单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型

目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几何及力学参数的损伤变量（张量）,并由此建立单轴压缩荷载下岩体损伤本构模型。首先,基于断裂力学的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了含非贯通节理岩体的损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论对单轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用给出了单组单排及多排非贯通节理应力强度因子计算公式。最后,利用该模型对含单条非贯通节理的岩体在单轴压缩荷载作用下的峰值强度及损伤变量进行了分析计算。结果表明,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为零,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小。     

Internal gravity waves in a slowly varying,dissipative medium

Nonlinear internal gravity waves in a slightly dissipative, slightly compressible fluid are discussed for the case when the properties of the medium vary slowly on a scale determined by the local wave structure. A two‐timing technique is used to obtain transport equations which describe the changes in amplitude, phase and mean flow of a wave packet. Various solutions of these transport equations are discussed, with relevance to critical layer absorption.     

低空急流识别及急流轴自动绘制方法研究

低空急流对强对流天气的预报有重要意义。针对目前低空急流主要由手工绘制,存在效率低、易受主观因素影响的问题,本文基于MICAPS高空全要素填图数据中的探空站风场信息,提出了一种低空急流自动识别及急流轴自动绘制算法。算法从急流轴定义出发,依次从风速、风向、探空站分布、中轴线位置等多个角度对低空急流轴进行检测。经过传递闭包聚类、急流轴关键点提取、不同风向急流轴关键点归并、急流轴平滑等步骤,实现了低空急流自动识别及急流轴的自动绘制。测试表明,在识别的基础上自动绘制的急流轴具有位置准确、形态自然、能完整反映急流水汽输送路径、适应复杂环境低空急流等特点。在291组测试数据中未发现空报,准确击中率达到94.96%。     

荒漠河岸林涡度相关通量测定中平均时间的确定及其对通量计算的影响

极端干旱区在全球生态系统中具有重要的地位而越来越被人们所重视。涡度相关技术是研究极端干旱区生态系统水热和CO2交换的有力工具之一。而涡度相关数据在实际应用中需要根据研究区的实际情况选择适宜于该地区的采样和计算参数（如采样频率和平均时间等）。根据2011年9月22日～10月8日（17个白天）原始数据（采样频率为10 Hz）,采用不同平均时间（1～120 min）对塔河下游柽柳河岸林生态系统的潜热通量[（LE）]、感热通量[（H）]和CO2通量[（Fc）]进行了重新计算,比较分析各通量不同平均时间的计算值与30 min通量值,以揭示平均时间对该地区通量计算结果的影响。结果发现：（1）平均时间在120 min以内,17个白天湍流通量及能量平衡比率[（EBR）]均值随平均时间的延长而增大,当平均时间>120 min后,湍流通量（及[EBR]）均值随平均时间的延长大幅减小,其中15～60 min的[EBR]增幅较小,仅在2%左右。（2）平均时间>60 min后,[LE]、[H]和[FC]各通量计算值发生了不同程度的变异。通过进一步对上午[EBR]较为接近的5个样本日进行对比分析,发现当平均时间取15～60 min之间时,样本日的上午[EBR]值变化趋势一致,样本日间[EBR]差异较小;而当平均时间取>60 min或<15 min时,样本日间[EBR]差异明显增大。结合Ogive函数计算分析,我们的结论是,对于通量的长期观测研究而言,该地区适宜平均时间为60 min;而对通量的日变化研究而言,该地区适宜平均时间为15 min。通过分析15、30和60 min平均时间对小时通量的影响,发现当通量为增加趋势时,平均时间延长能够进一步增大通量绝对值,而当通量为减小趋势时,平均时间延长能够进一步减小通量绝对值。     

大庆油田朝长地区扶余油层断层封闭性及其演化

使用Allan图法、泥岩涂抹因子法和断层泥比率法对大庆油田朝长地区扶余油层8条断层的侧向封闭性进行了研究,使用断面正压力结合泥岩塑性变形强度极限的方法对其垂向封闭性进行了研究,分别确定各断层在嫩江期末、明水期末和现今3个时期的侧向封闭性和垂向封闭性。嫩江期末除6号断层外其他断层均开启,便于青山口组烃源岩排出油气的充注,6号断层附近区域因其封闭而缺乏油源;明水期末断层开始封闭;到现今时期,除5号断层外其他断层均封闭,能够对已形成油藏提供很好的阻挡。5号断层3个时期对油气都缺乏有效阻挡,基本只起到了通道的作用。     

西藏革吉地区沙木罗组碎屑锆石年代学研究:物源及其对班公湖-怒江特提斯洋西段闭合时限的制约

班公湖-怒江特提斯洋盆的闭合时限对理解班公湖-怒江结合带的构造演化意义重大。本文采用碎屑锆石年代学的方法,分析了班公湖-怒江结合带西段革吉地区沙木罗组下段与沙木罗组上段的物源特征及差异,为班公湖-怒江特提斯洋盆西段的闭合时间提供了新的证据。研究结果表明沙木罗组下段碎屑锆石年龄分布于2586±26Ma～130±1. 5Ma之间,显示出1个主峰年龄约165Ma,1个次峰年龄约240Ma。碎屑锆石年龄分6个组别,集中在2600～2400Ma、2000～1900Ma、1000～840Ma、500～400Ma、340～200Ma和200～130Ma,分别与新太古代克拉通汇聚事件、哥伦比亚超大陆相关的构造热事件、新元古代构造热事件、冈瓦纳大陆边缘安第斯型造山作用的岩浆活动事件、龙木错-双湖结合带岩浆活动事件和班公湖-怒江特提斯洋盆俯冲消减的岩浆活动事件一一对应。沙木罗组上段碎屑锆石年龄分布于2558±22Ma～101±1. 0Ma之间,显示出1个主峰年龄约107Ma,2个次峰年龄分别约226Ma、150Ma。碎屑锆石年龄集中分布于1个年龄组为122～101Ma,记录了班公湖-怒江特提斯洋盆俯冲消减的岩浆活动。通过与潜在源区的年龄谱峰进行对比,沙木罗组下段物源区与南羌塘地块有良好的亲缘性,表明其沉积物物源主要为南羌塘地块,其中南羌塘岩浆弧可能为其主要贡献者。沙木罗组上段物源区与南羌塘地块和北拉萨地块均具有良好的亲缘性,其沉积物物源具有双源性,分别来源于南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧。沙木罗组下段和上段沉积物物源的差异性暗示它们形成的沉积环境和物源区不同。对比分析沙木罗组下段和上段岩石学、碎屑锆石形态学等特征,也揭示了类似的差异性。结合其他相关地质资料,认为班公湖-怒江特提斯洋盆在革吉地区的主体闭合时间约115～110Ma,其代表性岩浆事件为南羌塘地块和北拉萨地块的早白垩世岩浆弧,沙木罗组为班公湖-怒江特提斯洋盆由俯冲消减到闭合过程中的沉积产物。     

MODELING OF THE DIVERSION CHANNEL CLOSURE FOR THE THIRD STAGE OF THE THREE GORGES PROJECT

The closure of third stage diversion channel for the Three Gorges Dam is characterized by large closure discharge, large drop in water surface, and high gap velocity. 1D and 2D flow mathematical models were used in this paper to simulate the hydraulic conditions during the closure. The variation of discharge in the diversion channel and the drops in water surface shared by the upstream and downstream cofferdams were computed using the ID model, and the detailed hydraulic patterns in the diversion channel were simulated using the 2D model. The computed results indicate that the designed closure scheme for discharge of 9,010 m^3/s was feasible for construction, while the designed closure scheme for discharge of 12,200 m^3/s was inapplicable.     

藏北尼玛地区白垩纪岩浆岩对班公湖-怒江缝合带演化的制约

班公湖-怒江缝合带及其两侧广泛分布白垩纪岩浆岩,这些岩浆活动记录了班公湖-怒江特提斯洋俯冲至闭合以及拉萨-羌塘板块碰撞过程。为了约束该缝合带在早-晚白垩世的演化过程,本文对缝合带中段尼玛地区花岗岩进行岩相学、地球化学、锆石年代学和Hf同位素研究。尼玛北部虾别错花岗岩侵入到中生代地层中,发育石英闪长质包体。锆石U-Pb定年结果表明寄主花岗岩和包体形成于早白垩世(122Ma和121Ma)。这些锆石均具有正的ε_Hf(t)值,分别为+2.4~+7.0和+3.0~+5.1。寄主花岗岩具有高硅和高钾钙碱性特征,属于准铝质-弱过铝质系列。包体相对低硅,属于中钾钙碱性准铝质系列。寄主花岗岩和包体具有相似的微量元素分布,如均亏损Nb、Ta和Ti,富集Th、U和Pb。综合分析,虾别错寄主花岗岩和包体是壳幔熔体混合作用的产物。尼玛南部张乃错花岗岩侵入到古生代地层里。锆石U-Pb年龄为97Ma,形成于晚白垩世。锆石ε_Hf(t)值在+2.2~+6.0之间。张乃错花岗岩具有高硅特征,属于高钾钙碱性弱过铝质系列。岩体显著亏损Ba、Sr、Ti和Eu,富集Rb、Th、U和Pb等元素。该花岗岩来源于新生地壳部分熔融,并在后期经历结晶分异。结合区域地质概况,虾别错早白垩世花岗岩(和包体)形成于班公湖-怒江特提斯洋闭合过程,而张乃错晚白垩世花岗岩形成于洋盆闭合之后拉萨-羌塘板块碰撞背景。尼玛地区早-晚白垩世岩浆活动记录了班公湖-怒江缝合带从洋盆闭合到拉萨-羌塘板块挤压碰撞的演变过程。

     

Buoyancy and The Sensible Heat Flux Budget Within Dense Canopies

In contrast to atmospheric surface-layer (ASL) turbulence, a linear relationship between turbulent heat fluxes (F_T) and vertical gradients of mean air temperature within canopies is frustrated by numerous factors, including local variation in heat sources and sinks and large-scale eddy motion whose signature is often linked with the ejection-sweep cycle. Furthermore, how atmospheric stability modifies such a relationship remains poorly understood, especially in stable canopy flows. To date, no explicit model exists for relating F_T to the mean air temperature gradient, buoyancy, and the statistical properties of the ejection-sweep cycle within the canopy volume. Using third-order cumulant expansion methods (CEM) and the heat flux budget equation, a “diagnostic” analytical relationship that links ejections and sweeps and the sensible heat flux for a wide range of atmospheric stability classes is derived. Closure model assumptions that relate scalar dissipation rates with sensible heat flux, and the validity of CEM in linking ejections and sweeps with the triple scalar-velocity correlations, were tested for a mixed hardwood forest in Lavarone, Italy. We showed that when the heat sources (S_T) and F_T have the same sign (i.e. the canopy is heating and sensible heat flux is positive), sweeps dominate the sensible heat flux. Conversely, if S_T and F_T are opposite in sign, standard gradient-diffusion closure model predict that ejections must dominate the sensible heat flux.     

北京密云地区辐射与能量平衡特征分析

利用北京密云站2007年1,4,8和10月辐射及湍流通量观测资料,分析了农林混合非均匀下垫面晴天、阴天条件下的辐射平衡、反照率及能量平衡特征。结果表明：（1）1,4,8和10月能量平衡闭合度（OLS方法）分别为82%,97%,72%和83%,总体闭合度为76%,数据质量较好;（2）晴天向上长波辐射1,4,8和10月平均...