干旱区夏季晴空期超厚对流边界层发展的能量机制

在全球干旱区,因其特殊的气候环境背景,夏季晴天常常会出现其他地区少见的超厚对流大气边界层(superthick convective boundary layer, SCBL),这种特殊的边界层结构具有重要的天气气候意义,但目前对这种超厚对流边界层发展机制理解十分有限.这既制约了大气数值模式中针对这种超厚对流边界层的参数化改进,也限制了超厚对流边界层与天气气候背景相互作用的科学认识.通过选取我国西北干旱区敦煌荒漠戈壁为代表性研究区,利用以往在该区域开展的陆-气相互作用观测试验资料及长期业务探空观测资料,从大气边界层发展的能量机制出发,对该地区出现的超厚对流边界层的发展过程进行分析.分析表明:从日际尺度看在持续晴空期即使在白天地表感热通量日积分值不变甚至减弱的情况下,大气对流边界层(convective boundary layer, CBL)的日最大厚度仍然表现为逐日持续增高的特点,且地表感热提供的能量无法平衡对流边界层发展所需要吸收的能量.主要原因是深厚的近中性残余层(residual layer, RL)在对流边界层发展过程中发挥了重要作用,通过夹卷过程从残余层进入对流边界层的夹卷能量是对流边界层逐日持续发展的关键能量补充.在夏季连续晴空期,对流边界层与残余层之间会形成逐日循环增长机制,使干旱区夏季发展出超厚对流大气边界层.     

降雨条件下考虑非饱和渗流的黄土滑坡灾变分析

采用滤纸法测试,并根据SWCC理论模型Van Genuchten方程拟合,得到非饱和土-水特征曲线,同时根据Van Genuchten统计传导模型估计渗透系数曲线.针对降雨诱发型黄土滑坡,建立边坡二维分析模型,以Mohr-Coulomb准则作为滑坡破坏依据,以非饱和土渗流理论为依托,进行渗流分析和稳定性分析.通过分析降雨不同持时坡体内部孔隙水压力的变化规律,揭示降雨入渗机理.结果表明,随降雨时长增加,滑坡土体由非饱和状态向饱和状态过渡,坡体孔隙水压力不断增加,水位线不断向上抬升.稳定性分析结果表明,降雨持续时间越长,滑坡稳定系数越低,降雨开始前滑坡稳定系数为1.005,滑坡处于蠕动变形阶段,与现状滑坡体上裂缝发生发展相符合;雨强120 mm/d持续降雨48 h时稳定系数为0.978,滑坡为不稳定状态;降雨持续2.5 h时,滑坡由欠稳定状态转为不稳定状态,由蠕动变形阶段进入滑动阶段,反映了滑坡稳定状态对降雨极为敏感.     

多壳层Cr2O3空心球用作高性能锂离子电池负极材料

采用硬模板方法,以碳微球为模板,通过调控铬盐前驱体在模板上的吸附时间以及碳球模板的尺寸,来控制铬金属前驱体在碳球模板上的吸附量及嵌入深度,煅烧制备得到单、双、三、四以及五壳层Cr_2O_3空心球.合成的多壳层Cr_2O_3空心球尺寸均匀、纯度高、结晶性好.将Cr_2O_3多壳层空心球用作锂离子电池负极材料,相对于Cr_2O_3纳米颗粒其电池性能取得了显著的提升,具体表现在比容量更高,循环稳定性更好,且大电流放电能力更出色.其优异的性能主要得益于多壳层空心结构较大的比表面积、较短的离子/电子传输距离,且其内部空腔能起到缓冲由于锂离子反复嵌入引起的结构应力以及电极体积膨胀的作用.值得注意的是,四壳层Cr_2O_3空心球由于具有最佳的空腔体积占有率,其锂电性能最为突出,在100次循环后,比容量仍然高达1031.2 mAh/g,是目前商业石墨负极材料的3倍,有望用作新一代高性能锂离子电池负极材料.     

基于盒维数的锚杆工作荷载无损检测研究

为研究锚杆工作荷载,应用了分形理论中的盒维数方法。根据一维杆波动理论,在锚杆外露端头安装一个自激式加速度传感器,利用锚杆无损检测加载试验台分级加载、检测标定测得锚杆-围岩相互作用体系在激发荷载作用下的速度响应,计算其加速度响应曲线的盒维数,拟合得出荷载-盒维数曲线,直观地判断锚杆工作荷载和锚固质量。     

循环作用对马蹄寺石窟群岩体性能的影响

马蹄寺石窟群地处河西走廊中部,气候条件十分恶劣。由于常年受到温度、湿度、酸碱盐等作用的影响,石窟岩体性能出现了不同程度的劣化现象。通过开展室内模拟试验,研究以上多种恶劣环境的循环作用对于岩体抗压强度、波速、质量的影响规律,同时使用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对循环作用过程中样品的矿物组分、元素含量和微观形貌进行分析研究。研究结果表明,循环作用使样品中的长石类矿物和方解石含量降低,黏土类矿物含量增加,胶结程度下降,孔隙逐渐发展成为横向微裂隙,导致样品的性能出现不同程度的劣化现象。循环作用对岩体性能的影响程度从大到小依次为冻融循环、耐盐循环、耐碱循环、耐酸循环和温湿循环。     

吸附溶出伏安法检测吸毒人员尿液中吗啡

吗啡既是临床用镇痛剂，也是公认的毒品.为实现对尿液中吗啡的快速、简单、高灵敏度与高选择性检测，将多壁碳纳米管羧基化处理后，直接滴涂于打磨并表征过的玻碳电极表面，制备得到了羧基化多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWNTs-COOH/GCE)，并采用差分脉冲吸附溶出伏安法(ASDPV)对吗啡(MOP)进行检测.结果表明，在优化了传感器的制备及检测条件(包括MWNTs-COOH的滴涂量以及富集时间、富集电位、缓冲溶液的pH等)后，得到的MWNTs-COOH/GCE检测吗啡的工作曲线回归方程为lg(I/μA)=0.687lg[c/(μmol·L^-1)]-0.068 (r~2=0.992 0)，线性范围为1.0×10^-7～1.0×10^-4 mol/L，检出限为8.0×10^-8 mol/L.在使用尿酸酶除去尿液中的干扰物尿酸后，用该传感器检测实际吸毒人员尿液中吗啡的质量分数，得到的检测结果与高效液相色谱检出结果的相对误差绝对值在4.24%以内.通过t检验法发现在置信度为95%时，两种方法并无显著性差异.     

冻结黏土的强度与变形特性及参数研究

为了更全面地分析冻土的强度与变形特性,以皖北某矿取样的原状黏土为研究对象,进行不同温度(-5℃、-10℃、-15℃)下的单轴抗压强度试验和三轴剪切强度试验.试验结果表明,在试验温度下,试样单轴抗压强度的应力-应变曲线为应变软化型;试验条件下,冻土三轴剪切应力-应变曲线可以用双曲线模型描述.随着温度的降低,冻土的单轴抗压强度和弹性模量均增加.初始弹性模量和极限偏应力均与围压呈正相关,与温度呈负相关.冻土的抗剪强度随围压增加而增大,随温度增加而减小.通过冻土三轴试验得到的抗剪强度指标推算单轴抗压强度,可以为人工冻结法施工提供理论依据.     

圆柱面上具非零曲率和挠率的曲线特征

三维欧氏空间中的曲线的Frenet标架的运动方程满足Frenet公式,并且在相差一个旋转变换和平移变换的意义下由其曲率和挠率唯一确定.在曲线所在曲面有特殊结构的情况下,可以得出曲面上曲线的曲率和挠率满足的关系.文中只利用了圆柱面上曲线在中心轴上的投影函数给出了圆柱面上具非零曲率和挠率的光滑曲线其曲率和挠率必须满足的方程.     

二维Hilbert曲线构造与绘制

Hilbert是一种经典的空间填充曲线，具有严格的自相似性，可以将他划分成一些很小的单元，只是方向不一。且具有良好的空间聚集特性，应用也很广泛，譬如在图像置乱加密，数据压缩，数据索引编码等。Hilbert曲线比其他的填充曲线如Z-Ordering、Gray更能保持原始数据的性能。因此详细了解Hilbert曲线原理并使用一种自己熟悉的计算机语言来绘制Hilbert有很大的意义。因此，该文主要介绍二维Hilbert曲线的构造及原理并用C#编程语言将它实现。