饱和方式对珊瑚砂力学特性影响试验研究

由于珊瑚砂特殊的形成环境,造成了其多孔隙且存在内孔隙、颗粒强度低、易破碎等特征,致使其饱和过程中难以达到较高的饱和度.针对易忽视的珊瑚砂饱和问题,利用三轴剪切试验对不同饱和方式下珊瑚砂的力学特征进行研究.结果表明:使用抽真空饱和法达到饱和状态的珊瑚砂峰值强度和滑动摩擦角最大,浸泡饱和法居中,反压饱和法最小;随有效围压的...     

细粒含量对饱和珊瑚砂动力变形特性影响试验研究

为了满足南沙珊瑚岛礁及近岸军事与民事功能设施建设对珊瑚砂动力特性参数的急迫需要,系统而深入地研究珊瑚砂动力变形特性已是一项紧迫的科学任务。利用共振柱对取自南沙群岛某岛礁的珊瑚砂开展了系列动剪切模量和阻尼比特性试验研究,探究相对密度D_r、初始有效围压σ’_m、细粒含量F_C对南沙珊瑚砂动力变形的影响。试验结果表明:反映σ’_m对最大动剪切模量G_max影响程度的应力指数n是与土性相关的常数;结合文献中3类砂类土的G_max试验数据,发现随等效骨架孔隙比e_sk~*的增大各砂类土的应力修正最大动剪切模量G_max/(σ’_m/p_a)~n单调减小,且两者呈现较好的幂函数关系;在同一应变水平下,珊瑚砂动剪切模量G随Fc的增大而减小,随D_r、σ’_m的增大而增大;当剪应变γ<10^-4时,F_C、D_...     

初始剪应力对饱和粉土液化特性影响试验研究

为探寻饱和粉土的液化特性,利用GDS空心圆柱仪进行了一系列循环扭剪试验。在初始剪应力τs和循环剪应力τcy共同作用下,试样的最小剪应力τmin=τs-τcy存在3种类型:τmin0,τmin=0和τmin0。试验结果表明:当τmin≤0时,试样的孔压可以达到有效围压,其破坏模式为循环液化;当τmin0时,试样的孔压始终达不到有效围压,其破坏模式为过大的累计应变。饱和粉土的循环强度随着初始剪应力τs与初始有效平均主应力0p′之比值SSR(初始剪应力比)的增加呈现出先减小后增大变化趋势,且SSR=0.1~0.15时的循环强度最低。当SSR≤0.1时,孔压比的发展模式随着循环剪应力比的增加由"快—平稳—急剧"的增长模式向"快—平稳"的增长模式转变;当SSR0.1时,孔压比的发展呈现"快—平稳"的增长模式。     

初始静孔隙水压力对砂土静动力剪切特性影响的试验研究

选取福建标准砂和滹沱河细砂,利用空心圆柱扭剪仪开展了一系列不同初始静孔隙水压力条件下的不排水循环扭剪试验和单调扭剪试验,着重探讨初始静孔隙水压力对超静孔隙水压力发展及其不排水抗剪强度的影响。试验结果表明:初始静孔隙水压力对超静孔隙水压力的发展产生显著的影响,从而影响砂土的静动力剪切特性。具体地,在不排水循环剪切过程中,初始静孔隙水压力越大,其超静孔隙水压力发展和变形发展越快;在不排水单调剪切过程中,初始静孔隙水压力越大,在砂土剪胀阶段产生负超静孔隙水压力越大,从而使砂土的强度显著提高。基于试验结果,初步探讨了初始静孔隙水压力对超静孔隙水压力及静动力剪切特性的影响机理。研究表明,研究地下水位以下土体(准饱和土)静动力剪切特性尤其是研究液化问题时,应充分考虑初始静孔隙水压力对砂土抗液化强度的影响,室内试验应根据砂土所处的地下水位深度来决定初始静孔隙水压力(反压)的大小。     

An experimental study of low concentration sludge settling velocity under turbulent condition

Particle Image Velocimetry (PIV) was used to study the settling of activated sludge flocs under turbulent flow conditions. Experimental results showed that a larger particle diameter led to a higher settling velocity while the higher turbulence intensity led to lower settling velocity. Based on the measurements a mathematical relation has been derived which correlates the settling velocity for individual sludge flocs under turbulent conditions through a modified Vesilind equation. Settling velocity shows a power-type relation to sludge particle diameter and an exponential-type relation with turbulence intensity and sludge concentration.     

南海东沙群岛泥火山矿产预测

多道地震测线剖面以及CHIRP浅地层剖面显示出南海东沙群岛泥火山分布以及成形过程,根据泥火山分布特征,在泥火山部位采集试样,分别对此试样进行化合物测试,得到此区域化合物含量最高的为MnO,其次含量较高的为FeO,由此可以得到研究区域内的泥火山处具有锰矿与铁矿的成矿前景。     

低温环境下南海海底泥流的流变试验及模型

海底泥流是海底斜坡失稳后演化的流态化滑坡体,常对海洋工程设施造成严重破坏,而目前针对这种泥流的流变特性研究较少,特别是考虑海底低温环境。基于南海北部陆坡软黏土原状样制备泥流,采用RST流变仪开展具有不同温度与含水率的泥流流变试验,引入Herschel-Bulkley模型对流变参数进行深入探讨,建立考虑低温效应与含水率变化的海底泥流综合流变模型。进一步,通过相态转化、布朗运动与粒际作用的理论,解释并分析了海底泥流的流变特征及其变化机理。研究表明:与常温条件相比,低温环境下泥流的剪应力与表观黏度显著提高,且随着剪切速率的增加差距变大,平均变化量可超过35%。这一成果可为海底泥流运动过程数值模拟与海底滑坡灾害预测提供科学依据。     

华南地区森林地表可燃物火蔓延速度特性的实验研究

摘 要：华南地区植被丰富,人类活动频繁,一旦发生森林火灾,后果严重。为探究华南地区森林地表可燃物种类和燃料床特性对火蔓延速度的影响规律,给扑救森林火灾提供参考数据,通过实地采样与室内燃料床火蔓延速度测量实验,定量分析了森林地表可燃物火蔓延速度特性。实验结果表明,桉树叶燃料床在5种燃料床中蔓延速度最快,加上其在该地区的种植情况,具有较高的火灾危险性。得到了桉树叶燃料床特性对火蔓延速度影响的规律,发现含水率开始增加阶段,蔓延速度衰减很少,含水率超过14%后,蔓延速度快速衰减,到18%后蔓延速度衰减再次减少;蔓延速度与厚度成幂函数关系,厚度增加使蔓延速度增加;堆积密度、宽度对火蔓延速度影响不大。     

南海岛礁地区种植屋面适应性浅析

结合南海岛礁地区的环境气候特性分析平屋顶简单式种植屋面、平屋顶花园式种植屋面、平屋顶蓄水种植屋面、坡屋顶种植屋面和容器式种植屋面的技术特点和经济成本,为在我国南海岛礁地区开展种植屋面应用提供参考。     

内孤立波作用下南海陆坡沉积物动力响应特征

为探究内孤立波作用下南海北部陆坡浅表沉积物的动力响应特征,采用实测内孤立波和沉积物参数,建立两层流内孤立波-无限深度海床模型,基于二维Boit固结理论,计算不同沉积物物理力学参数和内孤立波参数条件下,无限深度内位移场和超孔隙水压力的分布情况,探讨不同变量下内孤立波引发的沉积物动力响应特征。研究表明南海北部陆坡沉积物的渗透率变化对动力响应特征的影响较小,孔隙度影响程度中等,剪切模量和饱和度影响较大,且饱和度是首要影响因素;细砂、砂质粉砂和黏土质粉砂三种南海北部陆坡浅表沉积物响应的超孔隙水压力在相同深度时逐渐减小;水平位移逐渐增大,垂向位移逐渐减小。     

基于混合方法的南海海域地震动衰减关系研究

我国南海海域面临俯冲带地震的影响,海域俯冲带地震的工程特性是海域工程抗震研究的基础,为给海域工程地震危险性分析提供合理的地震动输入,对于没有实际地震动数据的我国南海海域,文中提出一种基于数值模拟结合其他区域已有经验衰减关系建立本地衰减关系的方法。该方法采用随机有限断层法分别对南海俯冲带和日本东北部俯冲带板内地震动进行模拟,以模拟的不同震级、不同距离下的大量地震动为基础,回归了日本俯冲带与南海俯冲带地震动衰减关系,并推导二者的定量关系,基于此定量关系和已知的日本东北部俯冲带板内地震的经验衰减关系,最终建立南海俯冲带板内地震动的衰减关系。将文中建立的南海地震衰减关系与日本以及汶川地震衰减关系进行对比,结果表明：不同类型的地震的衰减特征存在一定的差异性,海域俯冲带板内地震的衰减速率要快于我国陆地地区的汶川地震的浅地壳地震;数值模拟结合经验关系的混合方法得到的南海俯冲带板内地震动衰减关系具有一定的应用价值,此方法可为没有实际地震动的地区建立衰减关系提供参考,建立的衰减关系可为海洋工程和近海交通重大工程的建设提供依据。     

南海北部陆坡软黏土全流动强度试验研究

鉴于海底软黏土强度测试困难和精度不足的现状,研发了一种适用于低强度、高含水率土体强度测试的新型全流动贯入仪,并进行了有效性校验。在此基础上,针对南海北部陆坡区典型软黏土,开展了多组原状试样的全流动强度试验,分析了试验中初始阻力系数N与重塑阻力系数N_(rem)的取值范围,给出了软黏土扰动前后不排水剪切强度沿深度的分布特征及变化趋势,并结合微观孔隙面积比和宏观构造灵敏度,探究了研究区土体的强结构特征。最后,基于重塑不排水剪切强度与含水率/液限间的关联性分析,提出了适用于研究区土体的不排水剪切强度归一化模型,为南海北部陆坡区海底能源开发、海洋工程基础设计与地质灾害预测提供参考。     

Unusually high (210)Po activities in the surface water of the Zhubi Coral Reef Lagoon in the South China Sea

Recent researches revealed the exciting application of ²¹⁰Po in tracing carbon and nitrogen cycling in the coral reef system. In order to quantify the recycling of particulate organic nitrogen (PON), both ²¹⁰Po and ²¹⁰Pb were examined at both high and low tides in the Zhubi Coral Reef lagoon, the South China Sea. Unusually, much higher ²¹⁰Po activities and ²¹⁰Po/²¹⁰Pb ratios, in comparison with those found in the open seawater and the lagoon subsurface water, showed additional input of ²¹⁰Po besides production from in situ²¹⁰Pb in the lagoon surface water. Statistical analysis identified that the reef flat seawater was the additional ²¹⁰Po source. Based on a mass balance model, the input rates of ²¹⁰Po varied from 0.04 Bq m⁻³ year⁻¹ to 8.41 Bq m⁻³ year⁻¹. On average, the additional ²¹⁰Po contributed more than 60% of the total ²¹⁰Po. The particulate ²¹⁰Po significantly correlated with the concentrations of PON, indicating that diffusion of ²¹⁰Po from sediment could be used to quantify the recycling of nitrogen. The average input rate of nitrogen was 16 mmol m⁻³ year⁻¹, which can support up to 11% of the primary production rate. These results suggested that the unusual behavior of ²¹⁰Po could provide new insight into the nitrogen recycling in the coral reef system.