软沉积物滑塌变形物理模拟及变形机理分析*

软沉积物滑塌变形是一种地质现象,对于分析区域地质发展史和指导油气勘探具有重要的意义,近年来越来越受到地学界的重视。但大多数的研究是基于野外现象的定性观察描述,对其形成过程和成因机制的定量探究较少。笔者建立了一套斜坡背景下重力驱动的软沉积物滑塌变形物理模拟实验装置,并设计了完整的实验程序,利用具有不同黏滞系数的材料模拟地层,通过多次实验改变沉积箱坡度模拟不同的地层倾角,总结了软沉积物滑塌变形的演化模式: 滑塌开始,模拟地层逐渐隆起;随着地形坡度变大,滑塌褶皱依次发展成圆弧褶皱、紧密等斜褶皱,断裂产生后形成类似无根等斜褶皱和鞘褶皱的变形构造,直到地层趋于平稳。分析了软沉积物滑塌变形的机理: 软沉积物受到自身沿斜坡重力的驱动,发生滑塌,层与层之间的剪切效应导致软沉积物发生变形。     

Finite element models to represent seismic activity of the Indian plate

Quantification of seismic activity is one of the most challenging problems faced by earthquake engineers in probabilistic seismic hazard analysis. Currently, this problem has been attempted using empirical approaches which are based on the regional earthquake recurrence relations from the available earthquake catalogue. However, at a specified site of engineering interest, these empirical models are associated with large number of uncertainties due to lack of sufficient data. Due to these uncertainties, engineers need to develop mechanistic models to quantify seismic activity. A wide range of techniques for modeling continental plates provides useful insights on the mechanics of plates and their seismic activity. Among the different continental plates, the Indian plate experiences diffused seismicity. In India, although Himalaya is regarded as a plate boundary and active region, the seismicity database indicates that there are other regions in the Indian shield reporting sporadic seismic activity. It is expected that mechanistic models of Indian plate, based on finite element method, simulate stress fields that quantify the seismic potential of active regions in India. This article explores the development of a finite element model for Indian plate by observing the simulated stress field for various boundary conditions, geological and rheological conditions. The study observes that the magnitude and direction of stresses in the plate is sensitive to these conditions. The numerical analysis of the models shows that the simulated stress field represents the active seismic zones in India.     

海上丝绸之路起点——泉州港岸线变化的遥感动态研究

泉州港作为古代海上丝绸之路的起点,今天又成为21世纪“一带一路”的新起点。本文以泉州港1990-2014年共6期的Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,综合应用遥感和GIS技术提取了泉州港的海岸线及海域变化信息,从海岸线的长度、变化速率、分形维数、海域变化面积和海域利用类型5个方面进行海岸线变化及其驱动力分析。研究表明：近24年来,泉州港海岸线长度增加了37.78 km,海岸线的形状总体稳定,但在局部有明显变化。海岸线变化导致的海域变化面积为68.02 km²,其中,建设用地(城市和港口建设)占用的比例最大,围海养殖也是一个重要的利用类型。但泉州港围填海新增面积的利用率不高,超过一半的围填海面积尚未被合理地开发利用。总的来看,新城区建设、临港工业产业兴起和农渔业发展导致了泉州港海岸线的变化。     

新疆能源消费碳排放的多变量驱动因素分析——基于扩展的STIRPAT模型

区域层面能源消费碳排放的驱动因素研究,是有效实现碳减排的重要研究议题。以经典的IPAT模型为基础,采用扩展的STIRPAT环境压力评价模型,对1952-2014 年新疆能源消费碳排放的主要驱动因素进行时间序列分析,并定量研究各个驱动因素在改革开放之前（1952-1977 年）、改革开放之后（1978-2000 年）和西部大开发时期（2001-2014 年）三个不同发展阶段对于区域碳排放的作用机理与影响机制,主要研究结论如下：各个影响因素对新疆碳排放增长的作用机理与影响机制在三个发展阶段各不相同。改革开放之前（1952-1977 年）,碳排放强度和人口规模是碳排放增长的最主要贡献因子,能源消费结构是遏制碳排放增长的最主要贡献因子。改革开放之后（1978-2000 年）,经济增长和人口规模是碳排放增长的最主要贡献因子,碳排放强度是遏制碳排放增长的最主要贡献因子。西部大开发时期（2001-2014 年）,固定资产投资和经济增长是碳排放增长的最主要贡献因子,碳排放强度是遏制碳排放增长的最主要贡献因子。     

等效力控制方法在拟动力试验中的应用

为了避免用复杂的迭代求解拟动力试验隐式逐步积分方法的非线性运动方程,作者提出了一种用反馈控制求解的方法—等效力控制方法。这篇文章首先介绍等效力控制方法的原理;然后通过数值模拟和试验验证此方法的有效性。数值模拟和试验的结果都表明,当选用合理的等效力控制器参数时,此方法可以取得非常好的稳定性和精度。数值模拟的结果还表明尽管等效力控制方法是以力作为反馈控制的对象,此方法能有效完成对具有负刚度试件的加载。     

砂土中抗拔桩与抗压桩模型试验研究

为研究单桩在抗拔与抗压条件下承载能力、桩身轴力以及侧摩阻力分布规律的不同,进行了砂土中长径比大于40的抗拔桩与抗压桩室内模型试验,通过桩身内设置电阻应变片,测得各级荷载下桩身不同深度的应变。分析表明,抗拔桩不论是位移还是位移增长速率,都远远超过抗压桩。因此,抗拔桩设计时应综合考虑桩顶上拔量来确定抗拔承载力。抗拔桩与抗压桩的桩身轴力分布具有相似的特性,试验所得抗拔总侧摩阻力折减系数?=0.56。抗拔桩与抗压桩侧摩阻力都是从上部开始发挥并向下传递,随着荷载的增加,上部侧摩阻力变化很小,桩身中下部侧摩阻力迅速增长。抗拔桩桩端部侧摩阻力表现出弱化效应,抗压桩则表现出强化效应。     

基于驱动脉冲延迟的线阵CCD亚像素测量系统

通过CPLD设计间隔精准延迟的驱动脉冲,将线阵CCD空间信息转换为在一个脉冲单元内变化的时间信息,并通过高精度步进电机位移平台进行了检测,实验证明该方法可以有效地突破线阵CCD像元精度限制,实现亚像素测量。     

GFRP套管钢筋混凝土柱恢复力模型的试验研究

GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)套管钢筋混凝土柱是一种新型的组合结构形式,为研究其抗震性能,对8根GFRP套管钢筋混凝土柱进行低周反复荷载作用下的试验研究。主要研究了轴压力大小、混凝土强度及FRP管与基础的连接方式对GFRP套管钢筋混凝土组合柱的变形能力和滞回特征的影响,根据GFRP套管钢筋混凝土组合柱在低周反复荷载作用下滞回曲线的特点,采用截面层纤维模型法对试件截面进行全过程分析获得骨架曲线。通过试验数据回归分析确定加卸载规则,提出了适合于GFRP套管钢筋混凝土组合柱的恢复力模型,并与试验结果进行了比较,计算模型与试验结果吻合良好。     

动、静水条件下苦草(Vallisneria natans L.)对沉积物磷释放的影响

在浅水湖泊中,沉降在沉积物中的营养盐易受到水流的扰动再释放出来,而沉水植物可以在一定程度减少营养盐的释放.借助自主开发的生态水槽,在40 d的实验周期内检测动、静水条件下有、无苦草(Vallisneria natans L.)时沉积物、上覆水中磷含量变化,旨在为沉水植物对湖泊沉积物营养盐释放量的影响估算及水环境质量评价提供科学依据.结果表明:动水条件下,沉积物在没有苦草的保护下总磷含量下降21.8%,而有苦草的保护下总磷含量下降17.7%.苦草根系从周围沉积物中吸收磷,1~4 cm沉积物层的吸收量高于4~8 cm沉积物层.动水槽的上覆水中总溶解态磷浓度和总颗粒态磷浓度均大量增加,并且总颗粒态磷浓度相对于总溶解态磷浓度占较大比例.苦草减少了沉积物中磷的释放,并对上覆水中正磷酸盐有明显的吸收作用.     

地震破裂的科里奥利力的余震效应在中国大陆外的震例研究及普适性讨论

对地震发生时快速错动的断层两盘产生的科里奥利力的研究做了简短回顾,以此理论与方法对中国大陆外的部分震例,包括中国台湾地区及中亚土耳其地区发生的大地震的余震进行讨论,并简短讨论了地震破裂的科里奥利力效应预测余震强度用于全球的普适性问题。