地震强度递增沙堆模型响应机制的研究

针对汶川地震Ⅹ度和Ⅺ度烈度区崩塌滑坡面积与累计频率统计关系呈现不同分布规律的现象,开展了地震峰值加速度从0.075~0.450g的6组振动台沙堆模型实验.实验重现了随振动强度增加,落沙量与累计频率从幂律分布-对数正态分布-正态分布依次转变的现象.数学分析表明,变异系数的减小,是这3种概型依次转变的原因.根据实验观察,随扰动递增沙堆表面颗粒行为呈现不同响应模式:微振动时颗粒活动性消失的概率与活动性分叉的概率在总体上平衡,当颗粒间近邻的相互作用导致连锁反应时才能发生大规模落沙事件,具有最大的不确定性.强振动时大部分颗粒就能独立启动,大规模落沙成为必然事件.据此提出,落沙规模由自组织控制的颗粒链式反应过程,向外力控制的颗粒独立下落过程的转化是导致变异系数减小的物理机制.根据以上认识,随地震烈度增加,汶川地震触发的崩塌滑坡规模与累计频率依次服从幂律分布-对数正态分布的现象,可能是具有普适性意义的规律.     

Ⅶ—Ⅸ度烈度区地震触发崩塌滑坡分布规律

利用"4·20"芦山地震Ⅶ—Ⅸ度烈度区资料翔实的有利条件,研究不同烈度区地震触发崩塌滑坡的整体分布规律,并基于自组织临界状态理论,从物理角度对其机理进行诠释.实震资料表明:Ⅸ度、Ⅷ度、Ⅶ度烈度区,崩塌滑坡面积与发生频率之间的关系均可用幂律描述,且幂指数b值相近,但随地震烈度的降低,崩塌滑坡密度单调减小;元胞自动机模拟表明:当扰动强度按0.5的比率递减时,沙堆模型的动力学特性基本服从同一幂律分布,雪崩密度呈线性关系减小;振动台沙堆模型物理实验也支持了以上结论.说明规模与发生频率之间的幂律关系是Ⅶ—Ⅸ度烈度区地震触发崩塌滑坡的统一分布规律,灾害点密度的不同是体现它们震害强度差异的主要指标.结论可为地震触发山地灾害危险性区划、地震次生灾害风险评估等提供科学依据.     

一种基于CFD理论船舶附加质量与阻尼的计算方法

以计算流体动力学(CFD)理论为基础,给出了一种船舶附加质量与阻尼的计算方法.对船体二维横剖面绕流进行了数值模拟,计算分析了不同振荡模态下浮体的附加质量与阻尼,并与相关势流理论结果进行了比较.研究表明,文中的方法能准确给出浮体运动时的附加质量和阻尼,比势流理论更具有可扩展性,比实验方法更易实现和控制,在船舶性能的分析预报等方面具有广阔的应用前景.     

崇明东滩湿地生态系统碳通量贡献区分析

利用崇明东滩湿地所建造的通量观测塔,连续监测了2006年生态系统的二氧化碳通量及其相关因子的变化.利用FSAM(Flux Source Area Model)模型,并结合地面测定,对湿地生态系统碳通量贡献区进行了分析.发现通量贡献区范围在各风向均随大气稳定程度的增加而拉长.在稳定的大气条件下,非主风方向上的通量贡献区范围要显著大于主风方向上的通量贡献区,但在非稳定大气条件下,两者相差不大.由FSAM模型所估测的通量贡献区范围表明:所测的碳通量数据可以较好地反映下垫面的通量信息.     

潮汐与降雨对滨海湿地地下水位的影响

滨海湿地地下水位高度同时受到潮汐、降雨及地形等多个环境因子的影响,因此其动态特征较为复杂,测量比较困难.我们引入了美国陆军工程兵团提供的方法来准确测定滨海湿地地下水位变化,然后使用交叉小波变换、分类回归树法等方法分析了2011年9—11月在上海崇明东滩湿地获得的水位数据和气象数据以及相应的潮汐数据,发现:1)滨海湿地地下水位在12h和24h周期上与潮汐交替呈现出相关和不相关的关系,反映了滨海湿地地下水位在双峰、上升和下降3种模式之间的规律性切换;2)这3种模式是在潮汐、降雨以及日平均地下水位本身的综合作用下形成的.同时,我们还发现,当潮差小于3.185m,且降雨量小于1.2mm时,地下水位会下降;而同样条件下,当降雨量大于1.2mm时,地下水位则倾向于上升;当潮差大于3.185m,且当日平均地下水位高于-0.017m时,地下水位则会表现为双峰式的变化.如果日平均水位低于-0.017m,潮水则会补充地下水位.