基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究

因其特殊的地质成因,柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景,针对柱状节理岩体的等效变形模量问题,在探讨了其结构效应表征参数的基础上,利用节理网络有限元为工具,研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响。研究结果表明：在柱轴线横向平面上,对于柱体不规则程度,当柱体完全不规则相对于完全规则情况,等效模量提高大约10%左右;在其他条件不变情况下,当柱体平均边长从0.1 m增加至0.5 m时,等效模量从5.36 GPa增加至23.4 GPa;对不同加载方向的研究结果表明,柱状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性;当节理刚度线性递增时,相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律。在平行柱体轴线平面,节理组2间距越大,柱状节理岩体的等效变形模量越大;随着错距比的增加,柱状节理岩体的等效变形模量呈现先增加后减少的趋势,当错距比为50%时,节理岩体的等效变形模量取最大值;对于节理刚度的影响,与柱轴横向平面类似的,随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加,相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律。该研究成果与已有的现场研究成果及三维数值模型成果相比,吻合良好。说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值。     

不同围压下岩石抗压强度与变形参数尺寸效应的数值模拟

岩石抗压强度和变形参数是岩石工程设计的重要指标。由于岩石是典型的非均质材料,其强度和变形特性随样品尺 寸的变化而不同。本文采用PFC2D程序模拟了不同围压下不同尺寸岩样的压缩试验。结果表明（1） 岩样具有明显的尺寸效 应。同一围压下,尺寸越大,岩石强度、峰值应变和压缩模量越小,尺寸的变化对岩样的破坏模式影响较小;（2） 岩样具 有明显的围压效应。同一尺寸的岩样,随着围压的增大,岩石强度、峰值应变和压缩模量均增加,其中强度和峰值应变随 围压的增加呈线性增加。同时,随着围压的增大,岩石破裂模式由轴向劈裂破坏向剪切破坏变化;（3） 围压的存在会影响 岩样的尺寸效应。不同尺寸岩样的强度和峰值应变在相同围压区间内的增量基本相同,同时随着围压的增大,其强度和峰 值应变增加,进而使岩石强度和峰值应变的尺寸效应弱化;而不同尺寸岩样的压缩模量在相同围压区间内的增长率大致相 同,因而造成围压对压缩模量尺寸效应的影响较小     

江西省交通区位演变与区域发展效应

选择江西省作为典型研究区域,采用历史分析与空间分析方法,基于长时间序列研究不同交通运输阶段交通区位的动态演变过程,并对其所引致的区域发展特征进行分析.结论是:在传统交通运输阶段向近代化及现代化交通运输阶段转变过程中,江西省宏观交通区位分别表现为国家南北交通控扼中枢,铁路建设的滞后区与周边发达地区间的交通过境区,可达性演变特征则由南北方向可达性的优势区逐步演化为滞后区.不同时期相对应的区域发展特征表现为,从传统运输阶段的区域商贸全面繁荣,走向近代工业化进程滞后及当前经济发展边缘化.在总结典型案例基础上,尝试从成因层,演变层,作用层,效应层和反馈层五个层面探讨交通区位与区域发展的内在作用关系.     

风水复合侵蚀研究进展与展望

风水复合侵蚀是干旱,半干旱区一种常见的土壤侵蚀类型,是风水两相外营力相互耦合驱动下发生的地表物质再分配过程。在辨析风水复合侵蚀类型的基础上,将风水复合侵蚀影响因子归结为侵蚀动力因子、土壤抗蚀性因子与干扰因子,并分析了影响因子间的互馈关系;从全球尺度、区域尺度和局地尺度,总结了风水复合侵蚀在空间尺度上的差异;评述了风水共同侵蚀过程中侵蚀力与侵蚀能量的叠加效应,风水交替侵蚀过程中侵蚀力与侵蚀能量的交替性特征,以及下垫面和干扰因子对风水复合侵蚀的响应;阐述了风力与水力侵蚀在总侵蚀量中的贡献比率与两者叠加所产生的耦合效应;认为风水复合侵蚀实验研究是认识风水复合侵蚀过程与机理的基础,应将风水复合侵蚀过程段研究扩展到全过程研究,同时加强下垫面在风水复合侵蚀中的响应机制以及水蚀与风蚀间的抑制效应研究,以期达到全面客观地认识风水复合侵蚀过程与机制的目的。     

大兴安岭和长白山地形影响东北夏季降水的数值模拟研究

利用区域数值模式WRF-ARW（V3.9）开展高分辨率数值模拟试验,研究了东北地区大兴安岭和长白山地形对该地区夏季降水的单独和共同影响。结果表明,东北地区两大山脉地形可以显著影响东北及其周边区域的大气环流和降水。大兴安岭和长白山地形的阻挡作用使得夏季偏南气流在两个山脉的迎风坡一侧堆积,引起局地水汽增加并产生上升运动,因此两个山脉的迎风坡一侧降水增加;而在两个山脉的背风坡一侧,局地水汽减少并伴随下沉运动,因此两个山脉的背风坡一侧降水减少。大兴安岭地形的存在使得其东侧到松嫩平原地区夏季降水增加1.09 mm d?1（相较参照试验增幅为30%）,而使其西侧蒙古东部地区夏季降水减少0.69 mm d?1（相较参照试验减幅为24%）;长白山地形的存在使得长白山南侧到朝鲜半岛地区夏季降水增加1.76 mm d?1（相较参照试验增幅为26%）,而使其北侧三江平原地区夏季降水减少0.81 mm d?1（相较参照试验减幅为22%）。当大兴安岭与长白山同时存在时,两者的协同作用会减弱蒙古东部、松嫩平原和朝鲜半岛地区夏季降水的响应,而增强三江平原地区夏季降水的响应。该研究结果对于理解东北地区当代气候的形成具有重要的科学意义。     

真空预压在沿海软土地基加固中的应用

宁波安博（北仑）港物流中心拟在海滨软土地基上建造2幢1—2层厂房。根据场地条件和土层特性,其软基采用真空预压法加固处理。施工过程中注意质量控制点的把握,精心组织施工;同时认真有效地对施工过程中和施工后对各种原位测试数据进行系统采集研究分析,结果证明,本次真空预压加固达到地基处理目标的各项要求,取得了成功。     

滇藏铁路沿线滇藏交界段劈理化带成因探讨及工程效应分析

滇藏铁路沿线滇藏交界段劈理化带是新近发现的与高山峡谷区河流岸坡密切相关的介于劈理与节理之间的密集破裂构造型式。我们对劈理化带进行了较全面的调查、测绘、统计和分析, 由此得出, 劈理化带呈带状断续分布, 规模与河流岸坡规模有关, 在金沙江和澜沧江岸坡地带规模巨大, 并与微地貌关系密切。另外, “劈理”具有倾角陡、不均匀等特点, “劈理”走向往往与河流方向一致。劈理化带是在内、外动力相互作用下形成, 内动力作用可以形成劈理化带, 在内动力作用的基础上, 河谷地带的外动力作用也可以形成劈理化带, 内、外动力对劈理化带均有后期改造作用。拟建的滇藏铁路将通过许多劈理化带, 那里将来可能产生铁路地基大变形、隧道和桥梁大变形、隧道冒顶、隧道渗漏和发生滑坡、崩塌、泥石流灾害。因此, 在将来铁路等工程建设和运营中要采取针对性防治措施。     

西藏羊湖二厂电站厂房区泥石流危险性评价

泥石流的活动特征及其危险性评价对电站的施工及运行有重要意义.根据羊湖电站厂房区勘查所获取的资料,对厂房区后山5条泥石流沟的成因进行了分析,在此基础上将层次分析法(AHP)应用到泥石流危险性评价研究中.对该厂房区5条泥石流沟的危险度评价表明,5号沟泥石流危险度最高,4号沟次之,1号沟、2号和3号沟危险度相对较低.泥石流危险度与流域面积的大小呈正比关系.     

微生物作用下玄武岩的溶解: 粘附作用和温度的影响

使用透析的方法,设计实验探讨了多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)的粘附对玄武岩中矿物溶解的影响,同时通过改变实验温度,探讨了岩石的微生物溶解与温度的关系.10 d的实验结果表明,在30 ℃条件下,细菌P. polymyxa及其代谢产物对玄武岩的溶解有显著促进作用,加速了橄榄石中Mg、Fe、Mn的溶出及辉石和长石中Ca、Al的溶出,而在5℃条件下,这种促进作用不明显.细菌及其代谢物的粘附能加速Mg、Fe、Mn的溶出,抑制Ca的溶出,这种不同的影响与两组元素的溶出机制不同,且粘附对各溶出机制的影响也不同有关,Al的溶出受粘附作用的影响较小.低温条件下,粘附作用对玄武岩中各元素的溶出基本无影响.     

AMT静态效应和对导电薄层分辨能力的正演模拟

静态效应是AMT法在山区找水中不可回避的问题,第四系地下水勘查中人们有时更多关注隔水层黏土层的空间分布。针对这两个问题,利用二维有限单元数值模拟方法来讨论静态效应对TE、TM极化方式视电阻率曲线的影响以及对导电薄层的垂向分辨能力。研究表明：TM模式视电阻率受静态影响严重,TE模式视电阻率对深部地质体的反映优于TM模式;TM极化模式放大了横向上不同电性体的电性差别,在山区找水中对断层反映敏感;AMT对导电薄层的垂向分辨力与围岩的电阻率比值有关,加密点距,并不能提高垂向分辨率。