两种激光粒度仪测量湖泊沉积物粒度结果的对比

湖泊沉积物粒度参数是湖泊沉积与环境演变研究中常用的环境指标,近年来激光粒度仪的发展和广泛使用更是促进了粒度指标的应用并在很大程度上提高了精度和效率.然而不同的激光粒度仪对于同一样品的测量会得到不同的结果,本文利用两种常见的激光粒度仪测量了西藏纳木错的两支岩芯,并对结果进行了对比分析.从仪器的重现性来看,Mastersizer2000型激光粒度仪要优于LS13320型激光粒度仪,而LS13320型激光粒度仪在对含量较少的细颗粒和粗颗粒的检测效果上优于Mastersizer2000型激光粒度仪;两种仪器得到的粒度参数d(0.1)和d(0.5)无论在变化趋势还是绝对数值上都较为相似,而d(0.9)的差异则较大.对比研究结果为利用湖泊沉积物粒度参数提取古环境信息研究提供了基础依据.     

基于拉格朗日方法的洪泽湖与巢湖河流出入湖水体追踪计算

利用耦合北斗和GPS双定位系统的拉格朗日随体法水质点追踪仪,在2018年9月至2019年10月期间开展了总数为18次的洪泽湖和巢湖主要河流河水入湖后表层、中层和底层水体运移同步追踪观测,研究了两个湖泊河水入湖后的运移轨迹和速度特征。结果表明:淮河主河道河水入洪泽湖后流向南北两侧;徐洪河河口处水体表层流速在洪泽湖5条河道出入湖口处为最大;巢湖双桥河河口处水体流速受巢湖闸运行影响强烈,各层流速在7条入湖河流中最大。洪泽湖、巢湖入湖水体流速由表层至底层逐渐降低,洪泽湖各层水体流速大于巢湖。洪泽湖河口处表层水体8次测量平均流速为6.11cm/s;巢湖为5.51cm/s;二者中层流速分别为5.32和3.85cm/s;底层则分别为4.96和3.67cm/s。     

利用ADCP和LISST-100仪观测悬浮物浓度的研究

利用黄河口海床基声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的周日观测资料对悬浮物浓度进行了反演,反演过程中综合考虑了球面扩散、声学近场的非球面扩散、海水和悬浮颗粒的吸收衰减以及其他因素对回声信号的影响,结果表明在粒径保持相对稳定的情况下,利用ADCP仪回声强度反演悬浮物浓度具有较高的精度.结合现场激光粒度仪(LISST-100)测得的粒径分布信息在反演过程中考虑了粒径修正,重点讨论了观测区域粒径变化对结果的影响,结果表明粒径的剧烈变化会降低体积后向散射强度与悬浮物浓度之间的相关性.大颗粒物质的存在使计算得到的悬浮物浓度偏高,粒径修正虽然在一定程度上消除了这种影响,但线性拟合的相关性并未提高.     

地月空间粒子辐射环境及其对月表物质的影响研究进展

由于没有全球磁场和稠密大气保护,月球直接受宇宙线、太阳风和地球风粒子的轰击.了解月球空间粒子辐射的特性、粒子的来源和传输等过程,本身是亟待解决的空间科学基础问题,同时还可帮助更好地提供预报和预警,为保障探月和载人登月等活动的安全提供理论参考;此外,月球空间辐射环境中的粒子与月表作用产生的水等物质对载人登月和月球基地意义重大,且月表物质保存了空间环境较为完整的信息和演化历史,对研究地月系统及太阳系其他天体(乃至系外行星)的宜居性与演化,也具有重要的科学价值.本文在简要总结地月空间粒子辐射环境研究现状的基础上,重点分析了近月粒子辐射环境及其对月表物质所产生的影响,梳理了宇宙线、太阳能量粒子事件、太阳风、地球风以及月源粒子等不同辐射的来源和传输机制,这些粒子与月表作用产生水、赤铁矿、中性原子等物质的过程,以及相关过程对月球空间环境的影响、对地月系统演化的启示等关键科学问题,并提出了解决问题所面临的技术难点,最后对未来可能的重点研究内容进行了展望,可为后续月球探测任务(例如嫦娥四期和国际月球科研站等)相关领域科技规划提供一定的参考.

     

弹塑性固体中间断位移的刚性进化

基于位移间断条件和间断位移刚性进化的单自由度动力系统,建立了一个弹塑性固体中间断位移的刚性进化分析模型,用于探讨岩土材料位移间断破坏的力学机制。首先,应用材料的强度理论,得到了弹塑性固体的位移间断条件。当位移间断出现后,完整固体分裂为两个部分,其中可滑移体部分可视作一个刚体,位移间断的进化依赖于间断面（界面）的刚度、界面与率和状态相关的摩擦律、动力输入等组成的一个单自由度系统。最后,给出了一个简单的摩擦型固体例子阐明模型的具体应用,重点说明了静、动转化过程和凝聚力丧失的进化输入。     

Effects of Material Composition and Water Content on the Mechanical Properties of Landslide Deposits Triggered by the Wenchuan Earthquake

Abundant landslide deposits were triggered by the Wenchuan earthquake, providing a rich source of material for subsequent debris flows or slope failures under rainfall conditions. A good understanding of the physical and mechanical properties of the landslide deposits is very important to the research on slope failure mechanisms and the initiation of debris flow. Laboratory biaxial compression tests are used to study the material compositions and water content impacts on the mechanical properties of landslide deposits, and a discrete element method (a bond-contact model) is used to study the particle stiffness, bond force, friction coefficient and confining stress impact on the mechanical behaviors and the relationships between the numerical and experimental parameters. The experimental results show that the failure stress of landslide deposits is decreased with increasing content of fine particles and also with increased water content, especially at the initial increasing stage. Cohesion of the saturated landslide deposits is increased, but the friction angle is decreased with the increase in the fine particle content. Shear strength parameters (the cohesion and friction angle) are decreased with the increasing water content at the initial increasing stage, and then, they slowly decrease. There is a critical value of the water content at 5%–7% (in weight) for the failure stress and shear strength parameters of the landslide deposits. Quadratic equations are presented to describe the relation between the bond force and cohesion, and the numerical friction coefficient and the experimental friction angle.     

刚性桩复合地基-上部结构动力相互作用体系抗震性能及影响因素分析

通过模拟土的非线性动力本构模型,选取合理的人工边界及耦合阻尼模型,建立了刚性桩复合地基与上部结构相互作用体系三维有限元动力分析模型。通过计算,对比了刚性桩复合地基与普通桩基对上部结构地震反应的影响异同,同时得到了土体模量与分层、基础埋深、桩径与桩长、砂石垫层模量与厚度以及上部结构特性等因素在考虑土-结构动力相互作用时对刚性桩复合地基抗震性能的影响及其基本规律,并与已有相关试验结果进行了对比,得到较好验证。研究结果为工程设计与工程应用提供了可借鉴的理论依据。     

用换填法及刚性桩复合地基处理桩基质量事故

通过对某一工程桩基质量事故的分析,提出了一种经济合理有效地处理方案。该方案在充分利用原有桩基的同时,用人工级配的砂石料对原设计基底土进行换填,组合成刚性桩复合地基,有效地提高了地基承载力,使建筑物的沉降控制在允许范围内。     

低坝影响下的流场与淤积形态特性试验研究

为研究径流式低坝影响下的水流流动与泥沙淤积特性,开展水槽试验,基于图像测量技术,获取并解析坝附近区域流场信息及典型淤积形态。结果表明：坝前附近流段纵向流速在垂线上出现衰减区,减幅随水流强度增大而减小;坝顶断面纵向和垂向流速沿垂线的分布均呈现显著的分区特性,分区界限几乎不受水流强度的影响;随坝顶水深增加,坝下游漩涡涡心向下游及河底移动,面积和强度皆增大;坝上游淤积形态特性对水流强度的变化非常敏感,在较低强度来流下,呈接近坝体的稳定曲面斜坡,而在高强度来流下,不形成稳定淤积体;坝下游形成动态稳定的淤积斜坡,纵剖表面线呈抛物线规律,随来流强度变异程度小。     

岩石碎屑流运移堆积过程数值模拟

岩石高速远程崩滑是一种特殊的、危害性很大的地质灾害,崩滑后期形成的高速岩石碎屑流具有很高的运移能力,破坏力极强。以岩石碎屑流为研究对象,重点模拟岩石碎屑流形成后,碎屑流的运移堆积过程和最大运移堆积距离。利用二维颗粒离散元数值模拟方法,建立碎屑流二维运动堆积模型,分析了岩石碎屑流初始高度、体积、加速斜面坡度、堆积底面摩擦系数以及堆积底面地表起伏程度对于岩石碎屑流最大运移堆积距离的影响。实验结果显示:岩石碎屑流运移堆积过程体现出了碎屑流物质的离散性和流动性; 碎屑流最大堆积距离随高度、体积、斜面坡度增大而增大; 随堆积底面摩擦系数、堆积底面地表起伏程度增大而减小。