原子分辨的材料力学行为实验系统与晶界塑性原子机制

原子分辨的材料力学性能实验方法具有原子分辨功能，可实现外力作用下材料的组织结构与缺陷相互作用，以及微观结构在时间-空间演化过程的观测。受制约于高空间分辨电子光学系统的要求，透射电子显微镜的物镜极靴空间极小，原子分辨的原位力学实验系统在国际领域长期没有突破，基本属于空白。本文综述了研究小组近二十年来围绕原子分辨材料力学行为的研究工作，包括研发原子分辨的材料力学行为实验系统，在实验系统基础上发展的实验方法及开展的相关科学研究。科学研究主要在多晶金属中的晶界塑性原子机制方面取得的较系统的工作，包括发现晶粒转动位错攀移机制、晶界滑移机制、晶界位错攀移与阶错(disconnection)反应机制、晶界位错锁形核与解锁机制、晶界迁移与扩散机制、晶界发射偏位错形核孪晶机制、孪晶界位错塞积与位错交滑移机制等。上述实验系统和相关科学仪器研发上取得的进展为原子尺度动态观测材料弹塑性力学行为和界面弹塑性机制的研究提供了方法学基础。晶界塑性原子机制的科学发现有助于发展先进结构材料体系。     

南水北调中线干线水体特征指标筛查与动态分析

为掌握南水北调总干渠的水体特征指标情况，对中线干渠 12 个断面的 99 项水化学指标和 5 项同位素指标 在 2020—2021 年度的变化情况进行系统分析，按照可以在干渠沿线普遍检出并能广泛使用（普适性）、干渠本身 指标稳定（稳定性）、与周围水体有明显差异（差异性）的原则，建立干线水体特征指标体系，尝试识别出总干渠的 特征指标，进而评估特征指标的正常动态范围，以期为快速研判南水北调干渠边坡渗水、漏水等问题提供技术支 撑。研究结果表明：对于“普适性”，中线干渠水体有 10 项水化学指标可以满足；对于“稳定性”，中线干渠水体中 锶、钠、钾、钙、镁和氯等 8 项水化学指标总体稳定，受季节变化影响具有一定的波动性，氘（ 2H）、氧（ 18O）、锶（ 87Sr）和 硫（ 34S）同位素具有较好的稳定性，受季节影响较小；对于“差异性”，氯和钠两项单项指标及氯/镁离子比、钠/镁离 子比与周围水体差异最为显著。结合多项原则和影响因素进行综合考虑，最终选定氯、钠、锶、氯/镁离子比、钠/ 镁离子比以及氘（ 2H）、氧（ 18O）、锶（ 87Sr）共 8 项指标作为具有普适性、稳定性和差异性的特征指标。发现边坡渗 水的第一时间，可以采用氯、钠、氯/镁离子比、钠/镁离子比以及氘（ 2H）、氧（ 18O）等6 项特征指标为快速分析研判提供支撑。     

昆明某地块软土深基坑支护方案设计

为了更好地确保深基坑的施工安全，以昆明市银海泊岸某地块项目为例，针对现场实际情况，通过勘察研究确定基坑南侧局部和西侧设计安全等级为二级，采用“放坡和土钉墙”的设计方案及其相应的施工工艺；南侧局部、北侧、东侧设计安全等级为一级，采用“桩锚”的设计方案及其相应的施工工艺，为此类工程设计提供参考。     

电热耦合场分析在±800 kV穿墙套管电场分布计算应用

800 kV穿墙套管在特高压直流输电工程中发挥着重要的作用，但在应用有限元分析方法对其进行电场仿真优化设计时，往往忽略穿墙套管实际运行时的温度对电场分布的影响。文中首先建立了±800 k V穿墙套管三维仿真模型，通过仿真计算得到穿墙套管的温度场分布，考虑了实际运行中，套管发热对内部环氧芯体电导率的影响，并在温度场分布的基础上，应用电热耦合场分析计算的方法，获得穿墙套管的电场分布。计算结果表明：正常运行时，穿墙套管载流导杆及卷制管温度呈现中间高两边低的分布规律，靠近导杆的芯体温度高，沿径向方向，芯体温度逐渐降低；同时发现，在恒定电导率条件下，芯体径向电场两边高，中间低，分布均匀，在考虑温度对芯体电导率影响的条件下，芯体电场分布沿径向逐渐升高，分布不均匀。可见，温度对穿墙套管电场分布有显著的影响作用，该研究可为穿墙套管设计与优化时的仿真计算提供校正。     

基于地质统计学的个旧矿区裂隙特征研究

了研究个旧矿区的裂隙特征，使用ArcGIS软件运用改进的圆形扫描测线法对个旧矿区的两处研究区域裂隙进行了提取，通过运用地质统计学对裂隙数据进行分析，得到采样点1区域的裂隙307条；裂隙长度集中在3.09~7.68 m，累积频率分布为50% 时的裂隙长度为4.70 m；方向主要集中在60°~250°的裂隙共有259条，占比为85.34%；裂隙密度为0.290 3。采样点2区域的裂隙共有227条，裂隙长度集中在3.76~7.62 m，累积频率分布为50%时的裂隙长度为4.88 m；方向主要集中在60°~230°的裂隙共有196条，占比为86.34%；裂隙密度为0.177 7。通过对比得到同一区域不同采样点的裂隙分布之间具有一定的相似特性，但随采样点离断裂位置距离的不同，裂隙方向和裂隙密度也展现出了局部变异特征，其中采样点1更靠近莲花山断裂附近，所以受到的影响更大。研究结果可以丰富矿区的地质研究，为找矿勘查工作提供理论和资料依据。