静校正方法在黄土塬地区的联合应用

黄土塬地区静校正问题严重,一直是地震资料处理中的难题。针对黄土塬地区的近地表特征,基于地震资料分析,提出了联合应用多种静校正方法解决静校正问题的思路。首先应用模型初至反演静校正方法建立低、降速带结构,进行长波长静校正;然后利用折射初至交互迭代静校正方法求取中、短波长剩余静校正量;最后应用最大能量法、模拟退火法和遗传算法相结合的综合寻优方法,利用连续稳定强反射层的反射信息,求取短波长剩余静校正量。3种静校正方法的联合使用,有效地解决了黄土塬地区的静校正问题,剖面质量得到了较大改善,信噪比和振幅保真度均得到大幅度提高。     

历史时期黄土高原的植被及其变迁

距今３０００－２０００年前，黄土高原六盘山以东，吕梁山以西，长城以南地区显域生境植被为疏林灌丛草原，并存在一定的区域差异唐宋时期，黄土高原的植被表现出显著的变化，主要是草原带的南移和某些耐旱植物分布范围的扩大。自北宋以后，人类活动对植被的破坏越来越强烈。掩盖了植被由于自然原因发生的变化。     

饱和重塑黄土的动力特性

基于饱和重塑黄土的静、动力三轴试验结果,探讨了饱和重塑黄土的静、动力特性。分析了静力试验中饱和重塑黄土的应力-应变关系。根据动力试验结果研究了饱和重塑黄土轴向应变、动强度、有效应力路径和滞回圈的变化规律:轴向应变随着振动次数的增加逐渐增大,且变化曲线存在着明显转折点,在较低围压时,εa分为先平缓上升和后陡升至破坏两个阶段,在较高围压时,εa分为振动初期存在陡升然后平缓上升最后又陡升至破坏三个阶段。有效应力路径逐渐向左发展,且移动幅度逐渐加大。每一个振次的有效应力路径形成一个封闭的区域,试验过程中封闭区域的面积逐渐增大。随着振动次数逐渐增大,滞回圈的面积和倾斜度均逐渐增大。通过动弹模试验结果发现饱和重塑黄土在不同围压下1/Ed均随着εa的增大而增大,确定出不同围压下1/Ed~εa关系中的a、b值和最大动弹模Edmax;阻尼比λ随动应变εa的增大逐渐增大,且最终趋于稳定,给出不同围压下阻尼比λ的建议值,从而为指导工程实践提供参考。     

原状黄土增湿过程中的土水特征曲线模型

黄土增湿过程是黄土持水特性与增湿变形特性相互影响的过程。已有的土水特征曲线模型主要描述土体的含水状态与吸力的相关关系,无法全面反映增湿过程中黄土的持水特性与变形特性。因此在固结仪上开展了新疆原状黄土的分级增湿试验研究,试验中引入能够全面反映土体含水状态和变形情况的"增湿水平"这一变量,并用增湿水平和吸力表征黄土土水特征曲线模型。结果表明:各竖向压力作用下增湿过程中,半常用对数坐标系下原状黄土增湿水平与吸力关系曲线形状相似,均明显的分为初期平缓段和陡降段两个阶段;竖向压力对增湿水平与吸力关系曲线的影响主要体现在初始吸力与陡降段斜率的不同,可以归一化为幂函数形式;为此建立了以增湿水平和吸力表征的土水特征曲线模型。并将该模型用于其他地区黄土,验证了所建模型适用于原状黄土的初始含水率和吸力状态、不同初始含水率的压缩状态,以及重塑黄土在压力作用下的增湿变形状态。     

论黄土沟壑区小尺度水资源优化配置的重要性

通过深入黄土高原丘陵沟壑区的腹地调查,对水资源特点、地形地貌特征、生产经营方式等进行了分析,指出由于该区域水资源量少、分布不均、缺乏常规水源;地形破碎、山高、坡陡、沟深、沟谷密度大;区域内农业生产只能在小流域分割的自然单元内进行、生产特别分散、规模小、以户经营、城镇间经济联系不紧密、彼此呈孤立的发展状态等特点,决定此类区域水资源配置与开发利用以小流域单元内自身资源为主,小尺度水资源配置更符合此类区域的特点。通过对黄土丘陵沟壑区水资源开发利用中存在的问题和国内外水资源配置研究的进展分析认为,目前在水资源配置方面的研究成果,主要集中在大区域及宏观水资源优化配置,对小尺度的水资源优化配置研究较少,可支撑和指导黄土丘陵沟壑区的小尺度水资源优化配置、高效利用的研究成果和科学规划的不足,开展小尺度水资源配置研究,对于指导该类区域的水资源合理利用具有重要意义,十分必要。     

非饱和重塑黄土的一种简化离散元模型

黄土是一种水敏性颗粒材料,其强度受含水率影响十分明显。基于非饱和土力学的基本理论,利用颗粒离散元方法,建立了一种非饱和黄土的简化离散元模型。在对非饱和黄土的力学特性进行离散元模拟分析后,与室内三轴试验进行了对比验证。对比模型和试验结果发现：不同含水率试样的应力应变关系受土体颗粒间摩擦系数直接影响,表现为试样含水率越高,摩擦系数越小,说明该离散元模型在一定范围内能够反映重塑黄土的土力学特性。     

黄土中降雨入渗规律的现场监测研究

已有许多人工降雨试验确定的黄土入渗深度有限,一般很少超过4m,由此认为降雨难以通过正常渗流途径到达地下水位;而是通过裂隙、落水洞等通道灌入深部补给地下水的。然而调查发现,这种入水通道仅在黄土塬边的卸荷区常见,塬的中部很少。为了了解黄土地区地表水以何种方式补给地下水,在甘肃正宁县建立了一个监测站,通过在一深度为10 m的探井井壁上埋设土壤水分计,对天然降雨入渗条件下不同深度黄土层的体积含水率变化情况进行了为期一年的连续监测,同时采用雨量计记录其间的日降雨量。结果表明：2 m以内的浅部土层,土壤水分具有周年的背景变化趋势,该趋势和蒸发量的变化趋势吻合。当日降雨量小于18mm/d时,水分仅在表层循环,对地表以下（>20cm）的含水率几乎没有影响。当日降雨量大于18mm/d时,才会引起土壤含水率骤增,降雨量越大,土壤含水率增幅越大,影响深度越大,随着深度增加,增幅减小,时间上渐有滞后。观测点黄土的浸润带约为2m,2m以下的非饱和黄土中,水分以非饱和渗流或水汽形式迁移,水汽迁移量很小,但不可忽视,当遇到透水性差的古土壤层时,会在其顶部富集,长期作用则可能形成软弱带,诱发黄土滑坡。     

掺粉煤灰压实黄土环剪试验研究

为了探究掺粉煤灰压实黄土残余强度特性,采用HJ-1型环剪仪对不同含水率和不同粉煤灰掺量条件下的黄土进行试验研究。结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,土样最大干密度近似呈线性减小,而最优含水率近似呈线性增加;平衡含水率以下,残余强度与掺灰量呈负相关,平衡含水率以上,残余强度与掺灰量呈正相关。在工程应用中,可以考虑用适量粉煤灰处理较湿土,以达到降低土体自重,同时增强残余强度的目的。     

黄土崩塌灾害运动机理及其离散元数值模拟研究

黄土崩塌灾害严重危害人们的生命和财产安全,为了探索黄土崩塌灾害破坏过程,揭示其运动 机理,基于静力学、运动学、能量转化规律、非连续体离散元等理论与方法,利用２Ｄ－Ｂｌｏｃｋ离散元程序对 崩塌体运动过程仿真模拟,从“孕育、发展、变形、危害”全过程分析,研究黄土崩塌灾害“倾倒－坠落－ 撞击－弹射－堆积”的运动机理,包括影响因素、运动过程、危害方式等,推导、获取各演化阶段相关变量 计算公式、参数。     

黄土坡面细沟发育过程中的重力侵蚀实验研究

利用室内模拟实验的方法对典型坡度条件下黄土坡面细沟发育过程中的重力侵蚀规律进行了研究。通过对水沙测量结果的统计分析，同时结合实验中对重力侵蚀现象的观测，给出了实验条件下的临界重力侵蚀含沙量，以此为依据计算了重力侵蚀产沙量及重力侵蚀量达到总侵蚀量50%时对应的“中值时间”。结果表明，在细沟发育过程中，重力侵蚀产沙量存在着由增大到减小再到波动的变化趋势，这一趋势对坡面产沙变化具有重要的影响。重力侵蚀发生的中值时间则由小变大，反映了细沟发育的不同阶段重力侵蚀由以沟头坍塌为主向以沟壁崩塌为主的转化过程。