考虑气相硬化影响的非饱和土本构模型

论述了非饱和土应力状态变量的选择问题, 非饱和土功的表达式表明应当采用广义有效应力、修正吸力和气压三个应力状态变量来描述非饱和土的行为. 随后对非饱和土中三相的变形机制进行了探讨, 通过非饱和土中气相的体变特性的研究, 指出气相的体变与其他两相的变形是相互影响的, 揭示了土中气相的体变和固体-液体一样也可以分为弹塑性两部分, 结合气体的基本定律可以得到气相的压力-体变关系. 考虑气相对土体硬化的影响, 提出了一个各向同性应力作用条件下非饱和土的本构模型, 并对该模型进行了验证, 说明了模型的合理性. 最后给出了一些预测结果并和Wheeler等人给出的预测结果进行了对比分析.     

电网故障自组织临界性及其在应对极端天气中的应用

从我国中部省市电网运行记录中提取了日故障记录, 对故障时序的分析表明其有明显的长程相关性和幂律分布特性, 具有自组织临界性. 相关结论能合理解释被调查电网在2008年冰灾中故障大量爆发的现象. 由于电网跨越辽阔区域, 其安全稳定运行易受气候条件影响, 对故障原因的分析表明大气系统中降水现象的自组织临界性是被调查电网的故障具有自组织临界性的主导因素. 由于极端天气的频率和强度将随全球暖化而加强, 并对电力系统产生显著影响, 分析了全球暖化对电力系统的影响方式, 指出极端天气是全球暖化对电力系统影响的主要途径. 结合电网故障自组织临界性, 提出了增强电网对全球暖化适应性, 提高对极端天气事件抵御能力的方法.     

泥石流动力学基本方程

本文作为尝试,以两相流的两流体模型为基础,结合泥石流浆体特性,给出泥石流的两流体模型,从而初步建立起泥石流动力学的理论体系.1 两流体模型的基本方程     

华北地块南缘(霍邱-固始地区)晚石炭世地层的发现及其大地构造意义

华北地块南部皖豫交界地区发育一套原认为属于新元古代的地层,在其下段新发现了布尔顿蜓(未定种)(Boultonia?sp.)、床板珊瑚(Tabulata)、光面石燕贝类群等化石和丰富的生物碎屑,如海百合茎骨片、海绵个体碎屑等,以及晚奥陶世似针牙形石(Belodina sp.).含宏体化石组合的地层为晚石炭世,它们属于碎屑流沉积,形成于碳酸盐斜坡沉积环境.牙形石化石可能为碎屑沉积.这一发现重新厘定了该区的地层时代及构造属性,它们属于北淮阳构造带,限定了寿县断裂为大别造山带和华北地块的边界.     

双孔隙结构膨胀性非饱和土功的表达式及其本构模型的理论框架

针对膨胀性非饱和土的特性,区分了土中毛细液相和吸附液相性质的不同以及宏观结构和微观结构变化机理的不同,基于多相孔隙介质理论提出了土体总应力和外力输入功的表达式,并且依此选取了功共轭变量.基于土体外力输入功的表达式以及开放的多相热力学系统中能量-功-耗散之间的关系,建立了适用于双孔隙结构膨胀性非饱和土本构模型的理论框架.     

自然界泥石流流变模型的探讨

应用野外现场泥石流体和浆体的观测实验资料,根据不同类型粘性泥石流的流变特性对无量纲线性粘碰混合模型的２个参数进行修正,求得高浓度泥石流体的流变模型,２个参数的修正是指：（ｉ）对线性浓度指数进行了高粘性介质的修正;（ｉｉ）对极限浓度进行颗粒组在不均匀的体积浓度的修正。     

非均质泥石流固液两相运动特征探讨

非均质泥石流是一种固体颗粒级配宽、容重变化大、流速分布不均匀的典型的固液两相流, 广泛分布于我国的西部山区, 表现出独特的固液两相运动特征. 基于非均质泥石流固液两相分界粒径的概念, 以Darcy公式和质量守恒定律为理论基础, 分别推求非均质泥石流固液两相平均流速表达式. 在此基础上, 根据云南省小江流域蒋家沟泥石流模拟实验数据及实测资料, 揭示了非均质泥石流固液两相运动特征. 蒋家沟泥石流实验与实测资料计算分析结果表明, 蒋家沟泥石流以临界容重2.234 t/m³为界限, 当泥石流容重低于、等于和高于该临界值时, 分别出现液相流速大于、等于和小于固相流速的3种情况, 由此可以分别揭示稀性泥石流、均质泥石流和稠性泥石流3种不同类型泥石流的运动特征. 研究结果为构建非均质泥石流动力学奠定了基础, 并对泥石流防治工程规划设计和预测预报泥石流灾害具有重要的现实意义.     

莺-琼盆地大型下切谷和海底重力流体系的沉积构成和发育背景

南海莺－琼盆地自晚中新世以来在莺－黄组中发育了巨厚的内陆架斜坡和海底重力流体系。这套沉积可划分为9个层序,可识别出斜坡滑塌－泥石流、斜坡－盆底扇以及罕见的大型盆底轴向下切谷、重力流等沉积组合,它们具有特定的构成和分布样式并受盆地古构造的控制。晚中新世陆架斜坡和深水盆地的出现与最近一幕的构造快速沉降和大量沉积物供给的盆地背景有关;晚中新世和上新世早期发育的大型盆底下切谷和重力流体系则标志着南海曾发生过多次明显的海平面下降事件。     

垫层对CFG桩复合地基承载力评价的影响研究

为了能正确利用静载荷试验评价CFG桩复合地基承载力,进行了两组载荷板下不同厚度和材料垫层条件下的CFG桩复合地基垂直静载荷试验,对桩土反力进行了测试.根据试验结果和复合地基桩土共同作用的特性,研究了外荷载增加时不同厚度垫层条件下CFG桩复合地基桩土应力比、荷载分担比以及沉降的发展历程.认为垫层厚度和材料对CFG桩复合地基的承载力性状有很大影响,两者之间有个匹配问题.提出在CFG桩静载荷试验时,可以采用厚度为50～150mm的石屑、中粗砂、碎石、中粗砂或碎石、石屑垫层,桩间土的承载力发挥系数为0.75～1.0.     

中国森林火灾的自组织临界性

研究了中国1950-1989年40年间森森火灾的自组织临界性,详细分析了自组织临界性的稳定性、尺度不变性以及受外界因素的影响情况。森林火灾元胞自动机模型是研究自组织临界性的一个经典模型,考虑到树种、环境和人为因素对森林火灾的影响,对经典模型进行了修正,并构造出新的模型,将中国的森林火灾“频率-面积”数据同经典模型、修正模型的演化计算结果进行了比较,结果表明：中国的真实森林火灾具有自组织临界性,修正模型改善了计算结果与真实数据的一致性。     

城市火灾自组织临界性判断及大火灾损失极值分析

结合相关统计方法, 对城市火灾在空间尺度(损失规模)上及时间尺度上的分布特点进行了分析, 发现城市火灾在空间尺度上具有幂律分布特征, 而在时间尺度上具有指数分布特征. 根据自组织临界性的判断准则, 认为城市火灾并不具有严格的自组织临界性特征. 另外, 根据城市火灾空间尺度上的幂律分布特征, 运用极值统计方法, 建立了城市火灾发生概率与其规模尺度的相关性模型, 并以合肥市为案例进行了分析, 预测了合肥市未来重特大火灾可能的发生概率.     

考虑温度影响的非饱和土变形特性

随着高放核废物地下处置库建设、地热资源开发利用、节能建筑以及二氧化碳地下封存等一批现代岩土工程的发展, 使得温度对非饱和土基本力学特性影响的研究成为当前国际上研究的热点问题. 利用非饱和土中功的表达式, 并考虑温度对非饱和土基本性质的影响, 选取平均土骨架应力、修正吸力及温度作为热力学中广义力的状态变量, 选取土骨架应变、饱和度及熵作为与广义力变量共轭的广义流状态变量. 基于土体非线性多场耦合模型理论框架, 利用现有的实验研究成果, 提出了一个非等温条件下非饱和土弹塑性本构模型, 对温度影响下的非饱和土变形特性进行了分析. 应用所建立的模型, 在各向同性条件下就吸力和温度对非饱和土变形性质的影响进行了预测和分析, 并与已有的实验结果进行了比较. 比较结果表明了所提模型的合理性.     

湖盆水下冲积扇——一个找油的新领域

近年来,在我国东部地区一些第三纪的断陷湖盆中发现了一种主要由粗粒碎屑沉积物组成的水下扇形体.这种水下扇形体是由近源的洪水携带大量陆源碎屑直接入湖而形成的.当含有大量负载的洪水进入湖盆时,除具有密度流的特性外,仍然表现出一定的冲积性质.因此,我们把它称为水下冲积扇,以便区别于深海盆地中所发育的海底扇.目前,在泌阳和黄骅拗陷下第三系的这类沉积物中已发现丰富的油气资源,它可能为找油提供一个新的领域.因此水下冲积扇的研究具有重要的理论和实际意义.     

柔性电子卷到卷制造收卷内应力研究综述

卷到卷制造是通过柔性基板成卷连续加工的制造技术,充分利用了柔性电子可变形特性,是实现柔性电子大面积、规模化制造的最有效技术途径之一.收卷单元是卷到卷连续制造系统的必要组成,其内应力控制是影响柔性电子成品质量与生产效率的关键因素.本文详细介绍了柔性基板卷绕收卷内应力研究概况,重点综述了基于叠加原理的弹性力学方法、开尔文模型的拉普拉斯变换方法、松弛半径概念的离散建模方法和有限元方法等建立的收卷内应力研究模型;讨论了收卷速度造成的惯性力变化、基板厚度不均及弹性变形、环境温度与卷绕基板各层间卷入空气夹层、以及收卷单元压辊与气胀轴结构因素对收卷内应力的影响;分析了常用锥张力、恒张力等收卷内应力控制方法,并介绍了柔性RFID标签、燃料电池膜电极和柔性OLED等代表性柔性电子卷到卷制造系统中收卷内应力控制工程应用;最后提出了柔性电子卷到卷制造系统中收卷内应力进一步研究的关键问题:非均匀非等厚基板引起周向应力分布变化和层间接触不连续,并展望了收卷内应力研究方向.     

泥石流动力学模型与数值模拟

泥石流是介于崩塌、滑坡等块体运动和山洪水流之间的一种物理过程,既具有土体的结构性,又具有水体的流动性。从物质组成上看,泥石流是一种由水、岩土体和气体组成的多相介质,具有多种内部结构。其中的固相组分颗粒形状极其不规则,尺度跨越范围较大。浆体与固相颗粒以及颗粒间的相互作用非常复杂。因此,完全考虑各种因素建立全描述的泥石流动力学模型比较困难。从描述组成物质和运动的观点来看,目前泥石流的动力学模型可划分为连续介质、离散介质和混合介质模型。基于不同动力学模型的泥石流运动数值模拟,可广泛应用于流量过程反演、危险范围预测、风险评估、防治工程评估等方面;但泥石流本身启动和产汇流机理涉及多门学科,是需要进一步研究的重要课题。同时,泥石流形成过程和运动过程的数值模拟存在着时空尺度上的差异,如何实现两者的耦合求解仍需深入探讨。     

水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)技术在高速铁路施工中的应用

随着建筑工程的飞速发展,地基处理手段越来越多样化,复合地基由于充分利用桩间土和桩的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用.本工程标段应用CFG桩和复合地基充分发挥了CFG桩的高承载力特性,并通过褥垫层的设置发挥桩间土的承载能力,以下对CFG桩复合地基的工程应用作一些简单介绍.     

高温超导微波限幅滤波器

利用高温超导薄膜材料的临界电流特性, 并与微波谐振器的电流分布特性相结 合, 在同一微波器件中实现限幅和滤波功能. 理论分析和实验结果表明, 在通讯和雷达系统应用中, 该器件可以在极大提高系统灵敏度的同时增强系统抗干扰和抗烧毁能力.     

太阳能腔式熔盐吸热器随时空变化的光-热-力耦合一体化方法、机理分析及其失效准则研究

基于本团队前期已提出的蒙特卡洛光线追迹(MCRT)与杰勃哈特(Gebhart)方法耦合的光学模型,在综合考虑了吸热器内复杂的导热-对流-辐射耦合换热过程的前提下,建立了塔式系统中熔盐吸热器的光-热-力耦合的一体化数值分析模型.基于此模型,探讨了典型工况下吸热器的太阳辐射能流、温度以及热应力的时空分布特性,并考察了不同管材导热性能、熔盐流路布置方式对吸热器的光-热-力耦合特性的影响规律;最后提出了光-热-力耦合条件下腔式熔盐吸热器应力失效的临界能流密度判定准则.结果表明:非均匀的辐射能流对吸热器的温度与热应力影响显著,温度与热应力分布也呈强烈非均匀性;辐射能流与热应力随时空变化显著,但温度变化不明显,正午时刻辐射能流与热应力峰值最高,与上午11时和下午13时相比,峰值热应力分别增加11%与10%;不同管材对热应力的影响较为显著,采用高导热性能的吸热管材可有效降低热应力,与800H管材相比,采用高导热性能的316H管材峰值热应力可降低37%;采用低能流区向高能流区的熔盐流路布置方式吸热器温度分布更均匀,有利于降低热应力峰值,与相反的流路布置相比,峰值热应力可降低20%;管材断裂韧性可作为判断熔盐吸热器应力失效的重要指标,由本文提出的应力失效的临界能流密度判定准则表明,管材断裂韧性劣化越严重,导致吸热器应力失效的临界能流密度越低,增加吸热器失效的风险.     

从自组织理论看人工智能的发展

文章从系统科学的自组织理论出发,对传统人工智能和新人工智能进行了剖析,指出新人工智能的核心思想--智能体与环境之间交互,是人工智能大发展的突破口,强调传统的认知--建模道路和新兴的基于行为的机器人学的结合.     

激光等离子体的二次谐波发射的时间分辨特性

二次谐波的发射是激光等离子体间非线性相互作用的重要标志,我们曾通过细致地观察其时间积分的发射特性而获得临界密度面附近激光与等离子体耦合的信息(参见Applied Phys. B, Vol. 28,1982,294;科学通报,Vol.27,1982,802)。本文将进一步报道,我们近期得到的有关二次谐波发射的时间分辨特性的结果。