湿度小的晴夜成霜分析

通过对滑县2005年12月两次低湿天气条件下成霜个例分析发现，在相对湿度较小的晴夜，只要地面或近地物有足够的辐射冷却条件、贴地层有适当的水汽供应，仍可有霜形成。     

东北地区初霜冻的天气气候特征

利用实测资料和历史天气图资料,对近３１年我国东北地区初霜冻的天气气候特征进行了分析,并探讨了初霜冻出现前２４小时的环流形势特征和天气演变过程,给出了初霜冻的时空分布特征以及对预报有用的一些判据。对实时预报业务有参考作用。     

1961—2008年阿勒泰地区异常初终霜日变化特征

以小于等于0 ℃最低气温作为霜冻指标,利用1961—2008年阿勒泰地区7个测站的逐日最低气温资料,采用现代气候诊断分析方法,分析了该地区初、终霜日和无霜期的气候变化特征。结果表明：近48 a来阿勒泰大部分地区呈初霜迟、终霜结束的早、无霜期延长的趋势,使作物生长季延长,其中哈巴河表现最为显著;极早初霜日发生频数为2—6次,以富蕴最多,极晚终霜日发生频数为1—4次。各站最迟、最早初霜日的差值和最早、最迟终霜日的差值均在30 d以上;哈巴河霜日发生了气候突变。     

Monitoring of Over Cutting Area and Lubrication Distribution in a Large Slurry Pipe Jacking Operation

Slurry pipe jacking was firmly established as a special method for the non-disruptive construction of the underground pipelines of sewage systems. Pipe jacking, in its traditional form, has occasionally been used for short railways, roads, rivers, and other projects. Basically the system involves the pushing or thrusting of concrete pipes into the ground by a number of jacks. In slurry pipe jacking, during the pushing process, mud slurry and lubricant are injected into the face and the over cutting area that is between the concrete pipes and the surrounding soil. Next, the slurry fills voids and the soil stabilizes due to the created slurry cake around the pipes. Fillings also reduce the jacking force or thrust during operation. When the drivage and pushing processes are finished, a mortar injection into the over cutting area is carried out in order to maintain permanent stability of the surrounding soil and the over cutting area. Successful lubrication around the pipes is extremely important in a large diameter slurry pipe jacking operation. Control of lubrication and gaps between pipes and soil can prevent hazards such as surface settlement and increases in thrust. Also, to find voids around the pipes after the jacking process, in order to inject mortar for permanent stabilizing, an investigation around the pipes is necessary. To meet these aims, this paper is concerned with the utilization of known methods such as the GPR (Ground Penetrating Radar) system and borehole camera to maintain control of the over cutting area and lubricant distribution around the pipes during a site investigation. From this point of view, experiments were carried out during a tunnel construction using one of the largest cases of slurry pipe jacking in Fujisawa city, Japan. The advantages and disadvantages of each system were clarified during the tests.     

饱和正冻土水分迁移及冻胀模型研究

正冻土在温度梯度大的情况下,冻结锋面快速移动,孔隙水变成冰,造成原位体积膨胀;而通常在天然条件下,温度梯度都不大,水从未冻区向冻结区迁移,在某一个位置引起冰的累积,形成分凝冰。由于此诱发的冻胀要比原位冻胀大很多,因此,建立一个能够模拟土体水分迁移及分凝冰形成过程的冻胀模型尤其重要。基于第2冻胀理论,建立了饱和土体冻胀模型。在模型中,假设冻结缘中单位时间内水分迁移速度为常数,以计算冻结缘内水压力,再根据克拉方程得到冰压力。根据冰压力的大小作为分凝冰形成判据,研究中假设新的分凝冰形成以后,上一层分凝冰停止生长。模型把水分迁移和冻胀速率当作基本的未知量,模拟了与可天然土体冻胀类似的底部无压补水和顶部加压的冻胀情况。通过数值模拟与试验结果进行对比,初步验证模型的可靠性,其研究结果为实际寒区工程的冻胀预测提供参考。     

基于球孔扩张理论和侧阻力退化效应的压桩力计算模拟

根据静压桩的贯入机制,将沉桩过程模拟为半无限土体中一系列球形孔的连续扩张,土体假定为Mohr-Coulomb材料。利用球孔扩张和源-源假设理论,并采用Boussinesq解进行地面应力的修正,在此基础上分别计算出桩侧极限摩阻力和桩端阻力。通过现场试验研究发现,沉桩过程中侧摩阻力退化效应带来的影响是明显的,提出了相应的侧阻力退化公式。在充分考虑以上因素的基础上推导出了静压桩压桩力的模拟计算公式。使用Matlab6.5软件进行理论计算,并与山西太原某试验进行对比分析,一定深度以下理论值与实测数据基本吻合,证明该计算模拟是可行的。     

顶管工程工作井位移与土抗力分析

为保证顶管工程的施工安全和经济设计,必须深入分析顶力作用下工作井及周围土体的应力、位移特性。以两个实际顶管工程为工程背景,针对工作井的浅埋、深埋圆形沉井,采用三维有限元分析,给出了浅埋沉井土抗力沿圆周分布的拟合方程。分别采用《规程》[1]和《手册》[2]推荐的计算方法和三维有限元分析,对顶力作用下深埋、浅埋工作井的位移和新增土抗力进行对比分析,结果表明：①由于只考虑了顶力后背一侧半圆范围内土体抗力的作用,规范法和手册法将导致土抗力计算结果偏大;②顶力作用位置对深埋沉井的井壁变位、土抗力大小和分布情况影响显著;③规范法和手册法仅适用于顶力作用于沉井底部的浅埋沉井。     

冬小麦晚霜冻害时空分布与多时间尺度变化规律分析

冬小麦晚霜冻害主要发生在中国的黄淮区域,河南占黄淮区域面积较大,是中国小麦的主要产地,又是晚霜冻害的重发区,因此文章以河南为例,从构成晚霜冻害的最低温度和小麦发育期两个因素出发,提出了晚霜冻害指数构建方法,使晚霜冻害指标定量化,并从多年数据库中计算出逐年晚霜冻害发生强度和发生天数.由于小麦发育期观测资料序列较短,影响了大尺度小麦晚霜冻害变化规律的分析,因而提出了冬小麦发育期资料推算方法;对计算出的近50年晚霜冻害资料进行EOF分析和Morlet小波分析,以发现晚霜冻害的时空分布与多时间尺度变化规律.结果表明:冬小麦晚霜冻害发生频率较高,高发区频率超过40%,且在20世纪70-90年代有增多的趋势;发生强度和天数变化趋势基本相似,具有发生强度较重区对应着发生天数较多区的趋势,且前者对小麦产量的影响大于后者;晚霜冻害发生强度的重发区分布在豫东南和豫西南,轻发区主要分布在淮河以南及豫西部分地区,其中第1模态分布型存在16年、第2模态分布型存在准2年的多时间尺度变化规律;发生天数的多发区主要分布在豫北北部和豫西南边界,少发区在豫东北及豫西南中部,其中第1模态分布型存在着准4年、第2模态分布型存在准3年和准6-7年的周期.     

土体微观结构对冻胀影响的灰色关联及粗糙集评价

以季冻区粉土为研究对象,进行不同条件下室内冻胀试验,测得冻胀指标--冻胀率;同时运用扫描电子显微镜WD-5图像处理系统提取并定量化冻胀前土样微观结构参数（包括孔隙参数和结构单元体参数）。由于结构对冻胀影响具有非线性、复杂性、模糊性等特点,选择灰色关联法及粗糙集２种非线性评价方法,评价各结构参数对冻胀率的影响程度。评价结果表明：与冻胀率关联度较高的孔隙参数为形态分布分维数、平均丰度、平均圆形度和平均各向异性率,单元体参数为平均各向异性率、形态分布分维数和定向概率熵。粗糙集约简结果中,对冻胀影响较明显的孔隙参数为平均各向异性率、平均丰度、定向分维数和形态分布分维数,单元体参数为形态分布分维、平均各向异性率、平均形状系数。比较2种评价方法所得结果,分析其中的异同。最后综合考虑２种评价结果,确定8个对冻胀意义较明显的结构参数：孔隙的形态分布分维、平均丰度、平均各向异性率、定向分维数;单元体的平均各向异性率、形态分布分维、平均形状系数和定向概率熵。     

运城市2010年4月13日强霜冻过程分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,对2010年4月13日运城市出现的近40年最严重的强霜冻天气过程进行分析,并与历史个例进行比较,结果表明,此次过程是在前期升温明显的基础上,有强冷空气在西伯利亚及贝加尔湖堆积并向南侵袭造成的;此次过程亚洲中高纬环流表现为“一脊一槽”型,动力机制为横槽转竖促使冷空气向南爆发;冷空气爆发后,本地上空由强盛的冷平流控制,地面冷高压进入关键区并达到寒潮强度。由于每次强降温发生的环流背景、影响系统及冷空气的强度、发展、移动路径不同,所以造成的降温幅度和影响也不同。在此基础上,总结出强霜冻预报的着眼点。