基于剪切梁理论的爆破扰动对巷道顶板稳定性影响研究

厚煤层沿底布置巷道顶板维护难度较大,从爆破扰动影响顶板稳定性的角度对此进行了研究.在分析爆破应力波远区破坏效应的基础上,建立了沿底布置巷道顶板的剪切梁模型,依此研究了顶板煤、岩体的水平位移及应力分布规律,最后以某矿地质条件为原型利用Flac3D数值软件进行了模拟研究.研究发现:基于爆破应力波的远区破坏效应,沿底布置巷道的顶板煤层与上覆岩层的相对错动可以用剪切梁理论加以分析.基于此得到了厚煤层巷道顶板中煤层与岩层单调加载过程及循环加载条件下的位移及应力分布,单次爆破对顶板的影响有限,多次扰动的累积效应会对其产生一定程度的损伤.模拟中,随着装药量的增加,沿底布置巷道顶板煤、岩体的水平位移随之增加,且煤体的位移量大于岩体;持续扰动条件下,煤、岩体的水平位移均出现了累加效应,且随着动力扰动作用次数的增加,煤、岩体的相对错动逐渐增大,容易产生顶板离层垮落等动力灾害.研究成果对加强扰动作用下顶板的支护管理具有一定的理论与指导意义.     

大尺度生态干扰风险评估技术方法及应用研究

为实现大尺度生态干扰高风险区域的快速、有效识别,从生态易损性、干扰易达性和资源易引性三个方面选取了9个指标,构建了生态干扰风险评估指标体系和评估模型,形成了完整的大尺度生态干扰评估技术与方法.利用该技术方法,本文评估分析了全国国土空间生态干扰风险状况、空间分布格局及其成因,并结合2017~2019年全国自然保护区人类活动监测数据和《全国主体功能区规划》中生态脆弱性评价结果对生态干扰风险评估结果进行了精度分析.结果显示：超过90%的自然保护区人类活动都集中在评估得到的中高风险区域;全国生态干扰风险主要以中风险为主、低风险次之、再次是较低风险、较高和高风险区域面积最少;其中较高和高风险区域主要分布在我国中西部和东北部的秦岭、祁连山、三江源和内蒙古草原等区域,生态干扰风险空间分布格局与生态系统结构与功能状况、地形与交通条件、资源潜力等因素具有较强相关性.     

初始扰动对CO2抑制瓦斯爆炸特性研究*

为了预防实际生产过程中发生的瓦斯爆炸事故,利用20 L球形爆炸装置,通过改变粉尘仓充压压力产生不同的扰动,研究9.5%CH4浓度下不同扰动条件对CO2抑爆特性的影响。通过对所得参数进行分析,得到CO2抑爆特性与初始扰动的关系。研究结果表明:相较于均匀静置状态,初始扰动的存在均能提高CH4的爆炸强度,当引发初始扰动的粉尘仓压力为1.5 MPa时,最大爆炸压力达到0.78 MPa;随CO2浓度增大,爆炸强度整体下降,呈二次下降趋势、最大爆炸压力时间呈上升趋势,且各初始扰动压力间爆炸强度均大于均匀静置状态、最大爆炸压力时间小于均匀静置状态;同时利用CHEMKIN软件得到绝热平衡压力,计算热损失参数发现,同一气体混合比例工况下,初始扰动状态的热损失及热损失分数明显低于均匀静置状态的,且当CO2浓度为15%时,差距最大,不同初始扰动间热损失及热损失分数最小值分别为0.013 19 kJ/m2,17.9%,远小于静置状态下0.036 29 kJ/m2,46.4%,说明初始扰动对于CO2抑爆效果存在削弱作用。     

Simulating dynamic and mixed-severity fire regimes: A process-based fire extension for LANDIS-II

Fire regimes result from reciprocal interactions between vegetation and fire that may be further affected by other disturbances, including climate, landform, and terrain. In this paper, we describe fire and fuel extensions for the forest landscape simulation model, LANDIS-II, that allow dynamic interactions among fire, vegetation, climate, and landscape structure, and incorporate realistic fire characteristics (shapes, distributions, and effects) that can vary within and between fire events. We demonstrate the capabilities of the new extensions using two case study examples with very different ecosystem characteristics: a boreal forest system from central Labrador, Canada, and a mixed conifer system from the Sierra Nevada Mountains (California, USA). In Labrador, comparison between the more complex dynamic fire extension and a classic fire simulator based on a simple fire size distribution showed little difference in terms of mean fire rotation and potential severity, but cumulative burn patterns created by the dynamic fire extension were more heterogeneous due to feedback between fuel types and fire behavior. Simulations in the Sierra Nevada indicated that burn patterns were responsive to topographic features, fuel types, and an extreme weather scenario, although the magnitude of responses depended on elevation. In both study areas, simulated fire size and resulting fire rotation intervals were moderately sensitive to parameters controlling the curvilinear response between fire spread and weather, as well as to the assumptions underlying the correlation between weather conditions and fire duration. Potential fire severity was more variable within the Sierra Nevada landscape and also was more sensitive to the correlation between weather conditions and fire duration. The fire modeling approach described here should be applicable to questions related to climate change and disturbance interactions, particularly within locations characterized by steep topography, where temporally or spatially dynamic vegetation significantly influences spread rates, where fire severity is variable, and where multiple disturbance types of varying severities are common.     

考虑开挖扰动和基质吸力影响的基坑边坡安全性研究

在传统的边坡安全性分析中 ,人们都不考虑开挖扰动和基质吸力的影响。笔者通过试验 ,研究了开挖扰动对土体工程性质的影响 ,并且建立了考虑开挖扰动和基质吸力影响的基坑边坡安全性分析模型 ,还给出了计算实例。研究结果表明 ,开挖扰动和基质吸力对边坡安全系数有较大的影响。     

环境因子和火干扰因子对喀纳斯泰加林柳兰分布的影响

喀纳斯泰加林植被的生长和分布受火干扰和环境因子的共同作用,为了解喀纳斯泰加林林下柳兰分布与生态因子的关系,促进种群扩繁,共设置了35个样地进行调查和分析。建立柳兰重要值与生态因子矩阵,利用CCA分析法对不同火烧林分中柳兰的生长分布状况与林火烈度、火后时间、海拔、坡度、坡向、郁闭度、土壤pH值、速效钾、土壤有机质、灌木层盖度、草本层盖度和草本层物种多样性指数等20个生态因子的关系进行了分析。结果显示,第一轴主要反映林火烈度、海拔、坡向,灌木层盖度、pH值、有机质、全钾和速效钾的变化;第二轴主要反映林火烈度、火后时间、草本层盖度、坡向、坡位、土壤容重、电导率、有机质、有效磷和全氮的变化。对柳兰分布有显著影响的生态因子是林火烈度、有机质、海拔、坡向、灌木层盖度、土壤容重、全钾和速效钾,前两轴的累计贡献率为72.48%。柳兰适合在土壤呈弱酸性、海拔低、阳坡、土壤容重小、土壤有机质、全钾和速效钾含量高的环境中生长。柳兰是阳性植物,是火烧后的先锋植物。对影响柳兰分布的生态因子进行定量分离,结果发现环境因子和火干扰因子对柳兰样地物种分布的解释能力为88.2%,显示出较好的排序效果。喀纳斯泰加林受人为...     

周期性的温度扰动对藻类群落结构演替的影响

为了研究水库生境扰动对藻类水华的作用机制,以中度扰动理论为基础,结合藻类群落生境选择学说和藻类生态功能组,开展了不同温度扰动周期、相同扰动幅度下藻类多样性变化特性和群落结构演替特征的室内控制实验.结果表明:1适度的扰动会促进藻类的生长且增加其多样性.中度扰动组Δ22℃/48 h藻类生物量最大,但多样性最高,不存在绝对占优藻种,而高频次扰动组Δ22℃/24 h生物多样性较小,但可降低藻类生物量.2温度的周期性变化对浮游藻类群落的演替有明显的影响,优势种也呈现一定的差异性.藻类优势功能组演替基本规律为:X_1(小球藻)→J(栅藻)→S_1(席藻)或X_2(衣藻),群落结构呈现出C/CR型藻类先行占优向R型演替的趋势.高温扰动频繁时,R型藻类(S_1)明显占优;无扰动或低扰动时,群落结构组成特点以C/R策略为主.适度的扰动组Δ22℃/48 h形成了多种生长策略的藻类共存的格局,且耐受高温胁迫的S策略藻类(L_0)开始出现.     

扰动对东平湖表层沉积物中氮磷释放的影响

采集东平湖表层沉积物,探讨了扰动对湖泊沉积物中营养盐释放的影响。结果表明,扰动导致的沉积物再悬浮并不会明显改变上覆水的酸碱环境,但是会促进易溶性阳离子的释放。扰动强度为25和50r/min时,沉积物中TN的累积释放量和释放速率均相近,没有明显的差异。但是,当扰动强度增大到100r/min时,与静态释放(即扰动强度为0r/min)相比,沉积物中TN的累积释放量和释放速率分别增加了5.02mg/kg和73.5%;与静态释放(即扰动强度为0r/min)相比,扰动强度为25r/min、50r/min和100r/min时,TP的累积释放量分别增加了0.185、0.263和0.320mg/kg,释放速率也比静态条件下明显增大,分别比静态条件增加了36.2%、41.7%和127.6%。TN和TP的释放量和释放速率均随着扰动强度的增大而呈显著增加的趋势,这表明扰动对沉积物中的TN和TP的释放均具有较大的影响。     

铜绿微囊藻生长特性研究

研究了pH,扰动及营养盐对铜绿微囊藻生长的影响.结果显示铜绿微囊藻生长的最适pH为8.5～9.5,生长过程对水体的pH也会产生较大影响,总的趋势是使水体pH趋向于9～9.5;扰动对铜绿微囊藻生长的影响主要表现在生长滞后,但对其生长速率及生物量均无太大影响;增加磷浓度更易促进铜绿微囊藻的生长,氮对铜绿微囊藻的生物量则有较大影响.     

典型喀斯特城市湖库溶解性有机质成分特征及来源解析

为探索喀斯特城市湖库溶解性有机质（DOM）成分特征及来源信息,以我国贵阳市重要喀斯特湖库——红枫湖、百花湖、松柏山水库和阿哈水库为研究对象,分析了表层水体溶解性有机碳（DOC）、叶绿素a（Chla）和DOM光学参数(a₂₅₄、a₂₈₀、a₃₅₀、 E2∶E3、S_275-295、 FI、β:α、 BIX、 HIX)的空间差异,同时利用荧光吸收峰（B、 T、 A、 M、 C、 D、 N）和三维荧光平行因子分析（EEM-PARAFAC）解释DOM各成分丰度及占比状况,并运用Spearman相关分析及主成分分析（PCA）揭示DOM参数的相关性和主要环境过程.结果表明,喀斯特城市湖库ρ（DOC）和ρ（Chla）范围分别为4.24～11.9 mg·L^-1和0.32～19.7μg·L^-1,松柏山水库腐殖质(a₂₅₄)和芳香类蛋白质(a₂₈₀)较高,导致相对分子质量(E2∶E3和S_275-295)高于其它湖...