泥石流堆积区粒度分布特征

为研究泥石流堆积区单期和多期粒度分布及其关系,通过现场调查和颗粒分析试验,采用统计法分析泥石流堆积区形态特征、平面和垂向粒度分布特征。结果表明:泥石流堆积区呈中间高两侧低,横轴与纵轴长度基本一致;平面上纵向从沟口到堆积扇前缘粒径逐渐增大,曲线范围峰值粒径百分含量中轴线最大,向两侧逐渐减小,中轴线粒径集中性强;平面上横向从沟口到堆积扇前缘粒径呈增大的趋势,曲线范围峰值逐渐变大,曲线范围峰值粒径百分含量逐渐增加,堆积区中部粒径集中性强;垂向上自上而下厚度逐渐增大,粒径曲线范围峰值主要为10～20 mm,具有较好的集中性。研究成果可为泥石流形成机理研究和泥石流防治规划等提供参考。     

自然沙堆积的静止角研究

以塔克拉玛干沙漠西南边缘自然沙丘的沙子为研究对象,对不同粒径的沙采用漏斗法进行沙堆积,并录像记录了沙的堆积过程。将录像处理成图片,用计算软件“CorelDraw”处理,从而得到沙堆静止角和崩塌角随时间和沙粒粒径的变化关系。得出结论：（1）沙堆的静止角随时间呈振荡变化。首先,静止角逐步变大到崩塌角,崩塌后堆积角回到静止极角,然后再增大到崩塌角,如此往复。（2）当粒径小于0.30 mm 时,沙堆崩塌角及崩塌角与静止极小角的差值随沙粒粒径的增大而增大;但当粒径大于0.30 mm 时,其差值随沙粒粒径的增大而减小。（3）崩塌角与静止极角差值的平均值为（4.6±0．6）°。（4）混合沙的崩塌角与静止极角的差值为（5.2±0.3）°。     

气淬法粒化高炉渣实验研究

为了有效利用高炉渣余热,提高炉渣附加值,采用干式处理方法——气淬法,对高炉渣进行粒化,研究碱度和喷吹气体压力对成珠率、渣珠平均直径和粒径分布的影响规律.结果表明:成珠率随碱度的增加呈先增加后降低的趋势,碱度1.2时获得最高成珠率;渣珠的平均直径随碱度的增加先减小后增大,碱度超过1.2后,平均粒径显著增大;随喷吹压力的增加,成珠率呈先增加后减小之后又增加的趋势,压力为0.2MPa时成珠率最高;渣珠平均直径基本呈逐渐减小趋势并且减小趋势变缓;渣珠粒径集中分布在1~2.5mm之间,基本呈正态分布,分布较均匀.     

不同级配砂砾石介质渗透系数的试验研究

以黄河中游段河床自然堆积砂砾石体为研究对象,通过室内同容重不同级配混合体的系统渗流试验,探讨了大、中、小粒径组不同级配条件下渗透系数的变化特性,量化了分别反映大、中、小粒径组的特征粒径指标,建立了渗透系数与特征粒径指标之间的关系模型。研究结果表明:在大粒径砂砾石含量不变的情况下,渗透系数随着小粒径含量的增大而减小,与有效粒径d10呈密切的二次多项式相关关系;在中等粒径砂砾石含量不变的情况下,渗透系数随着大粒径含量的减小而减小,与不均匀系数cu呈对数相关关系;在小粒径砂砾石含量不变的情况下,渗透系数随着大粒径含量的减小而减小,与限制粒径d60也呈很密切的二次多项式相关关系。     

“4·20”芦山地震地质灾害遥感快速解译与空间分析

2013年4月20日四川省芦山县发生7.0级地震,地震诱发了大量的崩塌滑坡。利用四川省测绘地理信息局和四川省地质调查院提供的芦山县城、太平镇、宝盛乡、龙门乡、清仁乡、上里镇、思延乡等重灾乡镇的震后高精度航空影像进行了地质灾害体的解译,利用GIS分析了芦山地震诱发的崩塌滑坡的空间分布关系和特征。结果表明崩塌滑坡主要受断层控制,距离发震断层3km范围内分布密度最大;坡度是影响崩滑分布的重要因素,崩滑体主要分布在坡度40°～50°范围内;在海拔高度1～1.5km范围内崩塌滑坡密度最大;距水系400m范围内的崩塌滑坡分布密度最大;白垩系泥岩、砂岩出露的地方容易产生大量崩塌滑坡;崩塌滑坡主要集中分布在Ⅸ烈度区。     

藏东南帕隆藏布流域波密县城至索通泥石流堆积扇形成的制约因素与特征

藏东南帕隆藏布流域波密县城至索通村段泥石流灾害频发,河谷两岸形成众多差异明显的泥石流堆积扇,深入研究泥石流堆积扇形成的影响因素对于泥石流灾害的防御具有重要的意义.基于野外现场调查,结合高精度遥感影像解译和1∶50 000地形图,圈定出帕隆藏布流域波密县城至索通村处36条泥石流堆积扇的范围,并总结研究区泥石流堆积扇分布规律:以古乡为分界,古乡以西至波密县城段泥石流堆积扇的密集程度和面积都比古乡以东至索通村段大;在帕隆藏布南北岸上,北岸发育的泥石流堆积扇面积明显比南岸大,且著名的古乡泥石流沟就发育在北岸.在此基础上统计并分析流域面积和主沟纵坡降与泥石流堆积扇的关系:对于帕隆藏布流域,堆积扇面积与流域面积和主沟纵坡降之间存在指数关系,堆积扇面积总体上随流域面积的增大而增大,而随主沟纵坡降的增大而减小.分析堆积区特征中的可容纳空间和主河能量对堆积扇的影响,堆积扇可容纳空间和主河能量分别对堆积扇有限制和破坏作用.     

颗粒粒径和吸附水膜对细粒土渗透性的影响

细粒土的渗透性因受诸多因素影响而难以通过计算准确得到。对此,将其简化为单一粒径球形颗粒的堆积体,建立基于最密实状态下四方堆积方式的土颗粒堆积模型,并采用基本单元对堆积模型的几何特征进行分析。研究发现:只要堆积体和颗粒间的尺寸比超过10 000,细粒土的孔隙率就与粒径无关;但随吸附水膜的增加而减小,渗透系数随粒径减小而急剧减小,随水膜厚度增大而大体呈减小趋势,但不同粒径减小幅度不同,较大颗粒(粒径大于0.05 mm)减小幅度很小,且基本呈线性趋势,极细颗粒(粒径小于0.001 mm)减小幅度很大,且呈非线性趋势。已有渗透试验测试值验证了不同粒径和水膜厚度下渗透系数计算值的变化趋势,且黏粒渗透系数的计算值与实测值吻合很好。     

堆积碎石土剪切特性的三轴试验

堆积碎石土是不同于土和岩体的一种不连续非均匀介质,以其作为坡体物质的滑坡广泛分布于中国西南及西北地区。考虑连续强降雨雨后滑坡的失稳机理,分析不同含石量、含水率和周围压力状态下堆积碎石土的主应力差-应变曲线、孔压-应变曲线、破坏形态以及相应的抗剪强度指标的变化规律。研究结果表明:由于碎石的存在,堆积碎石土的主应力差-应变曲线大多呈"台阶状"分布并具有应变硬化现象;含石量和含水率是影响堆积碎石土剪切特性的关键因素,当含水率不变,随含石量增大,黏聚力减小,内摩擦角增大;当含石量不变,随含水率增大,黏聚力先增大后减小,内摩擦角减小;存在某一最佳含石量和最优含水率组合下的堆积碎石土抗剪强度最大,该组合指标特征可作为判断连续强降雨雨后堆积碎石土滑坡失稳临界状态的理论支撑依据之一。     

连铸结晶器内气泡群粒径分布的实验研究

为了获得结晶器内的气泡粒径及其分布规律,建立了一套水模型实验系统.为模拟真实上水口的吹氩过程,采用莫来石制作水模型的环状吹气装置,利用激光片光源和高速摄像机捕捉气泡的瞬时分布,并采用Image J软件分析和计算气泡的粒径.结果发现:气泡平均粒径随水流量、水口插入深度的增加而增大,随吹气量、水口倾角的增大而减小;莫来石弥散砖产生的气泡初始粒径较小且分布均匀.气泡粒径在结晶器宽面一侧水平方向上呈先增大后减小的趋势.随水流量的增大,气泡分布更加分散;随吹气量的增加,气泡分布规律无明显区别,但粒径增大.     

粒径对石油焦粉及煤粉的堆积与流动特性的影响

以窄粒径分布的2种工业原料粉体——石油焦粉与煤粉为实验物料,通过测试粉体的压缩性、休止角、剪切特性及流动能,研究了粒径对其堆积及流动性的影响,并对比分析了两者的差异性。研究结果表明:随着粒径的增加,粉体压缩性减小、堆积密度增大,基本流动能随之增大;休止角、内聚力和单位流动能随着粒径的增大而减小,粉体流动性变好;随着固结等级的提高,2种粉体的内聚力均增大,流动性变差;在相同固结状态下,2种粉体的剪切性能无明显差别。与大颗粒相比,粒径小于70μm细颗粒的堆积特性及流动性对固结应力的变化更为敏感。不同粉体的对比表明,石油焦粉的堆积密度大于同等粒径的煤粉。在粒径大于70μm的范围内,石油焦粉与煤粉流动性相当;而在粒径小于70μm的范围内,石油焦粉的流动性略差于煤。     

雷波县白沙村滑坡-碎屑流粒度分布特征与运动过程关系

2017年7月1日，四川省雷波县白沙村发生滑坡-碎屑流灾害，为了揭示滑坡-碎屑流过程中粒度特征的变化情况，在野外调查和无人机航摄数据分析的基础上，通过碎屑流粒度特征的统计分析试验，结合谢德格尔公式对碎屑流运动速度的估算，研究了碎屑流粒度特征与运动过程的关系，结果表明：（1）碎屑流堆积体表层碎石的等效粒径为4~6cm，碎屑流中的巨石等效粒径主要在0.5~1m之间；（2）通过统计堆积体表层碎石粒径的变化情况可反映出碎屑流动能的变化，运移速度增加，碎石粒径越大，携带巨石能力越强，运移速度降低，碎石粒径减小，巨石越容易停积；（3）雷波县白沙村滑坡属于超高速滑坡，地形制约和挡土墙的阻挡是造成该滑坡-碎屑流移动性较低的原因。     

日照港岚山港区附近海域秋季浮游动物群落结构特征

为了解秋季日照港岚山港区附近海域浮游动物状况,并初步探讨该海域浮游动物群落结构特征与围填海工程的关系,本研究以2019年11月在该海域的调查数据为基础,并结合2010年、2013年、2016年的调查资料,分析该海域浮游动物的群落结构特征及变化情况。2019年11月日照港岚山港区附近海域共发现浮游动物31种,平均生物量(湿重)为66.0mg/m3,平均丰度为35.8ind/m3,调查海域浮游动物丰度和生物量平面分布基本一致,总体上呈近岸高、远岸低,港区内低、港区外高的趋势;调查海域的优势种为强壮箭虫Sagitta crassa、薮枝螅水母Obelia spp.和五角水母Muggiaea atlantica;多样性指数为0.41—3.01,平均为1.61。综合分析2010—2019年4次秋季的调查数据,日照港岚山港区附近海域浮游动物种类组成比例有所波动,节肢动物所占比例先降低后升高,腔肠动物所占比例先升高后降低;种类数和丰度呈先降低后升高趋势,生物量和多样性指数呈先升高后降低趋势。调查海域浮游动物种类数量和丰度在波动趋势上与所在海域围填海工程的建设进展存在一定的响应关系,但浮游动物生物量、多样性指数与调查海域围填海工程持续建设响应关系不明显。     

基于遥感的喀斯特地区水体景观格局演化定量分析

选择广西隆安县为研究区,以年度内不同季节的LANDSAT 8OLI遥感影像为数据来源,在遥感软件支持下,使用监督分类方法对研究区水体进行提取,进而采用空间分析方法得到不同季节间水体空间分布变化量,再采用Fragstats软件对水资源空间分布和季节间变化的景观格局特征进行分析。结果表明:从5月到8月,再从8月到11月,斑块面积(AREA)、斑块个数(NP)、斑块密度(PD)、景观形状指数(LSI)、景观分裂指数(DIVISION)等5个景观指数先上升后降低,最大斑块面积占比(LPI)、蔓延度指数(CONTAG)、斑块集聚度指数(AI)等3个指数先下降后上升,体现了喀斯特地区水体空间格局一年内呈现聚集度先升后降,蔓延度指数先降后升的趋势,水体空间格局的景观指数受季节影响较大;典型相关分析表明,斑块个数(NP)和斑块密度(PD)等基本景观指数与景观形状指数(LSI)、斑块集聚度指数(AI)、景观分裂指数(DIVISION)等存在高度相关,典型变量的极显著相关主要由斑块个数(NP)、斑块密度(PD)、景观形状指数(LSI)和斑块集聚度(AI)引起,但景观形状指(LSI)、蔓延度指数(CONTAG)、斑块集聚度指数(AI)等3个指标在演变过程中也存在一定波动和无序化,反映出喀斯特地区水体空间格局在不同季节间的变化,呈现出不规则和无序化的特征。     

渐缩型气动喷砂喷嘴冲蚀模拟分析

为研究气动喷砂枪喷嘴喷射颗粒对自身造成的冲蚀磨损情况,通过选取渐缩型气动喷砂喷嘴为研究对象,运用CFD软件对其内部流场及颗粒运动特性进行模拟分析;通过改变收缩角度、颗粒粒径及颗粒质量流率进一步分析影响喷嘴冲蚀速率变化的规律。结果表明:喷嘴的冲蚀区域主要集中在收缩段及收缩段与出口段交界面处;以收缩角度为30°、45°、60°的喷嘴为例,随收缩角度的增加,冲蚀区域出现"逆向发展";随颗粒粒径的增加,喷嘴最大冲蚀速率呈现先下降后上升的"U"形变化趋势,且其最低点所对应的粒径与收缩角度成反比;随颗粒质量流率的增加,喷嘴最大冲蚀速率呈上升趋势,但并未呈现线性关系。     

海南岛台风灾害综合危险评价

为更好地揭示海南岛台风灾害危险分布规律,耦合孕灾环境敏感和致灾因子危险两方面因素,利用海南岛1980-2019年台风数据,运用组合权重法,构建海南岛台风灾害综合危险评价模型,并按10年间隔划分为4个年代,得到海南岛不同时期台风灾害综合危险分区.结果 表明:①孕灾环境敏感程度在空间上具有从东部、西南部沿海向内陆逐渐降低趋势,以中低敏感区为主,面积占比30.88％,高敏感区面积1495.02 km2,占比为4.42％;②致灾危险程度随时间推移呈现上升一下降—上升变化趋势,空间分布具有从沿海向内陆呈逐级递减趋势特征;2001-2009年致灾因子危险程度低的范围最广,面积为25624.85 km2,占比达75.7％;2010-2019年致灾因子危险程度高的范围最广,面积占比达34.78％;③台风灾害综合危险随时间变化呈现下降—升高趋势,空间上均具有从东北部、西南部沿海向中部内陆和西北部沿海降低特征;2001-2009年综合危险指数最低,面积占比为29.61％;2010-2019年代综合危险指数最高,面积占比达42.08％;④台风灾害综合危险高值区主要分布东部、西南部沿海的文昌、陵水等6市县;中值区分布在沿海、内陆的万宁、保亭等6市县;低值区则分布在中部内陆至西北部的五指山、临高等6市县.海南岛台风灾害随时间变化具有较复杂的演变规律,随着社会经济的发展,防治台风灾害的任务将更艰巨.     

缸内直喷汽油机颗粒物粒径分布特性

采用DMS500快速颗粒取样分析仪对一台缸内直喷国Ⅳ汽油机进行了颗粒物粒径分布特性的试验研究．结果表明：缸内直喷汽油机排气颗粒物呈包括核态和积聚态颗粒物的双峰分布,仅怠速工况呈核态单峰分布．随转速升高,总颗粒物数浓度在部分负荷下逐渐降低,外特性先降低后升高;随负荷增加,总颗粒物数浓度在中、低负荷下逐渐降低,满负荷时急剧增加．随转速升高,核态颗粒物在部分负荷速度特性下数密度峰值逐渐降低,外特性下先降低后增加;积聚态颗粒物数密度峰值逐渐降低．随负荷增加,核态颗粒物数密度峰值在中、低负荷时逐渐降低,满负荷时增加;积聚态颗粒物数密度峰值在中、低负荷时先升高后降低,满负荷时最高．     

九寨沟景区“8.8”震后崩塌灾害发育特征及影响因素

2017年8月8日四川省阿坝州九寨沟县发生里氏(Ms)7.0级地震,震中据九寨沟景区仅5 km,地震诱发大量崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害,严重威胁景区正常运营。通过对景区则查哇沟两岸8处重大崩塌灾害点深入调查,统计分析崩塌(危岩)规模、分布及变形破坏特征,并结合景区的地质环境,研究地形地貌、地质构造、岩性及地震对崩塌发育的影响。结果表明:该区多发育中、高位崩塌,低位较少;中、高位崩塌具有"归槽效应",形成的崩塌流呈面状破坏,危害性较大。研究结果对防治景区震后崩塌灾害有借鉴价值。     

基于库水位涨落与降雨耦合作用下新田崩塌体变形分析

三峡库区水位调动不断影响沿岸的地质条件,沿岸涉水滑坡与崩塌体变形严重,为分析水位变化与降雨对沿岸的作用,以新田崩塌体为研究对象,通过现场地质调查及工程测量,建立崩塌体计算模型,采用数值模拟方法对该崩塌体在库水位变化、降雨和二者耦合作用工况条件下的变形破坏进行分析,在二维模型中利用Morgenstern-Prince法对新田崩塌体在不同工况下进行稳定性计算,同时建立三维崩塌模型进一步研究崩塌体破坏机理,在数值模拟中监测应力、位移、孔隙水压力及等效塑性应变的变化,结果表明：水位骤降与强降雨同时作用下对对新田崩塌体的变形影响很大,同时在最不利工况下,利用计算结果建立崩塌体变形破坏的数值预测模型,为崩塌体的后期防治提供参考。     

冰崩涌浪作用下的冰湖溃决过程试验研究

冰崩涌浪是导致冰湖溃决的一个主要的诱发因素之一。本文通过水槽模型试验，研究了在冰崩涌浪作用下，不同颗粒级配、坝高、下游坝坡坡度时冰碛坝的溃决过程，主要结论如下：（1）冰碛坝存在漫顶溃决、坝坡失稳、管涌破坏三种溃决模式；（2）根据冰崩涌浪的对坝体的侵蚀效应，结合溃口的纵向演化过程，将冰碛坝的溃决过程划分为涌浪侵蚀阶段（阶段Ⅰ）、库区小扰动溢流侵蚀阶段（阶段Ⅱ）；（3）涌浪过坝后的强水动力条件增加了坝体的侵蚀率，当溃口贯通后，涌浪已基本消散，溃决过程转为为正常的溢流溃决，并且涌浪向坝体提供了高频瞬时荷载，削减了坝体稳定性；（4）从动力学的角度提出了冰碛坝临界溃决条件的判定方法；（5）冰湖溃决洪峰流量与坝高和下游坝坡呈现正相关，与坝体中值粒径（D50）呈现负相关关系。     

基于Ergun方程的菱镁球团填充床层阻力特性实验

菱镁球团重烧竖炉内的气流流动分布较为复杂,获得料层阻力特性规律是开展竖炉内气体流动及气固换热过程研究的基础.从颗粒填充床的气体动力学出发,以Ergun方程为基础,首先系统测量了菱镁球团颗粒关键宏观特性——粒径分布、密度、球形度及空隙率;通过冷态实验修正了Ergun方程中黏性阻力系数和惯性阻力系数,获得了适用于描述菱镁球团床层阻力特性的关系式.结果表明:球形度及空隙率均随颗粒粒径的增加而增加;单位料层压降随气体流速的增加而增加,且增长趋势逐渐加剧,反之随着颗粒粒径的增加而减小.