考虑非线性吸附时溶质在有限厚度粘土中的一维扩散解

在采用非线性分段式吸附等温模式的基础上,建立了溶质在粘土中的一维扩散模型,在考虑有限厚度边界及土中溶质背景浓度的条件下得到了相应的解.模型引入了移动边界以说明当溶质在粘土孔隙水中的浓度达到某一较高值后,阻滞因子将发生显著变化.算例分析表明,该模型和考虑经典非线性吸附等温线得到的结果相差不大,这进一步说明了该模型的合理性.考虑非线性吸附效应对溶质迁移有重要影响.在较高溶质浓度下采用线性吸附等温模式会得到偏不安全的结果.该解相对较简单,并可用于验证各种数值模型、拟合试验数据等.     

基于生态安全格局的国家公园边界划定——以雅鲁藏布大峡谷国家公园为例

国家公园边界是平衡生态价值与社会经济价值的重要界线,国家公园边界划定作为国家公园综合规划和科学管理的先决条件,关乎国家公园区域内生态环境与社会经济的协调发展。通过对生态安全和统筹协调的理论分析,结合对保护地基础、代表性景观、人口与城镇化发展及区域特质等关联因素的综合考虑,提出了国家公园边界划定的理论框架,建立了基于生态安全格局的国家公园边界划定模型方法,并以拟建的雅鲁藏布大峡谷国家公园为案例地进行实证分析。研究表明：(1)在“斑块—阻力面—廊道”研究范式基础上,将原保护地基础与代表性景观纳入生态安全评估体系,并建立基于生态安全和统筹协调的方法模型,可以弥补以往自然保护地边界划定导向单一等不足;(2)识别林芝市生态斑块10块,关键廊道5条,辅助廊道11条,在此基础上进行原保护地基础、代表性景观分析,结合水体、山脉、行政边界等确定基于生态安全的国家公园基础边界,面积为1.12万km²;(3)在上述范围基础上叠加人口与城镇化、景观资源点及边防管控分析,可以划定基于协同发展和领土主权导向的国家公园边界,面积分别为1.63万km²和3.73万km     

模拟SPO情境中的飞行员脑力负荷测量与分析*

为探究单一飞行员驾驶模式（SPO）下飞行员的脑力负荷水平,设计并实施模拟单人驾驶情境中的非正常任务场景处置实验。首先,基于准5级模拟驾驶舱,设计飞行任务场景;其次,招募20名航线飞行员被试,开展模拟飞行实验,记录被试的生理数据心率变异性指标及眼动数据;最后,结合客观生理数据以及主观量表进行脑力负荷分析,记录单发失效故障处置时间并进行任务绩效分析。研究结果表明:与双人制机组相比,单人驾驶情境中飞行员的脑力负荷增幅并不显著,处于可接受范围;单人制驾驶舱的任务设计及智能辅助系统使用对于降低飞行员工作负荷,提升飞行绩效至关重要。研究结果可为单一飞行员驾驶模式实施提供理论支持,并为未来单人制驾驶舱及机载自动化系统设计提供指标参考。     

沉积方向对珊瑚砂动剪切模量及阻尼比的影响∗

复杂地质赋存环境下珊瑚砂具有显著的各向异性特征,颗粒的沉积方向显著影响其动力特性。对南沙岛礁珊瑚砂开展均等固结的共振柱试验,探究了珊瑚砂颗粒的沉积方向角 φ（沉积面与水平面的夹角）和初始有效固结围压对其动剪切模量 G 和阻尼比 λ 的影响。在给定 φ 下,G 随剪应变幅值 γ_a增大而减小的速率随 的增大而增加;给定 下,G 随 γ_a增大而减小的速率随 φ 增大呈现先减后增的趋势,φ = 60°时 G—γ_a曲线位于最下方。最大动剪切模量 G₀随 φ 的增大表现出先减后增的现象,且 φ 对 G₀的影响随 的增大而降低。建立了考虑 φ 和 影响的修正 Hardin 模型,预测和量测的 G₀值偏差小于 10%。动剪切模量比 G/G₀—γ_a曲线对 φ 不敏感,结合修正 Hardin 模型和 Davidenkov 骨架曲线预测和量测的 G 值偏差小于 15%。在陈国兴等（2006）提出的阻尼比经验模型中引入 φ 影响的修正项,预测和量测的 λ 值偏差小于 20%。     

云南粉土的动力特性试验研究

粉土是一种具有特殊工程性质的土,由粉土液化引起的工程震陷造成的危害极大。根据云南粉土的室内共振柱试验,得到了归一化处理后的G/Gm ax~γ/rγ和D~γ曲线,并运用修正后的双曲线模型进行了拟合分析。根据室内振动三轴试验,得出不同固结比和不同固结压力下的土的动强度与振动次数的试验曲线,发现动强度与破坏振次间符合较好的乘幂关系,动强度与固结比之间符合较好的二次抛物线关系;分析不同围压下孔压与破坏振次的试验曲线规律,发现可以用指数函数进行拟合。结果可供该类土的动力特性研究参考。     

Characterization of interaction between different adsorbents and copper by simulation experiments using sediment-extracted organic matter from Taihu Lake,China

The complex capacity of different types of organic matters （OMs） for Cu was quantitatively studied by simulation experiments using different adsorbents prepared from the sediment in Taihu Lake. The free Cu was measured with ion selective electrode （ISE） and complex capacity was calculated using a conditional formation constant model. The result indicated that the complex capacity was 0.048 mmol·g-1, 0.009 and 0.005 mmol.g-1for raw sediment, sediment without DOM, sediment without insoluble organic matters but with DOM and sediment without OM. Insoluble organic matter played a major role in the sorption of Cu in sediment and it can adsorb most Cu from water column. In the solution, Cu mainly existed as a complex with DOM and the DOM-Cu complexation capacity was 327.87 mg. g-1. The change of TOC and pH indicated ion-exchange in the interaction between free Cu and DOM. When the Cu concentration in the experiment reached the complex capacity of DOM, precipitation was the major mechanism to remove Cu from water phase, which was observed from UV absorbance change of DOM, that is, its aromaticity increased while molecular weight decreased. The desorption result indi- cated that DOM was more capable of desorbing Cu from adsorbents without OM than adsorbent with OM. The desorbed quantity with DOM was 1.65, 1.78 and 2.25 times higher than that with water for adsorbents without OM, raw adsorbents （sediment） and adsorbents without DOM.     

表面活性剂加强动电技术去除污泥中铜和镉

以实际城市污泥为研究对象,通过采用表面活性剂作为阴极液,并考虑阴极液pH值、表面活性剂类型和电压3种因素对动电技术去除污泥中重金属(铜和镉)的影响,选用正交试验确定最佳试验条件.结果表明,采用表明活性剂作为阴极液加强动电技术去除污泥中重金属足可行的,铜和镉的去除率分别达到11.1%～52.6%和9.1%～46.7%.通过对正交试验结果进行极差和方差分析,试验的最佳条件为:电压为20 V,阴极液加入十六烷基三甲基氯化铵并控制pH值为4～6.表面活性剂的类型对动电技术去除镉具有显著影响.其中,表面活性剂类型对动电过程的影响最大,阴极液pH值次之,电压影响最小.     

水中藻类对连续流动法测定总氮结果的影响

以天津市河道、水库为研究对象,在藻类增殖期采用连续流动法与碱性过硫酸钾消解法对水体中总氮进行比对监测,同时分析水中藻类分类和藻细胞密度。试验表明:虽然两种方法测定总氮的结果精密度基本相同,但二者之间的系统误差存在显著差异,连续流动法较碱性过硫酸钾消解法的测定结果低5.4%。两种方法测定总氮结果的相对偏差与水体中藻细胞密度呈正相关性,当水体中藻细胞密度﹥2.41×108L-1时,对连续流动法测定总氮的结果产生显著影响,相对偏差超过标准规范要求。     

近场地震作用下库区深水钢筋混凝土高墩地震易损性分析∗

为研究近场地震作用下库区深水钢筋混凝土高墩的概率损伤特性,以90 m高的矩形空心薄壁钢筋混凝土深水高墩为研究对象,综合考虑桥墩设计参数和近场地震动的随机性,基于OpenSees软件建立深水高墩有限元模型,开展不同水深的7种工况(水深:0、15、30、45、60、75、90 m)下,顺桥向和横桥向近场地震激励的增量动力非线性分析。以截面临界曲率值为损伤指标,研究深水高墩的易损性。结果表明:各工况下,轻微损伤、中等损伤和严重损伤阶段的损伤概率均随地震波峰值加速度的增加而增大,并且当峰值加速度达到1.0g时损伤概率达到最大,而完全损伤阶段的损伤概率则在峰值加速度为0.5g时出现峰值点;近场地震顺桥向激励时,墩身中上部和墩底区域均较容易损伤,而横桥向激励时仅墩底区域较容易损伤;当水深超过45 m后,高墩最大损伤概率变化不大且截面曲率概率需求基本一致,45 m水深为深水高墩显著水深。因此,应重点分析水深达到高墩高度一半时深水高墩的损伤情况。     

盾构隧道的开挖模拟及地震反应数值分析

由于盾构隧道掘进的特殊施工工艺,使开挖模拟的数值计算存在着诸多难以量化的因素。采用应力释放法模拟盾构隧道的开挖,在衬砌和土体之间设置等代层单元模拟盾构施工的影响,求得竣工期的应力场和位移场。在静力计算基础上运用动力有限元时程分析法,采用粘性人工边界条件,分析了隧道衬砌在地震过程中的最大响应。其结果和规律可为一般的盾构隧道地震反应分析提供借鉴。