钢管桩加固软土地基的数值模拟分析

针对广乐高速公路先行段,分别建立天然软土地基和钢管桩处理地基的两种平面应变有限元模型。通过施工阶段分析,分别计算得出在两种条件下地基在路堤施工过程中每阶段的位移场和应力场。通过对比分析揭示钢管桩加固软黏土地基的机理。结果表明软土地基经过桩处理后的整体性得到改善,桩通过承担很大的上部荷载减小了软弱土层的受力进而减小地基变形。此外,路堤中心处土层的应力和变形均较大,从经济角度考虑,可在路堤中心小范围内加密桩,两侧减少桩。     

断层阶区对震源破裂传播过程的控制作用研究

地震破裂能否穿越断层阶区（stepover）引发更大震级的地震是震源动力学研究的重要内容.本文利用不连续变形体接触力学的动态有限单元方法,模拟断层阶区对地震破裂传播的控制作用.通过改变断层周边初始应力场、断层面上的摩擦本构关系以及断层阶区的间距大小来分析各个因素对破裂传播的影响,并定量分析产生这些影响的力学机制.模拟结果表明：断层面上的摩擦系数减小或断层周边区域内的初始剪应力增大,都将增加断层破裂跳跃阶区传播的可能性;此外,若断层阶区间距越小,断层破裂也越容易跳跃阶区传播.计算结果还显示：断层上的摩擦系数大、初始剪应力小、断层阶区间隔大,那么此阶区所在之处将可能是断层破裂的终止位置;相反,当断层面上的摩擦系数较小、初始剪应力较大、断层阶区间隔较小,破裂就容易穿越阶区而出现较大的地震.同时,从模拟结果可以看出,在发震断层破裂停止后,应力将继续向四周传播;当应力积累达到破裂极限时,触发断层阶区中的另一断层产生破裂,因此在破裂跳跃断层阶区的过程中存在一个时间延迟.最后,破裂能否跳跃断层阶区,可以利用库仑应力在空间的分布进行合理的解释.     

中强震对地壳应力场的影响——以盈江地区5次中强震为例

为了研究中强震对震源区应力场的影响,本研究以盈江地区2008—2014年间发生的5次中强震为例,深入研究这5次中强震对盈江地区地壳应力场的时空影响.为了探究中强震对应力场的时空影响,我们对盈江地区地壳应力场进行了以下研究：根据5次中强震发生时间,分时段反演应力场以考察应力场在时间上是否存在变化;根据震源机制解的空间分布,将研究区分为南部和北部反演应力场,以确定应力场是否存在空间差异;随机抽取震源机制解反演应力场以便确定应力场是否存在时空差异.研究结果表明：(1) 5次中强震对盈江地区应力场产生的扰动较小,没有引起盈江地区应力场在时间上的显著变化;(2) 在研究时段内,盈江地区地壳应力场在时空上可以视为均匀应力场;(3) 盈江地区的地壳应力场为走滑型,最大主应力轴呈NNE-SSW向,最小主应力轴呈SEE-NWW向,最大和最小主应力轴倾角近水平,中间主应力轴倾角近直立.

     

基态位涡径向分布对浅水涡旋系统演变的影响分析Part Ⅱ:扰动发展和结构变化

本文在基态位涡（Potential Vorticity,PV）径向分布和基态涡旋强度对热带气旋（Tropical Cyclone,TC）类涡旋系统稳定性特征影响的研究基础上,结合理想试验和数值模拟诊断分析基态PV径向分布对扰动增长和系统结构变化的影响.基于线性正压浅水模型,设计三种典型基态PV中空结构下基态涡旋强度对系统稳定性影响的敏感性试验.结果表明：基态涡旋的强度主要影响稳定性的强弱,强度越强,不稳定增长率越大,而基态PV径向分布对系统最不稳定波动性质起着决定作用.分析不同波数下扰动的发展及不同波数间扰动的相互作用可知,对于宽且实的PV环,系统稳定性主要取决于低波数不稳定,且最不稳定波数扰动的发展具有明显的优势地位;对于窄且空的PV环,系统稳定性主要取决于高波数不稳定,且多个高波数下增长最快模态的不稳定增长率值十分接近.利用模态线性叠加法讨论扰动增长对系统结构变化的影响表明：最不稳定波数的扰动发展对系统结构变化有关键影响,而多个波数的扰动不稳定增长相当时,不同波数的扰动发生相互作用从而影响系统结构变化.最后,利用实际个例模拟资料分析基态PV径向分布及其变化对TC结构和强度的影响表明：TC内核区出现的多边形眼墙结构与当前时刻基态PV径向分布所决定的最不稳定波数有很好的对应关系,同时基态PV径向分布变化所反映出的系统动力稳定性强弱与TC强度发展阶段具有很好的相关性.

     

用抗剪强度参数估算抗拉强度的方法与问题讨论

因为多数岩石具有各种结构面,岩石力学试验强度参数多是离散的,所以岩石力学试验获得的参数具有估算的性质。根据单轴压缩实验Mohr圆破裂面的法向压力为零、即是与轴向压力方向一致的破裂面,导出压力劈裂圆的抗拉强度公式,用该公式计算了14个岩土试验的抗拉强度,并与这些岩土的Brazil劈裂试验和直接拉伸试验的抗拉强度进行比较,其相对误差一般都在20%以内,从岩土试验参数离散性角度看,压力劈裂圆公式具有实用价值。讨论了拉应力圆在Mohr-Coulomb准则下的负轴方向实际上不存在0轴压下的单向拉伸、即对柱状试件不会发生圆周拉张破坏模式,所以ISRM建议的t=f（3）作图回归法、以及多种根据Mohr拉应力圆几何关系导出的其他公式计算法存在计算抗拉强度偏大问题。分析指出了与单轴压缩实验3种破坏模式相应的应力圆及其应力范围。     

鄂尔多斯盆地大营铀矿铀的赋存状态研究

鄂尔多斯盆地大营铀矿是近几年新发现的砂岩型铀矿,详细研究该矿床铀矿物的赋存状态,对其矿床成因认识及之后的选冶开采均具有重要的意义。笔者利用电子探针和逐级化学提取分析以及α径迹分析等方法,研究了大营铀矿铀的赋存状态。结果发现,铀一部分以铀矿物为主,主要是铀石,另外存在少量的水硅铀石和钛铀矿。在电子探针镜下观察,表明铀矿物呈微粒集合体形式存在于黄铁矿、方解石及有机质裂缝中。逐级化学提取分析发现,各形态铀的含量不均一,其中有机质黄铁矿态占40.88%;其次为碳酸盐态,占28.33%;另外残渣态占24.89%,少部分为离子吸附态和铁锰氧化态,分别占3.2%和2.64%。反映其中铀矿物形式的铀占53.22%,分散吸附态的铀占46.72%。分散吸附态的铀以有机质及黄铁矿吸附占主导。综上所述,大营铀矿铀的赋存状态主要为铀矿物和吸附两种形式,二者所占比例大体相当,以铀矿物存在的铀主要为铀石,以吸附形式存在的铀主要赋存在黄铁矿和有机质中。     

新、旧气候态的差异及其对新疆气候评价业务的影响

摘要：利用新疆100个国家气象站的月、季、年气温、降水要素1991─2020年和1981─2010年平均值资料,从区域平均和空间分布两方面对2个气候平均值进行对比分析。结果表明：全疆的平均气温一致增加,且大部地区增温显著,春季增幅最大,秋季最小,北疆增幅略大于天山山区和南疆。全疆降水增幅3.1%～5.0%,冬季增幅最大,秋季最小,天山山区增幅大于北疆和南疆。月气温,2、3、4、6月升幅较大,5─10月较小,月气温差值空间型分为三型：全疆一致增加型、全疆大部增加型和全疆大部减少型。月降水,2、8、11月增幅较大,月降水差值空间型分为三型：全疆大部增加型、全疆大部减少型和北疆大部减少南疆部分增加型。气候平均值更替后,气温距平和降水距平百分率偏高的特征将弱化,其等级整体由正距平向负距平方向调整,基于旧气候态下的评价结论也需重新评估。     

汶川地震科学钻探3号井孔附近微震震源参数确定及其意义

基于微震监测仪器频带及波形记录的时频特征,我们筛选出汶川地震科学钻探3号井孔周围微震台阵2012年记录的218个t_s-t_p < 1 s的微震.通过盖戈法与和达法相结合确定微震震源的几何参数,发现这些微震分布大体呈NE-SW展布,与龙门山断裂带的走向基本一致.无论是采用《地震台站观测规范》中的量规函数（量规函数GF）还是李学政等（2003）的量规函数（量规函数LXZ）,近震震级均与矩震级呈现出较好的线性关系,向震级小的一端延伸时都表现为M_L < M_W,但采用李学政等的量规函数时该趋势更加明显.同时采用Brune和Boatwright震源谱衰减模型对观测震源谱的拟合表明拐角频率具有模型依赖性：基于Brune模型拟合得到的拐角频率大于基于Boatwright模型得到的拐角频率.无论基于哪一种模型,矩震级与拐角频率、破裂半径的对数线性关系均较弱,与应力降、视应力的对数则存在较好的线性关系.这些关系不支持应力降、折合能量、视应力为常数的观点,表明微震与大地震的震源物理过程存在差异.视应力与应力降成比例,比例系数小于0.5,表明破裂动力学模式符合Savage-Wood模式.近震震级与矩震级拟合关系M_w=a+bM_L中b的大小与应力降和地震矩的关系有关,Δσ∝M₀^γ,则b=1/（1+γ）,因此从b的大小可以粗略地判断应力降与地震矩的关系.本文对应于γ≈1的情况,与基于量规函数LXZ得到的近震震级与矩震级关系中系数b=0.53吻合,这说明仅从辐射能量的角度考虑量规函数LXZ较量规函数GF准确.

     

地震的应变张量观测与应用前景

地震发生时的动态应变场,在研究地震触发、地震破裂、地面破坏、水文和岩浆变化等方面都具有重要应用意义.地震的应变张量观测和现有的惯性地震仪观测的物理量不同.前者可以直接记录到地震发生时震源辐射的应变（应力）波,而后者记录到的是位移、速度或加速度.地震频率的应变测量在地震学中的应用前景主要表现在：①测量震源机制解理论预言的辐射4象限分布;②测量库仑应力变化;③换算成动态应力以评估地震烈度;④测量地震波的能量密度;⑤测量地震断层形变加速和形变局部化过程.用惯性地震仪的记录虽然在理论上也可以解算出动态应变值,然而种种原因导致计算结果的误差很大,往往不可接受.应变张量地震仪若能与现有的惯性地震仪配套起来,形成大规模台阵,则有可能推动应变地震学的诞生,在地震观测和地震学科领域引起重大革新.

     

Na-K-Mg三角图修正与Na-K温标选取

Na-K-Mg三角图作为水-岩平衡状态初步判定的方法,未考虑具体温标公式和矿物成分对平衡状态的影响,因此通过基于不同Na-K温标公式修正后的Na-K-Mg三角图判断水岩平衡状态,并利用适合的Na-K温标公式计算地下热储温度,对划分地热系统成因类型和开发利用地热资源具有重要意义。研究发现,修正后的Na-K-Mg三角图中任意一点,对某种温标公式确定的曲线处于平衡状态,对另一温标公式确定的曲线则有可能处于部分平衡状态;且温度越低,这种现象越显著。最贫Mg上边界和最富Mg下边界是由不同的温标公式确定的,随温度具有明显的分段性。利用各Na-K温标公式作出T-lg（Na/K）曲线图,绘制曲线交点对应的基于各\