A general semi-analytical solution for consolidation around an expanded cylindrical and spherical cavity in modified Cam Clay

This paper presents a general semi-analytical solution for undrained cylindrical and spherical cavity expansion in Modified Cam Clay (MCC) and subsequent consolidation. The undrained cylindrical and spherical cavity expansion response in MCC model is obtained through the similarity solution technique. Then, the subsequent consolidation process around the cavity is governed by the classical partial differential equation for consolidation. Finite Difference Method (FDM) is selected for solving the consolidation equation numerically. The proposed semi-analytical solution is validated by comparing the prediction of the dissipations of the pore pressure with Randolph’s closed-form solution for elastic-perfectly plastic soil. Parametric study shows that G₀/p₀′, R and M have significant influence on the cavity wall excess pore pressure dissipation curve, while it is not sensitive to the value of ν′. It is also found that the negative pore pressure generates around the expanded cylindrical and spherical cavity wall during the consolidation process when R > 5 for typical Boston blue clay. The developed solution has potential applications in geotechnical problems, such as the pile foundation, in-situ test, tunnel construction, compaction grouting, and so forth.     

基于概率松弛标示法的冰川表面流动场计算

利用概率松弛标示法,通过检测冰川裂隙、雪丘等小尺度表面特征的位移计算冰川等非刚性物体的流动场,能够得到较高精度.首先进行了模板尺寸大小对冰川表面的敏感性分析,得出当模板尺寸大小为21×21时相关系数的分布较佳;使用了最大相关法和概率松弛标示法对冰川表面流动场进行计算,对比使用这两种方法的计算结果.概率松弛标示法以周围模板的流动方向为背景场,在候选向量集中选择与背景场一致性最强的向量作为最终结果.使用两景TM影像计算了阿克赛钦湖水系一条冰川的流动场,结果显示,冰川以3~4 m·a^-1的速度沿坡面运动,运动速度矢量平行于主流线.     

四川东部和重庆西部一次MCC致洪暴雨过程综合分析

利用卫星云图、多普勒雷达资料和高空风等多种资料,对2007年7月17日四川东部和重庆西部由中尺度对流复合体(M CC)引发的致洪暴雨过程进行大尺度环境场和物理量的诊断分析。结果表明:M CC是造成暴雨的直接影响系统;M CC发生在200 hPa从西安至云南气流呈扇形分支而产生的强辐散区域内;在多普勒雷达径向速度图上,整个M CC致洪暴雨过程经历了4次从新生的γ中尺度径向辐合向γ中尺度气旋式辐合发展的过程,γ中尺度径向辐合和γ中尺度气旋式辐合是造成M CC致洪暴雨强降水中心的直接影响系统;回波顶高也揭示了M CC中γ中尺度强对流单体的发展;对流层中低层的正涡度平流、来自400~250 hPa的"干侵入"以及倾斜涡度的发展,对于M CC的生成、发展和维持也起着重要作用。     

高原涡与西南涡相互作用引发MCC暴雨的形成机制分析

使用常规观测资料、ERA-Interim再分析资料和卫星资料,以2014年7月8—10日西南涡和高原涡相互作用引发MCC产生大暴雨的天气过程为例,分析了两涡作用导致大暴雨的形成机制。结果表明:相互作用前期,两涡涡心间距较远,在500 hPa高度上两者同处于青海南部的气旋及其向南延伸的低槽前。约24 h后,高原涡东移与西南涡在不同高度上垂直叠加,耦合作用形成,导致四川盆地的大暴雨。利用卫星云图分析两涡作用伴随的MCC特征,发现强降水区与云团黑体亮温的冷中心吻合。西南涡与高原涡相互作用时,对流层低层形成强烈的辐合,垂直上升运动加强,大气流场呈强烈不稳定性,与涡心附近形成的水汽辐合作用结合,促进MCC发展成熟,导致四川盆地大暴雨天气形成。