组合煤岩冲击倾向电荷判据试验研究

针对深部煤层冲击倾向指标评价冲击危险出现的差异现象,开展了煤、岩石和组合试样冲击倾向指标试验研究,对组合煤岩试样破裂过程的电荷信号进行监测。试验结果表明:顶、底板岩石对煤体的冲击倾向有显著影响,岩石厚度越大,冲击倾向指标越高;组合试样破裂过程的力-电荷变化具有一致性,冲击倾向性强的组合试样,其应力强化直至破坏阶段的电荷信号幅值相差显著。由此提出了组合煤岩峰后电荷变化率冲击倾向判据。回采面的电荷监测表明,冲击危险发生过程获得的电荷变异系数迅速升高和衰减以及试验获取的峰后电荷变化率的量化分析结果相一致,从而验证了峰后电荷变化率作为冲击倾向判据的正确性,为形成深部开采条件下组合煤岩冲击危险及发生几率的电荷预测方法提供了试验指导,为煤岩体失稳破坏预测、矿井动力显现预警提供了试验依据。     

近断层地震动的频谱周期参数和非平稳特征分析

分析地震动的频谱周期参数和频率非平稳特征,是地震危险性分析和结构抗震设计的重要内容.本文对近断层地震动记录按照不同的运动特征分组,进行了Hilbert-Huang变换分析.结合相关的定义得到了表征地震动频谱特性的7个周期参数,包括:Fourier幅值谱平均周期Tm、Hilbert边际谱平均周期Tmh、特征周期Tc、卓越周期等,并计算了地震动的Hilbert谱瞬时频率时程变异系数.计算结果表明,从整体上把握地震动频谱特性的三个周期参数Tm 、Tmh 和Tc适合于表征近断层地震动的频谱成份.近断层地震动的频率非平稳特征显著,Hilbert谱瞬时频率变异系数良好地反映了地震动的频率非平稳性质和程度.而且,考察了近断层地震动运动特征对地震动频谱周期参数和频率非平稳性的影响.     

降雨条件下考虑饱和渗透系数变异性的边坡可靠度分析

土体饱和渗透系数表现为天然的变异性,为此基于Green-Ampt模型建立了考虑饱和渗透系数变异性的降雨入渗物理模型,并藉此模型确定了坡体湿润锋深度和含水率分布。然后结合无限长非饱和土边坡稳定模型得到解析形式的反映边坡稳定性的极限状态函数。采用Monte Carlo法对饱和渗透系数进行随机抽样并最终建立降雨条件下考虑饱和渗透系数变异性的边坡概率分析框架。针对一假想边坡,探讨了饱和渗透系数的变异系数、降雨持时和降雨强度对边坡破坏概率以及破坏发生时间概率分布的影响,结果表明：在降雨初期,边坡的破坏概率随饱和渗透系数变异性的增强而逐渐增加,但随着降雨的持续,破坏概率开始随变异性的增强而显著降低;滑坡最可能发生时间的大小并不受饱和渗透系数变异性的影响,而是直接取决于降雨强度;滑坡最可能发生时间所对应的概率却随变异性的增强而逐渐减小。     

岩体结构面各向异性变异系数的尺寸效应研究

岩体结构面的各向异性与尺寸效应特征对其力学性质影响较大,综合考虑两者之间的相互关系对工程岩体稳定性评价具有重要意义。全面分析不同尺度结构面的各向异性分布,提出考虑正交方向三维形貌参数的各向异性变异系数AVC3D。通过渐进覆盖法统计4组天然岩体结构面10种不同采样尺寸的各向异性变异系数及其尺寸效应规律。结果表明:各向异性变异系数均随结构面尺寸增大而减小至定值,其与结构面尺寸具有较好的负对数函数关系;通过归一化处理,各向异性变异系数与结构面尺寸呈现较好的线性函数关系,表明各向异性变异系数具有分形结构,分维数D可以实现其尺寸效应的规律统计。该方法揭示了影响结构面形貌特征方向性变化的最大有效倾角?*_max和粗糙系数C的增长幅度会随采样尺寸增大趋于稳定的变化机制,体现了当结构面达到各向异性尺寸效应的阈值后,会呈现出稳定的各向异性规律。     

作物发育期积温计算方法及其稳定性

以山西介休农业气象试验站冬小麦京冬6号从出苗至三叶期为研究对象,比较3种模式的计算方法,分析期间日均温及积温与发育天数的关系,得到冬小麦在此期间发育期天数变化幅度最大。3种模式得到的有效积温变异系数都大于活动积温,活动积温中又以模式2稳定性最大。建议以模式2计算活动积温来模拟冬小麦出苗至三叶期的模拟。从统计角度分析,日均温与发育天数存在显著的线性负相关关系,但以日均温模拟发育进程是不准确的。模式3对温度的订正方法会产生日均温和积温偏离现象,日最高气温或最低气温高于上限温度时,订正结果将低于实际;日最高气温或最低气温低于上限温度时,订正结果将高于实际。作物模型中计算日均温和积温时,不宜采用模式3的订正方法。     

基于变异系数权重的灰色关联投影法在水质评价中的应用

运用灰色系统理论和矢量投影原理,提出了灰色关联投影法,介绍了该方法的基本原理,给出了灰色关联投影角、灰色关联投影值等基本概念,总结了该方法进行系统分析的一般步骤。并将其应用于区域水环境质量综合评价当中,结果表明：该方法对于水质评价是有效可行的。     

基于多重分形的表层土壤中重金属元素来源分析——以海南省琼海市为例

分形与多重分形已逐渐渗透到环境地球化学调查与评价领域,通过分形与多重分形方法、结合变异系数和富集系数,初步探讨了海南省琼海市表层土壤中重金属元素的来源。结果显示,研究区表层土壤中Pb元素的高含量区明显与琼海市南部地区几大农场的分布密切相关,显示Pb可能受人为因素影响强烈,As的富集可能来源于农业活动,Ni的富集主要来源于成土母岩的风化,其他元素受到后期人类活动影响较小或基本未受影响。     

一种新的区域地球化学图示方法─—移动变异法

在评述运用方差及均值成图的基础上，提出了新的区域地球化学图示方法即移动变异法，并应用实例说明了该方法的实用效果。     

地震活动涨落、自组织结构和大震临界状态的统计特征

根据非线性动力学理论、运用概率论与数理统计方法,对非平衡地震发生系统的空间分布状态进行了研究。提出用空间变异系数δV判断涨落类型:凝聚集、群集、泊松型和均匀点阵分布。从整体观点综合应用各统计量即协方差μ11、非负量I(x,y)、联合信息熵H(x,y)、离散度σ和δV,对非平衡系统的群体空间自组织结构和临界状态的统计特征做了进一步的探讨。根据首都圈公元前231年～2003年M≥434地震活动及其和华北不同范围ML≥3.0地震活动涨落的统计分析认为,μ11≈0,I(x,y)>0,高H(x,y)值,低σ和δV值是强震和大震发生的自组织空间结构和临界现象的基本特征和必要条件。同时对地震空区、条带、前兆性震群及前震等前兆现象成因提出了新的观点和统计解释,并得出结论:仅当一个远离平衡态的系统(区域)有足够的随机性而又非泊松型涨落时,系统的突变(大震)是不可逆转的。     

按单桩极限承载力设计复合桩基方法的可靠度分析

从按单桩极限承载力设计复合桩基的总安全度方法出发，运用可靠度理论，结合工程实例，建立了用该法确定的承载力极限状态方程，进行了可靠度分析与验证。对抗力及各基本变量的敏感性、设计参数不同组合时的安全系数与可靠度指标的关系进行了全面的分析，研究了天然地基承载力满足率ψ的合理取值范围，证实了天然地基满足率ψ≥0.5的必要性。