汶川地震北川县城地表断层破裂特征

2008年5月12日四川省汶川8.0级地震是由于青藏高原的挤压应力在龙门山断裂集中释放.北川位于龙门山断裂的北段,野外考察结果表明,在主断裂方向北川县城可观测到两条断裂,并且产生了明显的地表破裂,走向均为北东30°～50°,主断裂方向地表破裂约10 km,具有明显挤压逆断层特征,上盘以60°～80°高角度向北东逆冲,断层垂直位移量3～4m,水平位移量0～2 m.主断裂的地表破裂集中位于两个地层的不整合面上,上盘为寒武系细砂岩、砂页岩,下盘为泥盆系白云岩、白云质灰岩.另外在北川县城北部发现次级断裂一条,走向北西30°,地表破裂长度约4 km,表现为正断层特征.这些破裂都直接或间接受地下深部构造的控制.     

武汉某深基坑工程变形数值模拟与现场监测的对比分析

为保证深基坑工程的稳定性和安全性,掌握深基坑支护结构及土体的变形规律尤为重要。以武汉某深基坑工程为研究背景,利用MIDAS/GTS三维有限元软件对基坑开挖过程中三种工况下基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移及基坑外地表土体沉降变形特征进行了数值模拟,并与现场实际监测数据进行了对比分析。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移、基坑外地表土体沉降量越来越大,需要在施工过程中注意及时处理;模拟曲线与现场实际监测曲线的形状和变形趋势基本吻合,验证了数值模拟结果的合理性,对类似基坑工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

2013年4月20日芦山7.0级地震发震构造及地震地质灾害特点

芦山地震是龙门山断裂带南段的一次破裂,其性质为角度较低的逆断层,破裂未通到地表,没有形成连续而规模显著的地震断层,但存在断续的地表形变,如公路10~20 cm的垂直位移等,显示地壳缩短及次级构造的微弱变形。本次地震形成了滑坡、崩塌、地裂缝、砂土液化等地震地质灾害。除了同震形成的滑坡和崩塌,震动和变形造成岩土体的松动和不稳定,震后地质灾害成为灾区潜在的威胁。     

交叉隧道在不同夹层土体厚度下的地震响应分析

基于FLAC3D软件,采用数值模拟的方法,对在不同夹层土体厚度及不同峰值加速度情况下,交叉隧道的地震动力响应进行研究,得出了交叉隧道结构的地震动力响应规律。结果表明:上层隧道的相对水平位移差明显大于下层隧道的相对水平位移差。上层隧道地震应力反应大于下层隧道的地震应力反应。随着夹层土体厚度的增大,衬砌结构的加速度、位移和应力略有变化但总体变化不大,并得出0.5 D～2 D(D为隧道外径)的厚度为较理想的夹层土体厚度,此时加速度、位移和应力总体较其它偏于安全。此结论为穿越既有隧道的交叉隧道工程选线和穿越深度提供重要的理论参考依据。     

逆断层作用下大口径薄璧管道安全性分析

针对逆断层错动易导致大口径薄壁埋地管道受压发生屈曲失效的问题,基于土弹簧壳耦合模型,考虑管土材料非线性及几何非线性,分析逆断层错动作用下大口径薄壁管道的力学响应,结合大口径薄壁管道的结构特点,研究了断层位错量变化时管道截面椭圆化变形与应变分布规律.研究表明,断层位错量较大时,大口径薄壁管很快进入非线性状态;在断层错动作用下,管道不仅会产生弯曲变形,而且截面会产生椭圆化变形;大口径薄壁管抵抗逆断层压缩载荷的能力较弱,设计中应尽量避免让管道受压.研究所得结论可用于大口径薄壁管道抗灾设计与防治措施制定.     

基坑外设隔离桩参数对近邻既有地铁隧道变形的影响

隔离桩作为常见的施工变形控制措施在保护周围敏感和重要建(构)筑物等方面发挥了重要的作用,其相关设计参数对邻近建(构)筑物变形的影响研究具有重要意义。依托武汉市华中科创产业园基坑工程,采用正交试验设计方法,以隔离桩的布置位置即桩隧距离、桩间距、桩长和桩顶埋深为影响因素,分析隔离桩不同设计参数对基坑邻近既有地铁隧道水平位移、地表沉降和基坑围护桩后深层土体水平位移的影响。结果表明:隔离桩靠近隧道或靠近基坑布置时均能减小邻近既有地铁隧道的水平位移,为减小对邻近地铁隧道运营安全的影响,宜选择靠近基坑布置隔离桩;隔离桩的布置位置即桩隧距离对邻近既有地铁隧道水平位移、地表沉降和基坑围护桩后深层土体水平位移的影响程度最大,隔离桩的桩间距、桩长和桩顶埋深对其的影响不显著。该研究结果可为类似工程隔离桩设计提供参考。     

基于MODIS和CALIOP卫星遥感数据的气溶胶光学厚度与海洋初级生产力相关性

利用2003~2014年的MODIS和2009~2014年的CALIOP卫星遥感数据产品,分析了我国华北地区(32°N~42°N,112°E~121°E)气溶胶光学厚度和西北太平洋部分海域(40°N~50°N,150°E~180°E)海洋初级生产力的时空分布,并研究了二者之间的相关性.结果表明:我国华北地区气溶胶光学厚度具有年季周期性,在每年的6、7月达到峰值;西北太平洋初级生产力同样具有年季周期性,在每年的8、9月达到峰值;从华北地区到西北太平洋,在5、6月可以发现比较明显的气溶胶传输通道,高空风场也与之对应;通过对长时间序列数据进行时滞相关性分析,发现华北地区气溶胶光学厚度与滞后其1~2个月的西北太平洋初级生产力有较高相关性,相关系数在0.7-0.8(通过a=0.05的显著性检验)之间.但其中存在滞后时间短相关系数低的海域,可能是受到洋流输送的影响.     

汶川地震产生的应变场和位移场

2008年5月12日汶川地震明显改变了区域地震的应变场.理解这种应变场的改变对周围断层构造加载进程和区域地震危险性的改变非常重要.本研究以汶川地震的破裂为驱动源,计算了该地震在近处造成的位移场和应变场.结果表明:该地震使得水平位移场断层南端的近乎东向运动逐渐转变为断层北端的东北向运动.震源附近有米级的位移量级.垂直分量与该地震的震源机制一致,西北盘上升、东南盘下降.断层附近的最大剪应变达3.2e-5,并随距断层的距离很快衰减.平均应变显示断层南部和中部主要表现为压缩,北部表现为拉张.     

波浪-地震对海底管道垂直弯曲段力学状态的影响研究

考虑波浪力和地震波载荷的影响,通过载荷和约束简化推导穿越强震区海底管道在波浪载荷和地震波载荷作用下的运动方程和状态方程,进而得到海底管道垂直弯曲段应力和轴向应变的影响因素;通过数值计算对海底管道垂直弯曲段强度随剪切波速、管径、壁厚、弯管角度及海底土体性质的变化规律进行研究。结果表明:在地震波和波浪力共同作用下,海底管道垂直弯曲段最大应力出现在弯管下部位置;同一工况下波浪载荷比震波荷载对管道垂直弯曲段最大轴向应力的影响更大;实际海底管道设计时应优先采用大直径、大壁厚管道,管道垂直弯曲段弯管设计角度不大于30°。研究结果为特定区域现场施工提供了技术支持,对海底管道设计中的选管、几何形状优化提供科学依据。     

基于SHALSTAB模型的地质灾害易发性动态评价

为解决东部沿海地区台风暴雨型地质灾害易发性问题,基于浙江飞云江流域地质灾害调查成果,利用频率比及信息量模型选取相对高差、坡向、坡形、工程地质岩组、断层、地表覆盖类型、稳定性(SHALSTAB模型)7个背景因子,采用层次分析法确定各因子权重,考虑无降雨和百年一遇极端降雨两种工况,运用综合指数法对浙江飞云江流域进行地质灾害易发性评价。结果表明:该模型是致灾土体分布区定量模型和基岩区统计模型的结合,符合该区域成灾规律。考虑极端降雨因素后,易发等级逐次增加,高易发区面积增加84%,中易发区面积增加42.8%,可实现地质灾害易发性在不同工况下的动态评价。     

气溶胶在不同倾角裂隙中穿透率研究

为研究气溶胶在自然界不同倾角岩体裂隙中的穿透率,对理想模型进行了理论分析计算,并在实验室用钢板制做模拟裂隙置于不同角度进行实验。结果表明:实测值与修正后的理论计算值吻合较好,对于有一定倾角的规则尺寸岩体裂隙可以通过修正后的理论计算公式得到气溶胶在其中的穿透率;随着水平倾角的交替改变(-90°~90°),气溶胶穿透率呈现周期性变化,随着相对角度(0°~90°,0°~-90°)的增加,气溶胶穿透率明显上升,且大粒径粒子尤为明显,小粒径粒子受角度影响较小;随着侧面倾角增大(0°~90°),气溶胶粒子穿透率逐渐上升(尤其是大粒径气溶胶粒子);裂隙呈水平状态时,气溶胶在其中的穿透率最低。裂隙倾角变化,对小粒径气溶胶粒子穿透率影响不大,对大粒径气溶胶粒子穿透率影响较为明显。     

应用磁异常信号监测填埋体位移的技术研究

在比较填埋场内部位移监测方法的基础上,提出利用增强填埋场内目标体所产生的磁异常信号(磁通量密度,以ΔT计)观测填埋体位移的方法. 建立正演模型,研究目标体磁异常信号的理论曲线变化特征及其在不同环境条件下的信号变化规律. 对ΔT实测值分析表明,填埋场环境背景值(-100～100 nT)并不会掩盖特征目标体磁异常信号的最大理论值(724.31～2 804.24 nT),确定了该方法的可行性. 模拟表明,在规定目标体大小、磁化强度的条件下,当目标体埋深为1～2 m时,其水平位置定位误差≤0.02 m,竖直位置定位误差≤0.09 m,证实了磁测定位方法具有良好的应用前景.      

应用高密度电法探测北京南口-孙河隐伏断裂

举例说明了高密度电法在北京南口-孙河活隐伏活动断层勘测中的应用,展现高密度电法在断层定位中的广阔应用前景。简单介绍了高密度电法的基本原理。视电阻率异常剖面揭示南口-孙河断裂为正断层,北东盘上升,南西盘下降,推测断裂倾角60°～68°。视电阻率异常剖面与钻孔资料对应较好,并与钻探资料分析的断裂活动特性基本吻合。     

北京平原区夏垫断裂的多源遥感影像特征

1679年9月2日三河—平谷8.0级地震在地表形成总体走向N40°~45°E,倾角60°~70°,长达10 km的破裂带。该文采用Landsat-8、SPOT-5、SAR、GDEM、Google Earth多源遥感影像研究夏垫断裂的遥感影像特征。利用ERDAS软件,对Landsat-8影像按7∶4∶2依次为R、G、B分量作彩色合成增强处理,突出影像的线性构造特征;对Landsat-8和SPOT-5影像、Landsat-8和SAR影像分别进行融合处理,丰富影像的光谱信息;对GDEM与SPOT影像进行三维叠加,突出影像的三维特征;对SAR影像进行斑点压缩、方向滤波处理,突出影像平行断裂方向的线性特征。文中分析、对比了Google Earth和SPOT-5影像上地震陡坎的特征,陡坎在SPOT-5影像上表现较明显,但在影像上表现不出较低陡坎,同时,在两种影像上容易将绿色植被、狭窄道路或其它地物误认为陡坎;SAR滤波后的影像表现出暗色的线性条带;Landsat-8和SAR融合后的影像表现出较宽的异常条带,该条带指示断裂带所在位置。     

斜面结构上二维冰力计算模型的物理模拟实验研究

介绍了应用模型冰进行45°、60°、75°斜面墙冰作用力模拟实验装置、安装和结果，描述了冰排在不同倾角结构前的冰排破碎过程，以45°倾角结构的水平和垂直冰力-时间曲线分析作用力过程，并统计了各实验的冰力特征值。利用这些实测冰力与二维理论计算冰力的比较阐明该理论模型在浅水条件下应用的可行性，并用水平冰力同垂直冰力比值分析碎冰堆积对冰力的影响。     

南京城区上空大气一氧化碳的观测分析

利用南京大学城市大气环境观测站(32°03′20″N,118°46′32″E)2011年1~12月一氧化碳(CO)连续观测资料,分析南京市CO浓度变化特征;利用后向轨迹模式和聚类分析方法研究影响南京市的主要气团及其化学性质;基于MOPITT资料分析南京市CO的垂直分布.研究表明,南京市CO的年均浓度为(757.5±410.5)×10-9.CO浓度具有明显日变化特征,早上8:00浓度最高,下午16:00浓度最低.CO日变化具有季节差异性,春季最为明显,夏季幅度最小.一周之中CO在周五的浓度最高.CO存在明显季节变化,冬季1月浓度最高,夏季6月浓度最低.HYSPLIT4把影响该观测站的主要气团分为6类,其中来自江苏南部、浙江、上海的气团的污染物浓度最高,对南京市CO浓度贡献最大;源于西伯利亚高原,伴随强冷空气迅速向南移动的气团对南京市CO贡献最小.卫星数据分析结果表明,南京市夏季CO的垂直分布与其他3个季节有较大差异.与地面观测站相比,卫星反演的CO地面浓度要明显偏低.     

Spatial variations of Pb in the vertical zone of the soil-plant system in the Changbai Mountain National Nature Reserve

The characteristics of vertical and horizontal variations of lead element (Pb) in soil-plant system of vertical zone in Changbai Mountain National Nature Reserve(CNNR)were studied.The results showed that Pb concentrations in soils of vertical zone are all above 25mg/kg,and the average Pb concentration of each soil zone negatively correlates its degree of variation,i.e.brown coniferous forest soil zone has the lowest average Pb concentration of four soil zones,and the highest horizontal variation;however,mountain soddy forest soil has the highest average Pb concentration,and the lowest horizontal variation;the average concentration of plant Pb of each plant zone is lower than the worldwide average level of Pb in plant(Clarke),respectively,and plant Pb content order is consistent with soil Pb content order,but their horizontal variations are different from those in soil zones,the variation of mountain tundra forest zone is highest,but Betula ermanii forest zoner the lowest.Vertical variation of plant Pb is obviously higher than that in soils with variation coefficient of 89.76%;the enrichment capability of plant for Pb is depended on the plant types and the different organs of plant;parent material and parent rock,pH values,soil organic matter and soil particle fraction etc.are the main factors influencing variations of Pb contant in soil-plant system of vertical zone in CNNR.     

湿法烟气脱硫喷淋塔的阻力特性研究

以装配有自行设计的湍流装置的冷态喷淋塔为研究对象,考察了气速、喷淋量、液气比(L/G)、湍流装置垂直和水平间距对其阻力特性的影响。结果表明,当湍流装置结构形式一定时,喷淋塔的湍流层阻力(ΔP)均随气速、喷淋量和L/G的增大而增大;当气速、喷淋量、L/G一定时,湍流层阻力均随湍流装置垂直与水平间距的增大而减小。当气速、喷淋量、L/G、湍流装置垂直与水平间距分别为2.0 m/s、100 m~3/h、10 L/m~3、120 mm、120 mm时,湍流层的最小阻力为0.14 kP a;而当气速、喷淋量、L/G、湍流装置垂直与水平间距分别为3.6 m/s、240 m~3/h、25 L/m~3、90 mm、100 mm时,湍流层的最大阻力为0.62 kP a。对实验数据进行多元线性回归分析,得出该喷淋塔湍流层阻力的经验公式为ΔP=0.000 46V ~(0.724)Q~(0.930)D~(-1.860)f~(-5.480),其拟合优度与显著性良好,对工业应用具有一定的理论指导意义和实际参考价值。     

城市地面停车场透水铺装使用分析——以南京市为例

南京市在城市化的进程中,各项城市建设使得原先的土壤表面日益被不透水铺装所覆盖,从而引发了一系列环境问题.其中,最受关注的是由于地表径流系数增大而导致的雨水径流量的增加.解决这一问题的关键是在城市建设中因地制宜的选用透水铺装,以控制城市不透水地表的蔓延.现代城市的重要交通设施之一--地面停车场,由于使用的特殊性,是一个可以采用透水铺装的典型区域.根据分析,对南京市地面停车场采用透水铺装能够有效减轻雨水径流量和污染物的排放量,在一定程度上起到优化城市环境的作用.因此,应将地面停车场作为南京市推广透水地表的一个开端,并逐渐带动城市其它区域透水铺装的使用.     

土层分层厚度对场地地表地震动参数的影响

以江淮地区典型场地资料为原型,选取不同的土层分层厚度,构造多种场地土层计算模型,选择Taft、Kobe和El Centro三条强震记录作为地震输入,采用一维频域等效线性化波动方法分析了分层厚度对场地地表地震动参数的影响。研究表明:土层分层厚度对场地地震动参数存在影响,主要表现为采用较大分层厚度计算得到的地表峰值加速度A_(max)和反应谱特征周期T_g相对偏低,应采用尽可能小的土层分层厚度;分别采用1.0m和2.0m分层厚度计算得到的地表加速度反应谱形状基本重合,A_(max)和T_g也基本一致,最小选取2.0m土层分层厚度可以满足工程精度的要求。