Finite element analysis of steep excavation slope failure by CFS theory

The distribution of Coulomb failure stress (CFS) change in the steep excavation slope is calculated by finite element method in this paper, and the failure mechanics under different conditions have been investigated. Comparing the CFSs before and after the slope excavation (stress loading and unloading processes), the dangerous internal zone and the most likely failure external area are attained. Given the shear cracks on the top surface while tensile stress or cracks along the toe of the slope, we analyze the high cutting-angle steep slope in Kaixian county of the Three Gorges Reservoir region. We bring forward that the peak value of CFS after excavation can reach to the order of 0.1 MPa, which is greatly higher than that of before. Our preliminary results are useful for optimizing the reinforcement structure during the steep slope stabilization engineering.     

Kinetics,Mechanistic and Thermodynamics of Zn(II) Ion Sorption: A Modeling Approach

Biosorption potential of Cedrus deodara sawdust (CDS) in terms of sorption of Zn(II) ion across liquid phase has been evaluated in the present investigation. The surface of the CDS biomass before the sorption of Zn(II) ions seemed to be more porous, non‐crystalline and heterogeneous. The maximum uptake capacity of CDS was 97.39 mg g^?1. Sorption of Zn(II) ion on the surface of CDS sawdust was maximum at pH 5, temperature 45°C, initial concentration of Zn(II) ion 100 mg L^?1, biomass dose 1 g L^?1, contact time 150 min, and agitation rate 160 rpm. Pseudo second‐order kinetics with the highest linear regression coefficient (R² = 0.99), and lowest values of error functions, i.e., chi (χ²) and sum of square errors (SSE) against pseudo first‐order rate kinetics showed that the sorption of Zn(II) ion on the surface of CDS was mediated by chemosoprtive forces of attraction rather than physical adsorption. Mechanistically, relatively higher proportion of sorption of Zn(II) ion in early phase of contact time was profoundly explained by Bangham's equation and film diffusivity (D^f). Intraparticle or pore diffusion (D_p) of Zn(II) ion inside the pores of CDS was rate limiting step at the later stage of contact time. Furthermore, the thermodynamic study on sorption of metal ion delineated the fact that the Zn(II) sorption on the surface of CDS was spontaneous, endothermic together with increased entropy at solid liquid interface.     

山地冰川流动模型探讨

近30 a来冰川动力学模型有了快速发展, 在南极、 格林兰冰盖预测中取得一系列重要成果, 对山地冰川的研究也初见端倪. 从冰川流动的力学过程出发, 利用本构方程、 理想冰川假设、 浅冰层近似(Shallow ice approximation)假设完整地推导了理想冰川流动的物理过程, 揭示了冰川流动的机理, 建立了气候变化和冰川自身重力引起的理想冰川物质和能量再分配的温度耦合三维流动模型. 结合山地冰川的冰床形态, 将理想冰川与实际冰川相结合, 使理想冰川流动模型更好地近似山地冰川的流动.     

内蒙古乌里雅斯太凹陷南洼槽坡折带粗砾斜坡扇沉积特征

斜坡扇沉积属重力流事件沉积,在我国陆相断陷湖盆中也有发育,是一种重要的相类型.针对乌里雅斯太凹陷南洼槽东部坡折带发育一套厚度大、粒级粗和相变快的砾岩体,通过精细的岩心观察,结合测井、3D地震,以及岩石分析资料等,认为该砾岩体应属于低位体系域重力流成因机制的斜坡扇沉积,并论述了研究区内的斜坡扇相带的划分,分析了其平面的相分布特征,建立了该研究区沉积相模式,为研究区岩性油气藏的进一步勘探开发提供了依据.     

具有精确色散性的非线性波浪水平二维数学模型

建立具有色散性的水平二维非线性波浪方程,方程的非线性近似到了三阶。方程以波面升高和自由表面速度势表达的微分-积分型数学方程,给出方程的数值求解方法和算例,对方程积分项的处理给出了计算方法。计算结果与Boussinesq方程模型和缓坡方程模型的对应计算结果进行了对比。     

黑河山区流域平均坡长的计算与径流模拟

 流域平均坡长是侧向流和汇流时间计算的重要参数,其会影响地表径流的计算。应用SWAT 2005和ArcView GIS 3.2集成的AVSWAT模型,对黑河干流上游山区流域莺落峡出山口径流进行模拟,发现其计算的流域平均坡长存在较大误差,进而影响到模拟结果。利用子流域内已知的平均坡度和平均坡长建立回归方程,计算各子流域的平均坡长,替换AVSWAT计算的不合理值,在保持其他参数不变的情况下,模拟的月径流纳什系数从0.60提高到0.75,模拟结果得到显著提高。敏感性分析结果和径流曲线数(CN2)的分析也间接验证了流域平均坡长修正方法的可行性。在修正流域平均坡长后,对AVSWAT模型的其他参数CN2等进行优化,模拟的月径流的纳什系数达到0.81,表明本文建议的流域平均坡长计算方法是可以应用到实际的干旱区黑河流域并取得较好模拟效果。     

西安白鹿塬北缘黄土边坡稳定的可靠度分析

在西安白鹿塬北缘实测了14个黄土自然边坡断面,建立了地质模型,通过采样测试并收集已有的测试资料,获得了各时代黄土地层的物理力学参数,将Morgenstern-Price法稳定性计算公式作为极限状态方程,分别采用Monte-Carlo法和Duncan法进行了边坡稳定的可靠度分析。结果表明:采用Monte-Carlo法和Duncan法得到的14个边坡稳定系数分别为1.11～1.41和1.09～1.33,显示这些边坡处于基本稳定—稳定状态;采用上述两种方法得到的边坡可靠指标分别为0.56～1.79和0.39～1.60,得到的失效概率分别为3.4%～29.0%和5.5%～34.8%,并且共有75%的边坡失效概率大于10%,失效可能性较大。统计结果表明:白鹿塬区边坡的坡高和坡度存在负相关性。低而陡的边坡潜在最危险滑面剪出口较高,失效概率较小;坡高达到50m及以上时,边坡高而缓,剪出口较低,失效概率较大,其中河流下切深,有N2泥岩出露的极高边坡,稳定性最差。Duncan法求解的稳定系数略小于Monte-Carlo法求得的结果,而前者求解的失效概率略大于后者,两种方法计算结果较为接近。由于Duncan法理论简单,计算量小,更宜于在实际工程中应用。     

印度尼西亚方程的改进及其在大庆长垣低孔渗储层的应用

针对大庆长垣F油层储层具有孔隙度小、渗透率低、泥质含量高、微孔隙发育、束缚水饱和度高等特点,通过理论和实验分析长垣F油层低孔、低渗储层的主要导电因素,得出泥质附加导电和束缚水导电是该区F油层的低孔、低渗泥质砂岩储层的重要导电因素.考虑束缚水和可动水导电路径不同,基于三水导电模型的推导原理,建立混合水等效电导率方程;依据该区矿化度较低和含泥高的储层特征,对适用于淡水高泥储层的印度尼西亚方程进行改进,用混合水等效电导率代替原方程中的地层水电导率,建立长垣地区F油层低孔低渗泥质砂岩含水饱和度模型.利用岩心分析数据和常规测井资料,采用多元回归法确定长垣F油层饱和度模型中的泥质体积分数、孔隙度、束缚水饱和度.利用岩电实验数据,采用最优化方法确定长垣F油层饱和度模型中的饱和度指数、胶结指数等参数.经密闭取心井含水饱和度对比和试油结果验证,建立的含水饱和度模型可用于F油层的低孔低渗泥质砂岩储层定量评价.     

深水悬臂桥墩动力特性及地震响应分析

利用ADINA中的势流体单元对一已建成的深水高墩建模,桥梁上部结构对桥墩的影响以墩顶集中质量的形式体现,分别对不同水深条件下桥墩-水体系的动力特性和地震动响应进行了系统的求解;为了检验Morison方程在深水桥墩动力分析中的有效性,将基于忽略速度力项的Morison方程的计算结果与基于势流体的结果进行了比较。研究结果表明：①水体对结构的自振频率折减影响随着水深的增大而增大,基于Morison方程得到的结构频率的影响大于势流体模型;②水深对墩顶位移的影响比加速度明显,墩底剪力受水深的影响大于其对墩底弯矩的影响;③考虑上部集中质量的影响,结构的响应会不同程度地减小;④相对于势流模型,忽略速度项的Morison方程所得到的结构动力反应略显保守。     

新疆天山北坡经济带土地利用时空变化特征研究

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM 影像解译得到的三期土地利用数据为基础,对天山北坡经济带1996-2004年土地利用数量、类型及其变化进行了分析.结果得出,前后2个4年间,天山北坡经济带林地和未利用土地是先增加后减少.在8年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地、园地、林地、水域、建设用地及未利用土地面积增加,草地面积减少.8年尺度天山北坡经济带综合土地利用动态度为12.95%.前4年综合土地利用动态度为12.83%,园地、水域及未利用土地的年变化率较大,林地的年变化率较小.后4年天山北坡经济带综合土地利用动态度为1.58%,建设用地与园地的年变化率较大,草地及耕地的变化率较小,前4年变化程度比后4年明显.最后,引入单一土地利用类型相对变化率反映出天山北坡经济带土地利用变化存在明显的区域差异.政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是天山北坡经济带土地利用变化的主要原因.