DGZ-1多功能共振柱常规试验可靠性分析

针对新研制的多功能共振柱讕验机常规土类试验,发展此类仪器的试验可靠性分析理论,建立一套检验自身可靠性的分析方法傌技术,包括试验误差分析、试验定量考核、土工试验等多种技术手段。首先建立了共振柱仪动剪切模量误差、应叐误差和阻尼比误差的分析公式,得到了几种主要影响因素及其对试验误差影响程度的新认识。同时,通过若干已知动剪切模量且频率和土频率相接近的钢杆和铝杆试件的自振和共振试验,定量上验证该仪器常规试验结果的可靠性;通过砂土和原状粘土常规试验,定性上检验土工试验结果的合理性。通过对新研制的多功能共振柱试验机的常规试验功能进行可靠性的自身检验,所有试验结果是令人满意和可靠的,结果符合现有规律的认识。     

高压电脉冲破岩试验装置的研制

高压电脉冲破岩钻进在国际上被认为是一种在深部钻探中具有广阔发展前景的破岩方法,但在国内研究还很少。本文设计制造了一套高压电脉冲破岩试验装置,包含伺服电动缸、控制柜、岩石容器等部件,试验装置配套了?60 mm和?100 mm的电脉冲钻头,可选择手动或自动加压放电破碎岩石。在放电电压为120 kV、放电频率为1 Hz的条件下进行了红砂岩等岩石的钻进试验,实现了60 mm口径的钻进碎岩。试验结果表明,该装置能满足电脉冲破岩试验的基本要求,可用于电脉冲碎岩室内研究。     

Climate Change of 4°C Global Warming above Pre-industrial Levels

Using a set of numerical experiments from 39 CMIP5 climate models, we project the emergence time for 4°C global warming with respect to pre-industrial levels and associated climate changes under the RCP8.5 greenhouse gas concentration scenario. Results show that, according to the 39 models, the median year in which 4°C global warming will occur is 2084. Based on the median results of models that project a 4°C global warming by 2100, land areas will generally exhibit stronger warming than the oceans annually and seasonally, and the strongest enhancement occurs in the Arctic, with the exception of the summer season. Change signals for temperature go outside its natural internal variabilities globally, and the signal-to-noise ratio averages 9.6 for the annual mean and ranges from 6.3 to 7.2 for the seasonal mean over the globe, with the greatest values appearing at low latitudes because of low noise. Decreased precipitation generally occurs in the subtropics, whilst increased precipitation mainly appears at high latitudes. The precipitation changes in most of the high latitudes are greater than the background variability, and the global mean signal-to-noise ratio is 0.5 and ranges from 0.2 to 0.4 for the annual and seasonal means, respectively. Attention should be paid to limiting global warming to 1.5°C, in which case temperature and precipitation will experience a far more moderate change than the natural internal variability. Large inter-model disagreement appears at high latitudes for temperature changes and at mid and low latitudes for precipitation changes. Overall, the inter-model consistency is better for temperature than for precipitation.     

可替换式桥梁横向防落梁限位装置抗震性能研究

针对目前桥梁结构横向防落梁限位装置损毁后修复困难的问题,提出一种新型的带可更换耗能段的桥梁横向防落梁限位装置。分别以可更换耗能段的腹板厚度、腹板高度及安装位置等为参数,采用有限元软件ABAQUS建立了10个不同参数的装置模型并对其开展拟静力仿真试验,探讨其工作机理,验证其可更换的设计思想并剖析其破坏机理,研究各参数对装置滞回曲线、承载力、延性和耗能能力的影响规律。结果表明:该装置可通过先可更换耗能段破坏再竖板破坏达到多道设防和分级耗能的目的,且整个加载过程中装置的滞回曲线饱满、稳定、无明显捏拢,表现出良好的耗能能力;随着可更换耗能段腹板厚度的增加,装置屈服承载力、极限承载力、屈服位移、极限位移以及延性系数逐渐增大,耗能能力逐渐增强;可更换耗能段高度对装置屈服承载力影响不显著;随着可更换耗能段高度的增加,装置极限承载力逐渐增大,装置屈服位移先增大后减小,装置极限位移整体呈下降趋势,装置的延性系数和耗能能力逐渐减小;可更换耗能段的安装高度对装置屈服承载力和耗能能力的影响无统一规律,但与装置的屈服位移、极限位移及延性系数成负相关。基于本析结果,建议装置在满足承载力要求的前提下,应尽量选取可更换耗能段腹板厚度较厚、高度较小和安装位置较低的参数进行设计。     

岩溶塌陷光纤传感试验装置的标定试验

根据岩溶土洞(塌陷)变形演化特点,分析土体与传感光纤之间的力学关系,简化塌陷力学模型,加工塌陷模拟试验装置并进行试验。首先通过对光纤加载和卸载来模拟土洞形成过程顶板荷载的变化及分析传感光纤相应的变形和轴向应变特点,然后研究了土洞规模变化对光纤传感监测的影响。研究表明:在土洞形成过程中,因土洞规模和上覆土层荷载不一而导致的应力场的分布变化,以及不同光缆对应力场变化响应灵敏性的差异,是影响分布式光纤传感技术在岩溶土洞中应用的关键因子。文中所标定的光纤传感试验装置能较好地显示岩溶土洞形成演化过程中的应变变化特征,说明分布式光纤传感技术可应用于岩溶土洞的监测预警。      

ZHDN-SDR 150A型高频声波钻机设计

文章主要介绍了ZHDN-SDR 150A 型高频声波钻机设计及其验证测试,为该钻机应用于污染场地调查和治理提供理论依据和技术指导。论文阐述了钻机总体设计思路及主要性能参数指标,系统分析了高频声波动力头、钻机主体、配套钻具结构设计及其技术创新。该钻机在两种不同地层进行了验证测试,各项测试指标均达到设计要求。将验证测试结果与国内外同类钻机对比表明,ZHDN-SDR 150A型钻机主要性能参数与关键装置已处于国内先进和国外并跑水平。该型钻机在振动频率、地层适用性、钻具使用寿命等方面优势显著,但是存在过高温度运行条件下钻进效率降低、智能自动化水平不足的问题,需进一步研发耐高温强硬度新材料和改进远程无线操控系统。     

Stress Measurement by Overcoring at Shallow Depths in a Rock Slope: the Scattering of Input Data and Results

This paper describes a field experiment of stress measurement using the overcoring method performed in a rock slope, called Rochers de Valabres (located in France’s Southern Alps Region), a field laboratory site prone to rockfalls. Six measurements were conducted at shallow depths from the surface, moving deeper along a sub-horizontal borehole. The experiment was conducted in heterogeneous and anisotropic gneiss, with the overcored rock elastic properties, as evaluated by biaxial and uniaxial tests, being widely scattered. Since stress calculations are sensitive to all input data uncertainties, strain inversion was, thus, performed using an experimental device and Monte Carlo simulations. The experimental device allows the assessment of rather broad confidence intervals for both stress magnitude and orientation. The results indicate that the stress state in the surface area is quite heterogeneous and may be correlated with topography. The measurements show a nonlinear stress distribution with distance to the free surface, along with high values of principal stresses, despite the vicinity of the surface. Although influenced by local topography, orientations of the principal computed stresses are characterized by a high turnover due to local heterogeneities. The results are roughly in accordance to a 2D finite element model of the site.     

新型磁选装置的研制及其应用于分离超贫磁铁矿中的磁性铁

磁性铁是超贫磁铁矿勘查中的基本分析项目之一,为准确测定磁性铁的含量,首先需要实现磁性铁的定量分离。目前常用的手工内磁选法由于所用磁铁的有效磁场强度难以保证,而且受人为操作的影响较大,导致分析结果的重现性差。本文应用50 m L滴定管、电磁铁和三相异步电动机,研制了一种新型磁选装置——电磁式磁性铁分选装置,实现了超贫磁铁矿中磁性铁与非磁性铁的定量分离,结合重铬酸钾容量法建立了超贫磁铁矿中磁性铁的分析方法。在选定的磁选条件下(电流2.5 A,磁选管运动频率40 r/min,磁选时间5 min)分析铁矿石标准物质,磁性铁的测定值与标准值的相对误差小于1.0%;分析采自实际矿区的超贫磁铁矿样品,磁性铁的测定结果与手工内磁选法一致,且相对标准偏差(RSD,n=5)小于1.0%,优于手工内磁选法的精密度。本方法采用的电磁式磁性铁分选装置有效地控制了磁场强度的强弱,避免永磁铁出现磁损失,同时可以量化磁性铁分离的参数,提高了磁性铁的分析精度。     

冀北金台子盆地早白垩世酸性火山岩地球化学、锆石年代学及其地质意义

华北克拉通在中生代以来遭受了显著破坏。前人的研究对克拉通破坏的机制和峰期取得了较大共识, 但是关于克拉通破坏的启动时间一直存在争议。本文通过对冀北金台子中生代盆地构造特征及其填充的火山岩地球化学和年代学进行分析, 为华北克拉通破坏启动时间提供新的约束。研究表明, 金台子盆地为一伸展断陷盆地。盆地呈北东-南西向展布, 东侧被正断层控制, 西侧为地层超覆边界。盆地内自下而上发育后城组、白旗组、啕北营组、九佛堂组火山-沉积组合。后城组是一套稳定的河流相红色砂砾岩沉积地层;白旗组和啕北营组主体为巨厚层流纹岩、流纹质凝灰熔岩, 局部夹安山岩和火山碎屑岩;九佛堂组是一套以砾岩、砂砾岩等为主体的碎屑岩。地球化学分析表明金台子盆地中发育的酸性火山岩源于地壳重熔。锆石U-Pb年代学研究显示, 金台子盆地内流纹岩自约145 Ma开始广泛喷发并形成巨厚层的酸性火山岩地层, 表明此时在华北北缘地区的岩石圈减薄和破坏可能就已非常剧烈, 据此华北克拉通在其北缘的破坏至少应早于145 Ma。     

孙吴地区中侏罗世白云母花岗岩的年代学与地球化学:对蒙古-鄂霍茨克洋闭合时间的限定

本文对孙吴地区白云母花岗岩行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,确定其形成时代、岩石成因,从而揭示区域构造背景。孙吴地区白云母花岗岩中的锆石均呈半自形-自形,振荡生长环带明显,暗示其岩浆成因。测年结果显示,白云母花岗岩形成于168Ma,为中侏罗世岩浆事件的产物。岩体具有高硅(Si O2=74.61%~80.16%)、富铝(Al2O3=10.59%~13.90%)、贫铁(Fe2O3=0.11%~0.3%)等特征,在化学上属于准铝质-过铝质(A/CNK=0.97~1.13)系列。孙吴地区白云母花岗相对富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSEs)。锆石的εHf(168Ma)=+7.53~+11.66,二阶段的模式年龄(tDM2)变化于595~966Ma之间。上述特征表明,孙吴地区中侏罗世白云母花岗岩的岩浆起源于新增生加厚陆壳物质的部分熔融。结合在大兴安岭与小兴安岭衔接地区变质杂岩和冀北-辽西地区区域性地层不整合面的存在,表明大兴安岭西坡-冀北-辽西地区中侏罗世经历了一次与蒙古-鄂霍茨克洋闭合有关的陆壳加厚过程。因此,研究区内中侏罗世白云母花岗岩的形成应与蒙古-鄂霍茨克洋闭合过程中的陆-陆碰撞作用有关,而与古环太平洋向欧亚大陆的俯冲作用无关,其形成时代也限定额尔古纳地块西北部蒙古-鄂霍茨克洋的闭合时间应为中侏罗世。