冲积扇油气管道坡面侵蚀灾害因子分析

坡面侵蚀是管道破坏的重要地质灾害之一，且其过程复杂，各指标因子相互作用。基于熵权法确定指标权重，距出水口距离所占权重最高，达24%。通过GIS沿管道两侧50 m建立缓冲区，利用空间加权叠加分析，得到缓冲区侵蚀强度。以灾害点侵蚀强度为统计指标，对坡面侵蚀的抗冲性、渗透性、植被、坡度、距出水口距离、水量6类指标进行统计分析。结果表明，坡面侵蚀强度与渗透性、坡度、水量呈现较好的正相关；抗冲性、植被与侵蚀强度具有一定程度的负相关关系；整体而言，侵蚀强度随距出水口距离的减小变高。     

渗透剪切作用下黄土的力学特征

黄土高原地区黄土在灌溉作用下,逐渐达到饱和状态,饱和中,陡坡类黄土坡体自重增加引起下滑力增加.该过程持续进行后,坡体内部同时发生渗流和剪切过程,导致坡体的变形不断增大,直至破坏后形成滑坡.本文选取黑方台4.29滑坡为研究对象,在现场调查的基础上,利用滑坡后壁原状黄土试样,基于三轴试验设置10组共60个原状样对饱和黄土的渗透剪切行为进行模拟.试验中设置了0.5、0.1和0.05 mm·min-1三个不同的加载速率对黄土试样进行剪切,为比较分析,对0.1 mm·min-1剪切速率试样设置了0、1、2和5 m几个不同水头进行了试验.试验结果表明:饱和黄土在渗流与剪切耦合作用下,表现出应变硬化特征,渗透作用明显降低了黄土的强度,尤其是黄土黏聚力降低,其降幅达5.24%~63.35%.对已有强度指标拟合后获得黄土在渗透剪切工况下的强度修正公式.     

基于多尺度分层联合的泥石流物源信息精细化提取方法

针对泥石流物源分布破碎、赋存条件复杂的特点以及泥石流防治工程中物源信息精度需求高的问题,提出一种面向对象的分层联合信息提取方法,其综合样本分类器能实现模糊分类的优点和规则分类器在地物空间信息提取方面的便利性,联合样本分类与规则分类两种影像信息提取手段;根据不同地物间的特征差异,遵循由粗至细、去伪存真的处理原则,分阶段、分层次处理影像信息,逐层剔除无关地物信息的同时提取目标地物信息,从而实现泥石流物源类型及其空间分布特征的精细化提取.以西部高寒干旱地区某泥石流沟的无人机遥感影像为试验数据,对所提多尺度分层联合信息提取方法进行验证,结果表明降低了不同地物间的混淆,提高了分类结果精度,为破碎分布型泥石流物源信息的精细化提取提供了新方法和思路.     

气象观测塔架周围风场水平风速畸变规律的定量分析

采用FLUENT软件,对位于中国巴丹吉林沙漠边缘高度为50 m的气象观测塔,定量模拟了处于水平来流流向风速作用下,塔架周围流场的畸变规律.定量模拟结果显示:流向风速在塔架背风区域的畸变与已有野外测量和风洞实验结果良好吻合,证实了本文定量模拟结果的可靠性.在此基础上给出了流向风速在塔架迎风区域的畸变规律,指出流向风速在塔架迎风区附近的亏损率随塔架方位θ基本服从高斯分布,且无论水平来流流向风速多大和距塔架表面多近,在方位角θ=±55°附近均可基本忽略塔架对来流风速的影响.揭示展向的塔架诱导风速随离塔架表面距离和方位以及水平来流流向风速变化的规律,发现塔架的诱导风速会随着水平来流流向风速的增大而增大,其最大值在展向可达到来流流向风速的15%左右.     

敦煌莫高窟第87窟温湿度特征

通过对敦煌莫高窟第87窟窟内温度和相对湿度的监测和分析,得出温度和相对湿度年变化规律.窟内温湿度特征因位置不同而有所差异.窟内上部测点平均温度高于下部测点的,而上部测点相对湿度低于下部测点的.2-8月是窟内温度升高阶段,8月-翌年2月是窟内温度的降低阶段.窟内温度低于窟外温度时,上部测点的温度日较差较大;窟内温度高于窟外温度时,下部测点的温度日较差较大;离窟门越近温度日较差越大.通过对窟内外温度之差进行非线性拟合,得到了温度差随时间变化的曲线方程,发现其符合正弦曲线变化规律.温度差最大值出现在12月中旬,最小值出现在6月中旬,温度差为零的临界点出现在3月下旬和9月中旬.     

干湿循环对不同密度砂岩强度劣化的影响

揭示干湿循环过程中砂岩强度的劣化规律对防治失稳岩质边坡具有重要指导意义.以兰州市岩质边坡的砂岩为研究对象,通过抗压、抗拉试验及电镜扫描观察,分析干湿循环对不同初始干密度砂岩强度的劣化影响.研究结果表明,砂岩的单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度及其劣化速率与干湿循环次数成负相关,单轴抗压强度、弹性模量和抗拉强度与干湿循环次数具有良好的指数关系.同一强度参数中,不同初始干密度砂岩强度参数值的差别随干湿循环次数的增加呈减小趋势.干湿循环次数相同时,随初始干密度的增大,单轴抗压强度、弹性模量和抗拉强度及其劣化程度呈递增趋势.在干湿循环递进的过程中,砂岩的微观结构发生显著改变,不同初始干密度砂岩的微观结构差别逐渐减小.干湿循环对砂岩强度的劣化与循环次数和初始干密度密切相关.     

游客呼吸对敦煌壁画白粉层的损害机理研究

壁画的美学价值主要在表面,壁画的表面主要由白粉层和颜料层组成。游客进入洞窟会使洞窟内的微环境(即温度、湿度、CO2)在短时间发生变化,这会产生一个连续的应力而使壁画疲劳老化,颜料层和最外层产生剥离、微裂隙等损害。为了研究游客呼吸对敦煌壁画的损害机理,采用澳大利亚TPG-1260-5×400-TH植物生长箱模拟游客呼吸作用导致的莫高窟窟内微环境的干湿变化;从宏观与微观的角度分析了在温度、湿度、CO2循环变化条件下,壁画白粉层的劣化情况。并得到了以下结论:宏观方面,随着干湿循环次数增多,白粉层逐渐出现起甲、龟裂等损害,损害的总面积随着循环次数增加而逐渐增大,单个剥离块的面积随着循环次数增加逐渐变小;白粉层的开裂有从中间向两边扩展的趋势。微观方面,通过循环前后的电镜照片分析,可知循环后与循环前相比,小孔隙数量减少,大孔隙与中孔隙的数量增加。     

碎石桩传力特性的实验研究及其理论分析

应用自行设计制造的二维实验设备，通过杠杆砝码加压与测力环直接测量桩底压强相结合的方法，研究了不同长度碎石桩的传力方式和破坏模式。实验发现，直径和填料一定的碎石桩存在一个临界桩长(临界长径比)，当桩长跨越临界值时，碎石桩内部以及与桩周土之间的传力方式要发生改变。桩长小于临界值时，随着桩顶荷载增加，桩底的承载贡献率增大，而桩周土的承载贡献率减小。与之相反，桩长大于临界值时，随着桩顶荷载增加，桩底的承载贡献率减小，而桩周土的承载贡献率增大。实验还发现短桩和长桩的不同传力方式决定了不同的破坏模式。随着桩顶荷载增加，短桩将发生桩底刺入破坏，而长桩将发生顶端鼓胀剪切破坏。借鉴Janssen的“粮仓效应”经典理论，建立了二维碎石桩的传力模型。该模型对长桩定性符合良好，但对短桩不适合。     

复合外加剂石膏粘结材料性能的试验研究

位于新疆喀什市的香妃墓是全国重点文物保护单位,香妃墓主墓室穹窿顶北部琉璃面砖大多脱落,特别是穹窿顶半圆壳体大约1/2以下部分的琉璃面砖脱落非常严重,雨水渗漏。因此,研制粘结强度高、柔性好的石膏粘结材料,对防止琉璃面砖脱落,保护历史文物有着重要的意义。通过试验研究了添加复合外加剂石膏的各项性能,结果表明,通过添加适当比例的聚乙烯醇和甲基纤维素,在提高粘结强度的同时,可以增加石膏的柔性。添加白水泥虽然提高了石膏的抗压强度,但却降低了石膏的柔性。添加柠檬酸和骨胶,可以延长石膏的缓凝时间,满足施工的要求,但是柠檬酸和骨胶对石膏的强度提高和柔性的改善具有负面作用。     

PS材料加固遗址土试验研究

以PS材料加固的古遗址土为研究对象,选用具有代表性的古长城遗址土和故城遗址土两大类,对其原状样和重塑样进行PS材料加固,进行抗压、抗拉、雨蚀、风蚀试验及雨蚀、风蚀组合等试验,研究其力学强度特征及耐久性能。试验结果表明:经PS材料加固后,遗址土体的力学性能和抗雨蚀、抗风蚀能力明显提高;古长城土经PS加固后,其抗压强度可提高至1.5倍,且以PS浓度为5%、加固3次效果最佳,内聚力和内摩擦角明显提高,渗透性能小幅度降低;随老化时间增长,强度未降低,至少能承受8次冻融循环;PS加固故城土后,土体强度可提高1.2～1.8倍,抗风蚀能力提高6～24倍,抗雨蚀和风蚀综合能力提高6～13倍。PS材料具有良好的加固效果,为广泛地应用于土遗址保护加固工程中提供了理论依据。