煤层气井型对隔水层界面胶结强度的影响较大,即若采用水平井开采煤层气,可能水窜问题更突出。     

黏粒含量对黄土抗剪强度影响试验

开展不同黏粒含量对黄土抗剪强度影响的试验研究,揭示黏粒含量对抗剪强度的影响及其微观机理,为黄土地区的工程实践提供科学依据。通过自制负压湿筛装置筛取不同黏粒含量的黄土试样,采用静压法将不同黏粒含量的黄土试样制成同一干密度不同含水率试样进行直剪试验。研究表明：随着含水率的增长,不同黏粒含量试样黏聚力均表现为先增加后减小的变化规律,并在含水率14%附近达到最大值;内摩擦角则均呈单调下降的变化趋势。随黏粒含量的增长,不同含水率试样黏聚力呈增大趋势;内摩擦角呈先减小后增加的变化趋势。通过其微观结构可解释黏粒含量对黄土抗剪强度的影响机制。     

瞬时强降雨下铁路岩溶隧道衬砌强度探讨——以贵州织毕铁路元宝山隧道为例

贵州是岩溶发育地区,强降雨对岩溶隧道衬砌破坏时有发生。贵州织毕铁路元宝山隧道通车前夕,瞬时强降雨致二衬多处发生挤出、跨塌、剥落、开裂、涌水、滴水等灾害,使织毕铁路开通计划被迫取消。本文借助MIDAS GTS数值模拟软件,计算并对比分析衬砌正常及施加50 m水压两种工况下,二衬位移量、轴力、弯矩及剪力情况,分析瞬时强降雨对铁路岩溶隧道衬砌强度的影响,主要结论如下：（1）在不考虑水压的情况下,二衬结构较为安全。当瞬时增加50 m水压时,因衬砌结构内力值过大,计算得出衬砌结构安全性已被破坏的结论;（2）对于地下水发育岩溶地段,若无水压的具体资料,建议III级围岩段采用钢筋混凝土衬砌,以增加衬砌对局部瞬时水压升高的抵抗能力;（3）泄水减压是解决水头上升水压过大致使衬砌破坏的关键。     

7.5~7.0 cal.ka B.P.气候事件在中国地区的表现及其动力机制

识别全新世气候事件、阐明其区域环境表现特征、揭示其驱动机制是理解气候系统变化行为、预测未来气候变化以及弄清考古学文化转变动因的关键,具有重要的科学价值和现实意义。随着高分辨率全新世古气候重建的进展,7.5~7.0 cal.ka B. P.事件逐渐被揭示,但到目前为止仍缺乏针对该气候事件各种类型证据的系统收集、对比以及对其产生动力机制的分析。本文基于中国26条古气候记录,系统总结了这一气候事件在中国地区的环境表现。结果显示,7.5~7.0 cal.ka B. P.气候事件在中国多个地区都有明显的反映,整体表现为温度下降、夏季风强度减弱。与全球其他地区的古气候记录对比显示7.5~7.0 cal.ka B. P.气候事件可能具有全球性的特征。与驱动因子系列对比发现该气候事件发生在北半球夏季太阳辐射逐渐减少、太阳活动减弱、火山活动频发、劳伦泰德冰盖快速融化期间,表明这4种因素在7.5~7.0 cal.ka B. P.气候事件发生过程中发挥了作用。未来需要更多测年准确、分辨率高的古气候记录定量-半定量刻画该气候事件的变化幅度、起止时间以及区域差异,同时结合古气候模拟揭示7.5~7.0 cal.ka B. P.气候事件产生的动力机制。

     

旧石器遗址强烈化学风化沉积物细粒混合矿物的光释光信号特征及其测年应用

中国南方地区一些旧石器考古遗址的沉积物因遭受强烈化学风化而粒径较细、长石含量低,难以单独提取长石颗粒进行测年。本研究利用从湖南省北部赤山岛枫树嘴旧石器遗址剖面第2、第3和第4考古层位采集的3个沉积物样品中提取的细粒混合矿物,尝试对其红外释光（IRSL）信号进行研究。实验表明,虽然长石IRSL信号很弱,但仍可以测得信噪比足够高的红外激发后高温红外激发释光（post-IR IRSL）信号。与此同时,样品存在明显的红外激发后蓝光释光（post-IR OSL）信号,并且样品的IRSL与post-IR OSL信号均以快组分为主,这为该地区沉积物利用长石光释光信号定年提供了新的可能。鉴于长石IRSL信号较弱,根据剂量恢复实验结果,本研究采用post-IR IRSL SAR法（50℃红外激发后270℃高温红外激发,pIRIR270℃）进行等效剂量测量,同时也应用post-IR OSL SAR法定年进行比较。实验结果表明,细粒混合矿物的pIRIR270℃等效剂量分别为418.8±13.2 Gy、562.3±18.2 Gy和694.8±17.9 Gy,相对应的post-IR OSL SAR等效剂量结果为345.0±29.4 Gy、409.6±33.7 Gy和424.7±32.2 Gy。假设强烈化学风化未对沉积物的剂量率造成很大影响,基于长石pIRIR270℃信号的释光年龄为89±6 ka、118±8 ka和152±9 ka,比前人所得的石英OSL SAR法年龄老30%~55%（约20~55 ka）。通过对比不同测量条件下获得的等效剂量值来评估长石IRSL信号是否存在晒退问题,没有发现长石post-IR IRSL信号存在晒退不完全的证据。根据本研究post-IR IRSL SAR法测年结果,赤山岛枫树嘴旧石器遗址似阿舍利技术类型的石器出现在倒数第二次冰期（MIS 6）后期至末次间冰期（MIS 5）前期,比湖南道县福岩洞现代人类牙齿化石年龄（80~120 ka）稍老。作为似阿舍利技术石器制造者的赤山岛古人与福岩洞现代人的关系将是我国旧石器时代考古学和古人类学研究的一个重要课题。

     

巴东组典型红层软岩单轴压缩试验细观组构特征

红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩是巴东组特殊性岩土的代表,具有遇水易崩解特性。根据岩样单轴压缩试验,基于PFC_2D程序,建立中硬岩、软岩单轴压缩试验数值模型;模型选用平行黏结颗粒接触模型。根据应力-应变曲线特征,采用分段定量参数标定法对软岩试样的细观参数进行标定;且通过调整法向和切向黏结强度比值2D program. With the characteristics of stress-strain curve, subsection quantitative parameter calibration method was used to calibrate the microscopic parameters of soft rock samples. The adjustment method and the ratio of tangential bond strength(σ_c/τ_c) control specimen under uniaxial compression failure mode. The uniaxial compression test of silty mudstone and argillaceous siltstone with different weathering degree under saturated and natural state was simulated. The distribution and evolution of meso-fabric parameters such as normal contact force, tangential contact force, coordination number and porosity were analyzed. The results show that the numerical method can well simulate the uniaxial compression test process of medium hard rock and soft rock. Except for medium weathered silty mudstone, weathering degree and water immersion condition can only affect the size of the contact force of sample particles in the statistical angle range, but cannot affect the distribution form. At the same time, weathering degree and water immersion condition prolonged the loading time of significantly decreased coordination number, which decreased with the increase of the number of cracks. Flooding condition and weathering degree have great influence on the porosity evolution of argillaceous siltstone. The degree of weathering has a great influence on the porosity evolution of silty mudstone, but the condition of flooding has little influence.      

滑坡转化泥石流启动的人工降雨试验研究

滑坡直接转化而成的泥石流通常比滑坡本身运移距离更远,波及范围更广,危害也更严重,但目前相关转化机制及其影响因素的研究较少。2020年10月20日位于白龙江左岸、甘肃省舟曲县的虎家崖暴发小型泥石流,侵入省道313,威胁毗邻村庄。通过现场调查、室内岩土试验、遥感解译和降雨资料分析,本文对虎家崖泥石流形成的地质环境条件、运移及堆积特征等进行了调查,研究了浅层滑坡失稳并直接转化为泥石流的主要特征、过程、影响因素及其形成机理,探讨其未来发展趋势。研究表明：(1)虎家崖上游狭长沟道堆积体受到长达19 d、累计98.5 mm的持续性降雨的激发而发生慢速滑坡,区域强震造成的坡体结构损伤对滑坡发育也有贡献。(2)滑坡后段与滑坡前缘的剪出部分在运动过程中直接转化为泥石流,但中段滑坡体则维持剪切滑动。(3)转化过程受滑坡前缘剪出土体饱水程度、沟道坡度与落差以及地表径流等因素的影响。(4)虎家崖狭长沟道后缘可能因毗邻泄流坡滑坡活动牵引而破坏,同时上游沟道残余滑坡体与灰岩崩塌体、出口右侧残余滑坡体可能受降雨、地震等激发而失稳,再次转化为泥石流,威胁沟道下方虎家崖村和省道S313。

     

陕西武功农村电商空间格局及空间联系特征

以陕西省武功县农村电商空间发展为对象,利用标准差椭圆法、平均最近邻法、最邻近指数,构建电商经济联系强度模型,分析该县农村电商卖家的空间格局和县外电商经济联系强度的分布特征,探讨其影响因素及机理。结果表明:武功县农村电商卖家布局与其行政空间形态一致,即西北—东南方向分布;电商卖家空间分布明显不平衡,普集街道办事处为集聚中心,并以普集街道办事处政府和武功镇政府为主呈组团式发展,符合距离衰减规律;县外电商经济联系强度分布不平衡,强度值随距离增加而衰减,与其农村电商辐射力正相关;政府政策、交通条件、龙头企业、园区经济是武功县内农村电商分布和外部空间联系的重要影响因素。     

考虑孔隙水微观赋存形态的非饱和粉土有效应力方程及其验证

有效应力参数的合理确定是非饱和土有效应力研究的重要内容。然而,现有的有效应力参数未能较好地考虑孔隙水的微观赋存形态对有效应力的影响。为此,分析了孔隙水的微观赋存形态,明确了孔隙水可分为收缩膜、吸附水和毛细水,建立了非饱和粉土的扩展三相孔隙介质模型,即孔隙气、毛细水和广义土骨架。基于该模型,采用分相平衡分析法,推导了非饱和粉土的有效应力方程,该方程通过采用毛细水有效饱和度合理地考虑了毛细水对有效应力的影响。依据推导的有效应力方程,提出了非饱和粉土的抗剪强度公式。采用5种不同围压下重塑非饱和粉质黏土试验数据验证了提出的公式。结果表明：与现有的抗剪强度公式相比,本次提出的公式更好地预测了重塑非饱和粉质黏土的抗剪强度随基质吸力的变化规律。因此,运用提出的抗剪强度公式评价非饱和土边坡稳定性、地基承载力和挡土墙稳定性将会取得更好的效果。