高精度测量岩石样品Ce同位素组成的TIMS方法

介绍了对岩石样品的Ce同位素组成进行高精度测量的TIMS方法.采用α-羟基异丁酸(α-HIBA) 离子交换法分离和纯化岩石样品中的La、Ce元素, Ce同位素组成和La、Ce含量测定在Triton热电离质谱仪上完成.质谱标样JMC304的138Ce/142Ce比值统计值为0.0225762±0.0000015, 与大部分文献值一致.应用该方法对USGS玄武岩标样BCR-2和峨眉山玄武岩EQB的138Ce/142Ce比值和La、Ce含量进行了分析, 其结果分别为: 0.0225572±0.0000010、25.2±0.3μg/g、55.8±0.9μg/g和0.0225755±0.0000003、54.2±0.4μg/g、117.4±1.3μg/g.BCR-2的La、Ce含量测定结果与其证书值在误差范围内一致, 其分析精度为0.001%~0.005%.所有样品的140Ce/142Ce比值测定结果统计值为7.9439±0.0002, 介于文献最低值7.941与最高值7.947之间, 可能代表了该比值的最佳估计值.      

微气候能量分析法在岩土工程分析中的应用

随气候条件而变化的边界条件的确定是岩土工程中非饱和土数值分析的一个难题。介绍了农业学中的土与大气相互作用分析中的一些应用较为广泛的方法,并采用空气动力学法和微气候能量平衡法相结合的方法确定土-气界面的边界状态,分析了法国鲁昂试验路堤的路堤填土与大气在2005年1月的能量交换,以及在此期间填土内的温度、含水率和吸力的变化,并与实测结果进行了对比。结果表明,农业学中所采用的能量平衡以及能量计算方法可以有效地应用于岩土工程非饱和土的数值分析中,解决随气候而变化的边界条件的确定问题。     

岩石疲劳损伤模型的参数估计方法研究

岩石是一种非均质的复杂地质材料,其疲劳损伤演化具有明显的3阶段发展规律。倒S型非线性疲劳累积损伤模型可以很好地描述这一规律。应用倒S型模型开展损伤计算和疲劳寿命分析的先决条件是确定出不同应力水平下的模型参数,而运用Levenberg-Marquardt法进行倒S型曲线拟合的结果表明,不用任何优化方法而随意选取参数初始值时迭代收敛到最优解的概率很低。因此,提出运用有限组合法估算初始值,即在参数可行域中均匀布点,以这些点为起始点分别实施一次Levenberg-Marquardt优化计算,取残差平方和最小的一组参数作为第2次Levenberg-Marquardt拟合计算的初始值。试验结果表明,以有限组合法估算参数初始值,Levenberg-Marquardt迭代计算总能收敛到最优解。     

软土流变的物质基础及流变机制探索

采用改进的直剪蠕变仪,研究结合水对软土流变性质的影响。在相同试验条件下分别完成了含高岭土、膨润土不同重量百分比2组烘干试样和1组砂土的流变性质测试。测试结果与近期已取得的试验成果对比分析表明,结合水是产生土样流变性质的重要因素;烘干试样的黏滞系数均比与其矿物成分相同的湿土试样的黏滞系数大,砂土试样的黏滞系数比湿黏土的黏滞系数大,即烘干土样与砂土土样流变变形阻力相对湿黏土的大,流变现象相对不明显。在试验基础上,探索了控制软土流变特性的物质基础,提出了“流变物质”概念,“流变物质”与软土的流变性质互相对应,是软土产生流变的主要物质基础,并给出了与其力学性质相适应的流变机制的软土流变特性的物理描述。     

颗粒体系中的骨架及力链网络

颗粒物质是大量离散的固体颗粒相互作用而组成的复杂体系,具有非连续和接触耗散等基本特征,其物理机制研究是近20年科学前沿之一。砂土就是典型的颗粒物质,土体中的有效应力是作用在土体骨架上的平均应力,土体变形主要来源于骨架上的颗粒位置,但对土体骨架并没有一个清晰的物理描述。近期颗粒物质力学研究认为,体系中颗粒相互接触形成的网络结构是外荷载传递路径的物理基础,可能就是土力学所指的骨架。同时还发现,较大的力通常沿着准直线的路径传递,人们常把传递较大力、与该准直线路径对应的若干颗粒组成的链状结构,称为强力链;弱力链则传递较小力。力链结构及其演变规律的描述是颗粒物质研究的核心之一。以单轴侧限压缩数值模拟为例,对比说明了土体颗粒骨架与力链结构的关系,明确提出强力链网络决定颗粒体系的宏观力学行为。     

混合料贮料仓离析现象试验研究

针对混合料生产过程中贮料仓卸料时可能出现的离析现象,通过室内小型模拟试验,观测集料从仓体流出的过程,分析流出材料颗粒组成均匀性的变化特点。结果表明,混合料贮料仓卸料时的离析现象主要是由于细料向下渗透而产生的,集料下落时,细料在自重力作用下通过空隙结构向下渗透,集料发生离析;集料粒径比、分布宽度、平均粒径等因素的变化使料仓中形成不同的集料的空隙结构,使得细料的渗透作用的发生程度不同,从而引起集料离析程度的差异。     

颗粒物质在微剪切振动下的能量耗散研究

采用改进的低频内耗仪研究了几种常见颗粒体系（沙子、玻璃珠）的相对能量耗散性质：能量耗散的振幅谱和频率谱。实验发现,振幅谱中随振幅增大形成一个能量耗散峰,而频率谱线中则观察到随着频率的增加依次出现四个能量耗散峰,对应着体系模量的四个衰减。随探针插入深度的增加相对能耗先增加后减小,出现一个能耗峰值,该峰值对应的深度为体系的临界深度。基于对颗粒体系的介观分析,提出一个流变模型来阐述流变耗散机制,结果表明摩擦在颗粒力学响应中除耗散能量外还起到增加体系弹性的作用。频率谱的分析表明颗粒中还存在另一种耗散机制：颗粒链的共振耗散。     

湖南省长株谭城市群空间组织研究

从城市群空间组织的五大要素即节点、通道、流、等级和网络出发,系统分析了湖南长株谭城市群空间组织特征.研究结果表明:在整个城市群中首位城市是长沙,长株潭城市群为核心区,次级城市包括岳阳、常德、益阳、娄底、衡阳;城市群陆路交通的分布是以长株潭为中心,向外围呈环状逐渐降低的格局.城市群空间要素成集聚形式,且要素分布具有明显的空间指向性,即向长株潭核心区集聚.城市群已经形成较为成熟的规模等级体系.最后提出了城市群空间组织优化的基本思路.     

天山南坡科其喀尔巴西冰川消融估算

能量平衡模型是目前估算冰川表面消融最准确的方法之一.利用科其喀尔巴西冰川野外气象和消融观测数据,结合1:5万地形图,对不同坡向和坡度格点上总辐射和净辐射进行了地形校正模拟,并采用空气动力学法对冰面感热和潜热进行了计算,最后对冰川表面消融进行了模拟.结果表明,模拟小时总辐射和实测值存在较好的一致性,二者相关系数为0.85,而净辐射模拟效果较差.消融模拟值大体反映了实际的消融值,平均误差为2.9mm w.e/day,均方根误差为4.2 mm w.e/day,且模拟值一般略大于观测值,距离自动气象站较近的花杆模拟相对误差较小,随着花杆距离冰面自动气象站距离的增大,模拟相对误差呈增加的趋势.     

地下水环境平衡的理念在高水压隧道设计中的应用

将维持地下水环境平衡的设计理念应用于高水压隧道的设计中。对设计中防排水参数和抗水压衬砌计算方法进行了探讨。以梨树湾隧道为实例介绍了具体设计方法。该隧道施工结果表明：应用地下水环境平衡的理念设计高水压隧道,对于保护环境、降低隧道造价、加快施工速度都是合理、安全和有效的。