华北克拉通西南缘汝阳群沉积时代及其地质意义：来自碎屑锆石U-Pb年龄的证据

汝阳群分布在华北克拉通西南缘,位于河南-陕西-山西交界地区,主要为一套未变质的碎屑岩及碳酸盐岩地层,不整合于熊耳群火山岩系之上,其上被洛峪群整合覆盖。长期以来,其地质时代一直存有较大的争议。本文通过对汝阳群下部白草坪组4个石英砂岩样品中的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄分布范围为3 000～1 800 Ma,主要集中在2 600～2 400 Ma之间(约占67%),年龄主峰值为2 550～2 500 Ma,说明其沉积物质主要来源于新太古代末以及古元古代的地质体。其中,最年轻锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb谐和年龄值分别为1 817±22 Ma、1 838±23 Ma、1 924±17 Ma和1 829±28 Ma,说明汝阳群沉积时代不老于1 800 Ma,与其上覆洛峪群中近期获得1 611±8 Ma的年龄相吻合,因此其形成时代应为中元古代早期。     

1960-2012年陕西降水变化特征及可能成因分析

利用陕西82个气象观测站的降水观测资料、NCEP/NCAR的2.5°×2.5°再分析资料以及MODIS卫星的气溶胶产品,分析了1960-2012年陕西雨季和全年的降水量、降水日数变化特征,并讨论了大气可降水量和气溶胶对降水的可能影响。结果表明,近60年陕西雨季、全年雨量和降雨日数均呈南多北少分布,年总雨量和降雨日数均呈下降趋势,雨季总雨量呈增加趋势,而降雨日数呈降低趋势,雨季雨强增加,降水向雨季集中;陕西全年和雨季小雨雨量和降雨日数均呈现下降趋势,雨季10 mm以上的降水量和降雨日数均呈增加趋势,增加站点占所选站点的75.6%,雨季降水的增加主要是10 mm以上降水量的贡献。陕西全年总雨量的减少可能与整层大气可降水量的减少有关。全年和雨季5 mm以下降水量的减少应该与气溶胶对降水的抑制有关,雨季10 mm以上降水量增加与气溶胶对降水的促进作用有关。分析表明当AOD≥0.4时,雨季气溶胶对降水有一定的促进作用。总之,陕西全年小雨的减少以及雨季10 mm以上降水量增多,雨量向雨季集中应该与近几十年陕西气溶胶增加、气溶胶类型的转变有较大关系。     

Visual ModFlow在第四系松散层地下水数值模拟中的应用——以渭南市北郊水源地为例

本文首先建立了渭南市城区水文地质概念模型,其后运用目前国际通用的可视标准软件Visual ModFlow对勘探区地下水进行了数值模拟计算,得出了该区天然补给量为17.21×104m3/d,在保证农业现有开采量20862.26 m3/d的条件下,开采资源为216898.30 m3/d,其中渭南城区开采95536.04 m3/d(潜水开采64857.54 m3/d,中层承压水开采25595.00 m3/d,深层承压水开采5083.50 m3/d)。北郊水源地开采100500.00 m3/d(潜水开采94500.00 m3/d,浅层承压水开采1500.00 m3/d,中层承压水开采3500.00 m3/d,深层承压水开采1000.00 m3/d)。在上述各量开采下,不论渭南城区及北郊水源地各层水水位均达到稳定。但渭南城区目前潜水超采5025.00 m3/d;中层承压水超采4900.00 m3/d;深层承压水超采485.00 m3/d。通过计算得知渭南城区必须对超采的量进行压缩。才能保证地下水长期有效的开采,为地下水合理开发利用及管理提供科学依据。     

人类活动和气候变化对红碱淖水面面积的影响

红碱淖是我国面积最大的沙漠淡水湖泊, 也是全世界最大的遗鸥繁殖与栖息地, 对该地区水面面积变化进行动态监测分析具有重要意义. 利用TM、 中巴资源卫星影像对红碱淖水面面积进行解译, 结合前人的研究成果, 对红碱淖水面面积的动态变化进行了模拟, 分析了引起红碱淖水面面积急剧萎缩的原因. 结果表明: 20世纪90年代以来红碱淖水面面积在大幅度萎缩, 水位急剧下降. 红碱淖水面面积急剧萎缩是气候变化和人为影响因素综合作用的结果, 可能的影响因素有气候变化、灌溉用水、生态环境建设、煤矿开采用水排水和水源地开采等5个方面, 其中上游河流截流是主要原因.     

压实度与级配对路基重塑黏土土-水特征曲线的影响

对重庆路基黏土采用压力膜仪量测了不同压实度重塑土样脱湿过程的土-水特征曲线（SWCCs）、采用体积压力板仪量测了不同压实度、不同级配重塑土样脱-吸湿过程的土-水特征曲线。试验结果表明：（1）压实度超过90%以后,不同压实度的SWCCs在其直线段范围相互靠近,即在路基土基质吸力平常变化范围的SWCCs逐渐趋于稳定;（2）随着压实度的增大,脱-吸湿循环滞回圈逐渐上移,曲线由陡变缓。表明随着压实度的增大,土体的储水系数逐渐减小,土中的水分更不易吸入和排出,对路基的稳定有利;（3）相同含水率下,大约以压实度85%为界,压实度小于85%的黏土样和大于85%的黏土样的基质吸力基本上不随压实度（干密度）的变化而变化;（4）相同压实度和含水率状态下,粗粒含量多的土吸力更小,SWCCs的滞回圈更小,即干湿循环的影响更小。因此,粗粒土较细粒土更适合用作路堤填料     

极限保土状态下的反滤机制试验研究

提出了反滤系统极限保土状态的概念,分别采用4种不同孔径的钢丝编织网进行粉土反滤试验,研究反滤系统的极限保土状态。试验表明,当滤网孔径O和粉土特征粒径d85的比值等于12时,反滤系统才达到极限保土状态。极限保土状态下的反滤系统,在淹没式出流条件下,经往复水流作用26 h后改为单向水流,水力梯度从3.8逐渐增加到9.1,并在9.1的水力梯度下持续渗透453.25 h,反滤系统仍保持稳定,未发生失稳破坏;在非淹没式出流条件下,水力梯度从5.3逐渐增加到12.7期间,反滤系统保持稳定,但在维持12.7的水力梯度下持续渗透261.83 h后,反滤系统发生失稳破坏。对极限保土状态的研究有助于工程设计中更加合理地确定织物滤层孔径上限,减少淤堵。     

强夯动力性能的显式非线性数值分析

充分考虑碰撞中出现的材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合的特性,利用显式瞬态非线性有限元分析技术分析了强夯对地基土的冲击碰撞过程,得到了夯锤与土体之间的撞击力时间历程、土体位移、应力的时间历程,并得到了落距、夯锤重量、夯锤底面积与强夯加固深度之间的相互关系,分析结果表明：土体位移滞后于土体应力,再现了夯锤与土体碰撞的整个过程,反映了强夯过程中的一般现象和基本规律。     

边坡电渗模型试验及能量分析法数值模拟

采用导电塑料制成的电动土工合成材料(EKG)进行了15.5 d的边坡电渗加固试验,测定了电渗之后土体等含水率分布曲线。试验结果表明,电渗加固效果是随时间从阳极到阴极逐渐扩展的,因此,越靠近阳极接入点的土体加固效果越好,越靠近阴极末端的土体加固效果越差。提出了电渗能量分析法,该方法仅要求黏性土体在排水固结开始的初始时刻是处于饱和状态,而在排水固结进行的过程中土体可以是饱和的,也可以是非饱和的。提出了基于能量分析法的电渗过程数值模拟方法,并对试验过程进行了数值模拟,模拟结果与实测结果能够较为吻合。     

近50 a西安太阳辐射变化特征及相关影响因子分析

 根据常规气象观测资料以及MODIS卫星气溶胶产品,分析了西安近50 a总辐射变化特征及其相关影响因子。结果表明：西安地区1961-2005年总辐射变化经历了“持续”、“变暗”、“变亮”、“再变暗”4个阶段,西安总辐射的变化幅度较全国平均变化幅度大,其“变亮”过程开始于1985年,较全国平均时间略早;西安4个季节总辐射总体均呈现出下降趋势,其变化幅度存在一定差异。通过对云量、气溶胶、水汽压、相对湿度等影响因子的分析,水汽压和相对湿度对总辐射变化影响不明显,总云量和气溶胶的变化对西安总辐射的变化存在较显著的影响,春、夏季总辐射的变化主要受云量和气溶胶直接辐射强迫的共同影响,其中总云量的变化在一定程度上决定了总辐射变化的振幅,城市发展所导致的气溶胶增加所产生的直接辐射强迫作用可能决定了总辐射的总体下降趋势;秋、冬季节的总辐射下降趋势主要与气溶胶的直接辐射强迫有关。     

三维土工网垫设计指标的研究

三维土工网垫作为一种新型的坡面防护植草材料,在土木工程各领域得到广泛地应用。然而三维网垫的选择研究却远远落后于应用。不同强度、厚度、开口尺寸的网垫产品的抗冲刷与植被性能是不一样的。首先,从水力学、土力学、水文学及工程力学等方面推导了网垫强度公式,进而,从网垫厚度测量及网垫厚度对长草的影响得出网垫的较优厚度,最后,通过冲刷模型试验得到了合理的网垫开口尺寸,在一定程度上解决了三维网垫设计指标的选择问题。