软土地区高墩梁桥抗震支座选型及横向约束构造研究∗

为了研究软土地区地震作用下高墩先简支后桥面连续梁桥的支座选型及横桥向抗震约束问题,选取了普通板式橡胶支座、钢阻尼滑板支座、LNR 橡胶支座和 HDR 高阻尼支座四种支座类型,以软土地区某(4×30)m 跨径高墩先简支后桥面连续梁桥为例,进行了延性抗震体系和减隔震体系抗震设计对比以及设置挡块的横桥向抗震约束效果研究。结果表明：软土地区高墩先简支后桥面连续梁桥墩柱配筋率主要由 E1 地震作用下墩底截面偏心受压检算工况决定,采用减隔震体系并不能降低桥墩配筋率。通过对采用四种不同支座桥梁的内力、墩梁相对位移以及配筋率方面综合分析可知,软土地区高墩先简支后桥面连续梁桥的周期较长,这类桥梁抗震关键问题是防止落梁、减小墩顶位移。采用普通板式橡胶支座并合理的设计纵横向防落梁装置的延性抗震体系更适宜于软土地区高墩梁式桥,合理设计抗震挡块可以起到很好的横向约束作用,避免横向落梁的发生。     

城市河流重金属元素对降雨径流的动态响应

以海口市美舍河市区河段为研究对象,于2020年雨季分别采集降雨径流以及降雨径流汇入后的河流瞬时水样,测定并分析主要重金属元素的浓度及其变化规律,探讨其对降雨径流的动态响应。研究结果表明：降雨径流对河流可溶态污染元素质量浓度的贡献不突出,对可溶态锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、硒（Se）具有一定稀释作用,排水口下游 3 m处是可溶态铬(Cr）、锰（Mn）、钴（Co）对降雨径流响应最显著区域;降雨径流对各悬浮态元素质量浓度贡献较大,排水口下游7 m处是绝大多数悬浮态元素对降〖JP〗雨径流响应最显著区域;Mn、Zn、Cr、镍（Ni）、As、Co、Cd 7种元素的总质量浓度对降雨径流的动态响应表现为先上升后下降。其中,排水口下游3 m处是Cr、As总质量浓度对降雨径流响应最显著区段,排水口下游7 m处是Mn、Co、Ni、Zn及Cd总质量浓度对降雨径流响应最显著区段。降雨径流对河流主要污染元素年输入总量估算结果表明,海口市建成区降雨径流向美舍河等受纳水体直接年输入量最大的是Mn和Zn,其次是Cr、As、Ni,Se与Cd的年输入量最小。     

便携式XRF在污染地块土壤金属元素调查中的应用

研究了便携式X荧光光谱仪（PXRF）测定土壤中砷、铅、铬、铜、锌和镍的性能,评估其检出限、精密度和准确度,探索了土壤水分和粒径对测定结果的影响程度,并与常规实验室分析方法测定结果进行比对。结果表明,PXRF测定土壤中砷、铅、铬、铜、锌和镍的检出限为5~15mg/kg,标准物质测定结果的相对标准偏差（RSD）≤8.6%,相对误差在±15%以内。随着土壤水分含量的增加,各金属元素测定结果均呈下降趋势,而RSD有上升趋势。土壤粒径对测定结果的影响较小,随着土壤粒径减少,各金属元素测定结果的RSD略有下降趋势。PXRF可以简单、快速地测定多种重金属元素,适用于污染地块重金属元素的现场实时监测。     

基于机器学习的大气PM2.5中金属浓度预测模型的研究

基于2013—2018年哈尔滨市气象数据、大气污染物数据和细颗粒物（PM_2.5）中金属成分数据,采用机器学习方法探索大气PM_2.5中金属浓度预测模型,并选择最优模型进行污染物浓度预测。结果表明,多元线性回归（MLR）、人工神经网络（BP-ANN）、支持向量机（SVM）和随机森林（RF）4种模型中,RF对大气PM_2.5中5种金属［锑（Sb）、砷（As）、铅（Pb）、镉（Cd）、铊（Tl）］的浓度预测效果最佳,在训练集和测试集中表现均较稳定,其中相关系数（r）均＞0.7, 平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）数值较小。RF在大气PM_2.5中金属浓度预测上具有较好的表现,可在缺乏监测和实验数据的情况下,实现对大气颗粒物中金属浓度的快速预测,为全面了解颗粒物中金属污染特征提供数据基础。     

基于RS和GIS的生态环境状况时空变化研究——以河南省为例

生态环境状况评价是资源合理利用、制定社会经济发展规划及生态环境保护对策的重要依据。现以河南省行政区为研究区域,基于遥感影像、水资源及环境统计数据,采用生态环境状况指数(EI)和空间格局分析方法,综合对比分析河南省2014—2018年生态环境状况时空变化及其冷热点空间分布。研究结果表明:(1)2014—2018年河南省EI值变化范围为60.6~63.5,生态环境状况整体呈现稳中趋好态势,除开封市和济源市外,16个省辖市的EI值均有所增加,位于西部山区丘陵地带的三门峡、洛阳和平顶山市EI值增加明显。(2)2014—2018年河南省生态环境的G*i指数的高值区域位于西部地区的三门峡市和洛阳市,且5年内没有发生变化,较为稳定。G*i指数的高、低值区域与EI值的高值和低值区表现出较高的一致性。     

考虑含水率影响的花岗岩残积土边坡地震响应分析∗

基于室内直剪试验,得到不同含水率下花岗岩残积土的强度参数,并采用有限差分软件研究了花岗岩残积土边坡在不同含水率(13%、17%、21%、25%)和地震加速度峰值(0.05g、0.1g、0.2g、0.4g)下的位移场、加速度场和锚杆轴力变化规律。结果表明:在EL波作用下,边坡水平位移主要集中在残积土层内。含水率越高、地震峰值加速度越大,同一位置处坡体水平位移越大;PGA放大系数随着坡高的增加而增大,且表现为趋表放大效应。含水率越高、地震峰值加速度越小,同一位置处PGA放大系数越大;预应力锚杆最大轴力位于锚头处,且轴力沿自由段变化较小,而在内锚段由始端向末端逐渐减小。含水率越高、地震峰值加速度越大,同一位置处锚杆轴力越大。当地震加速度峰值较小时(PGA=0.05g),坡脚处锚杆轴力最大,当地震加速度峰值较大时(PGA=0.4g),坡顶处锚杆轴力最大。     

冻融循环作用下西宁地区黄土动力特性试验研究∗

黄土作为一种广泛分布在青海省境内的特殊土,长期承受冻融循环与地震荷载的双重影响,其地震易损性和水敏性的问题一直被广泛讨论。为寻求黄土在冻融循环和动荷载耦合作用下动力特性的变化规律,以西宁地区黄土为研究对象,施加正弦波形式的循环动荷载,开展动三轴试验,分析了围压、冻融循环次数和动剪应变幅值 γ_d对黄土的骨干曲线、动剪切模量 G_d、动剪切模量比 G_d/G_{d max}及阻尼比 λ 的演变规律。结果表明：黄土的骨干曲线在经历 6 次冻融循环后趋于稳定,可将骨干曲线的发展过程分为弹性阶段和弹塑性阶段;分别采用 Hardin?Drnevich 模型和改进的 Hardin?Drnevich 模型对动剪切模量曲线进行拟合,发现用改进的 Hardin?Drnevich 模型拟合动力参数效果较好;随着围压的降低,G_d/G_{d max}?γ_d关系曲线分布更为分散且有逐渐减小的变化趋势;随着 γ_d的增大,λ 不断增大,且土体在各围压条件下,经历不同冻融循环次数后,G_d/G_{d max}和 λ 存在最大值和最小值。该研究初步掌握了青海地区黄土在冻融循环作用下的动力学参数,研究成果可为寒区抗震设计提供设计参考。     

高海拔排土场边坡安全稳定性的PS⁃InSAR监测

为了解决高海拔排土场边坡灾害监测难度大以及安全稳定性预警等问题,提出利用 PS-InSAR 技术对高海拔排土场边坡进行安全稳定性监测分析。通过对西藏山南桑日县某排土场边坡进行监测分析研究,采用 2018 年 11 月 04 日至 2020 年 12 月 23 日的 25 景 Sentinel-1A 数据,利用时序差分干涉相位的时空分析方法,进行差分干涉、模型迭代计算和地理编码等解算,解算得到平均形变速率分布,基于平均形变速率结果分析该排土场边坡的安全稳定性。结果表明：利用 PS-InSAR 技术能够获取排土场边坡区域的地表形变信息;该研究区域坡体 2018 年 11 月至 2020 年 12 月的平均形变速率最大值为 -20.00 mm/a,最大形变速率区域出现在排土场边坡的下部 ;通过 PS-InSAR 技术能够对其安全稳定状态进行准确评价,并进行预警预报,为排土场边坡的安全稳定服役提供有效技术保证。     

金沙江上游圭利滑坡发育特征及运动过程分析∗

金沙江上游构造破碎、岩体结构复杂,区内大型‐巨型滑坡发育,历史上发生过多次滑坡堵江事件。圭利滑坡位于西藏江达县金沙江西岸,滑坡变形严重,大小拉裂缝、垮塌几乎覆盖整个滑坡,变形程度有不断增加的趋势,失稳后将对金沙江下游造成巨大威胁。在野外调查的基础上,通过对金沙江上游圭利滑坡发育特征的分析,选取 Massflow 数值计算模型对该滑坡失稳运动过程进行预测分析,获取了滑坡在不同时刻的堆积状态及运动速度。结果表明,滑坡整体运动时长约为 40 s,最大滑动速度达到 31 m/s,最大堆积厚度为 51 m;前缘向两侧扩散的最大距离约为 220 m,并全部堵塞金沙江;滑坡各区域的速度曲线反映出滑坡运动过程具有突发性、彻底性、整体性、流态性的特点。     

基于瞬态分析法的预应力与非预应力钢筋混凝土梁动力响应对比分析*

提出了基于瞬态动力分析完全法的预应力钢筋混凝土梁爆炸冲击模拟方法,并采用已有试验结果验证了方法的合理性,进一步对比探讨了非预应力钢筋混凝土梁与预应力钢筋混凝土梁的动力响应差别和响应机制。研究结果表明：爆炸荷载作用下,钢筋混凝土梁的跨中底部位置最先发生塑性变形,混凝土容易受拉开裂,且爆炸荷载越大开裂越严重;由于预应力筋的存在,预应力钢筋混凝土梁跨中挠度显著减小,预应力钢筋混凝土梁开裂范围大幅减小,裂缝深度也显著降低,但是浅层裂缝的横向分布范围稍有增加;预应力改善了梁的受力状态,使得梁所受荷载均布转移,在爆炸冲击荷载作用下,大部分应力都由预应力筋来承担,非预应力钢筋的应力较小,预应力筋是提高结构抗爆性能的关键点;当脉冲荷载卸载至零后,梁跨中的挠度均能恢复至自重状态下的变形量,说明预应力钢筋混凝土梁在爆炸冲击荷载作用下,仍处于弹性工作状态,这与非预应力钢筋混凝土梁显著不同。模拟研究结果对预应力钢筋混凝土结构抵抗爆炸荷载领域的应用有一定的参考意义。