纳米级缺口起裂临界条件的晶体相场模拟

【目的】研究初始缺口大小对裂纹起裂的影响。【方法】采用晶体相场(phase-field-crystal,PFC)模型研究单轴拉伸应力作用下,材料裂纹起裂的动态演化过程,并结合自由能分析裂纹起裂与扩展过程中,不同缺口尺寸对裂纹起裂的影响。【结果】沿x方向施加恒应变,初始缺口y方向尺寸较小时,改变缺口x方向尺寸,缺口并不起裂;当y方向尺寸达到一定值时,初始缺口会起裂。当y方向尺寸接近起裂临界值时,x方向尺寸的增大会延缓缺口的起裂。当x方向尺寸改变量较小时,裂纹并不起裂,当增大到x方向尺寸临界值时,缺口开始起裂并扩展。【结论】在应力大小一定的情况下,缺口起裂与应力作用方向垂直的缺口尺寸密切相关,只有与应变作用方向垂直的尺寸达到临界值,缺口才会发生起裂。     

入侵物种对滨海湿地生态系统的生物地貌影响综述

入侵物种作为生态系统工程师对滨海湿地生态系统具有显著的生物地貌影响. 基于文献调研,以入侵物种与生物地貌的内涵与发展为切入点,总结了入侵物种的生物地貌作用机制与类型,综述了入侵植物、动物对滨海湿地生态系统的生物地貌影响、生态后果及其对生态修复与管理的启示,并结合当前研究现状展望了未来的研究趋势. 一方面,该研究有助于系统认识入侵物种生物地貌效应的重要性及其研究进展;另一方面,聚焦于入侵物种生物地貌影响的生态后果,可为滨海湿地的生态修复与管理提供借鉴与指导      

滨海湿地生态系统工程师对潮间带土壤环境的影响机制

在气候变化背景下,人类活动加剧了黄河三角洲盐沼湿地的退化进程,了解生态系统关键生物组成结构,尤其是生态系统工程师对环境塑造能力,对于开展基于生态系统关键生物过程的生态修复具有重要作用. 本文通过在黄河三角洲盐沼湿地进行野外现场观测和控制实验,研究了由天津厚蟹和日本大眼蟹主导的蟹类生态系统工程师的洞穴挖掘行为对潮滩地形地貌的影响,进而揭示地形地貌变化下的土壤理化指标差异性特征. 研究结果表明:蟹类挖掘洞穴的本能过程,是导致潮滩地形凹凸不平、地貌空间异质性的重要因素;经过蟹类挖掘松动后的穴居区域,土壤硬度和盐度显著降低,水土质量比增加. 蟹类的挖掘能够形成正反馈效应,改变了地形地貌,改善了土壤理化指标,有利于吸引更多的蟹类打洞、定居,进而促进洞穴挖掘面积的扩张. 本研究也表明人为模拟生态系统工程师过程,改变潮滩地形地貌特征, 构建凹凸不平的微地形地貌单元,能够起到改善土壤质地的作用,因此对开展基于生态系统过程的生态修复具有重要指示意义.      

黄河三角洲典型潮沟系统水文连通特征及其生态效应

滨海盐沼湿地处于海陆交替的过渡区域,初级生产力高,是很多重要物种的栖息地,对于维持滨海湿地的功能及全球生态平衡方面起着重要的作用。在气候变化及人类活动的作用下,滨海盐沼湿地从结构完整性到生态功能的发挥都受到深刻影响。潮沟系统水文连通是滨海湿地的关键生态过程,同时也是维护和修复滨海湿地的重要途径。本文通过对黄河三角洲滨海盐沼湿地中一条典型、完整且具有主、次支流的潮沟系统进行野外调查及原位观测,分析其水文连通特征及不同水文连通梯度下的土壤及生物空间分布规律。结果表明水文连通强度受潮沟形态及地形地貌特征影响,其中淹水频次、累计淹水时长与潮沟形态及地形地貌特征具有显著的相关关系;土壤水盐特征受水文连通强度影响显著,含水率在大潮期大于小潮期,高频淹水区大于低频淹水区,而土壤盐度受淹水频率影响较大,较为频繁的淹水有助于缓解土壤盐度胁迫;盐地碱蓬生物量随水文连通梯度的分布规律与种子流通量、土壤种子库密度基本一致,均为高频淹水区大于低频淹水区,表明盐地碱蓬的分布主要取决于植物生命周期的各个过程对水文连通特征的适应性。      

一种新型基坑支护结构的力学性能分析

水泥土预应力支护桩墙工法(HCMW工法)是在SMW工法的基础上发展起来的基坑支护新方法,该方法具有抗弯能力好、止水性强、对周围土体扰动小等优点。结合工程实际,从工况力学分析、地表沉降量、抗倾覆稳定性验算、整体稳定性验算、抗隆起稳定性验算等角度对HCMW工法的支护规律和效果进行研究,结果表明:支护结构的水平位移在加撑前后有较明显的变化,从地表到坑底呈现逐渐减小的趋势,由于开挖时土体卸载,导致侧支护土体的压力减小,在开挖范围内向基坑移动导致基坑下部土体位移减小,一般出现在距坑底0～2m的范围;基坑周围整体沉降量和距坑边距离呈抛物线状,基坑的最大沉降量为18mm,发生在距离坑边5.6m的位置;最后,对基坑抗倾覆稳定性、整体稳定性和抗隆起稳定性进行验算,得到其稳定安全系数分别为1.974、1.386和2.793,均大于规范规定的安全系数,满足安全要求,表明HCMW工法具有较好的支护效果。     

液体表面非均匀薄膜失稳的力学研究

以液体为基底的膜基系统广泛存在于自然界中,并且在功能表面制备等工程领域中广泛应用。从力学角度对液体表面非均匀薄膜的失稳过程进行研究,建立了几何和材料非均匀性与薄膜失稳模式的关系。采用数值模拟手段,研究了缺陷部分的长度、位置和弹性模量参数对薄膜表面失稳形貌演化过程的影响。通过实验实现带有预制缺陷的聚酯(PET,polyethylene terephthalate)薄膜在水表面的失稳,得到了与数值模拟结果相一致的失稳形貌,进一步利用预先涂覆未固化模具胶的方法,将失稳形貌复制形成模具。研究工作可以为液体表面薄膜失稳形貌的优化设计提供指导,并为特定特殊形貌薄膜的制备提供途径。     

知识产权争端解决机制探析

当前全球的知识产权争端的案件数量日益加剧,其原因以及解决方案也各不相同。本文分析世界知识产权组织和世界贸易组织对于知识产权争端的原因、解决程序以及其特点。将世界知识产权组织和世界贸易组织这两大组织对于知识产权争端不同态度进行浅析。     

强底水礁灰岩油藏水驱采收率表征模型

为了对海上强底水礁灰岩L油藏水驱采收率进行快速预测,通过对油藏开发过程中的地质参数、流体参数和工程参数进行分析总结,建立了包含影响开发效果各个因素的机理模型,并结合数值模拟研究,获取了采收率与各影响因素间的函数关系,确定了影响油藏水驱采收率的主控因素。在此基础上,运用正交实验设计与多元非线性回归理论,建立了礁灰岩油藏水平井开发水驱采收率定量表征模型。实例应用结果表明,该采收率表征模型可用于强底水水平井开发条件下的礁灰岩油藏采收率快速预测,预测结果精度较高,误差小。     

不同渗透率岩芯孔径分布与可动流体研究

为了解释通过压汞毛管压力曲线计算原始含油饱和度偏大的原因,对所选择的样品分别进行核磁共振、高速离心以及常规压汞实验,并将实验结果进行对比,分析了不同孔径区间核磁可动流体饱和度和压汞进汞饱和度的区别并解释了其原因。实验结果表明：超低渗储层岩芯（0.1 mD < K < 1.0 mD）的压汞进汞饱和度要明显大于核磁共振可动流体饱和度,分析认为出现这种差别的主因是小喉道所控制的核磁可动流体体积与压汞进汞量差别较大造成的;特低渗储层岩芯（1.0 mD < K < 10.0 mD）的压汞进汞饱和度可能依然高于核磁共振可动流体饱和度;渗透率较大的储层岩芯（渗透率K>10.0 mD）的总核磁可动流体饱和度与压汞进汞饱和度相差不大,压汞进汞体积与核磁可动流体均主要分布在半径大于1.00 μm的喉道区间中。     

岩石非均匀特性的DDA方法模拟

采用非连续变形分析(discontinuous deformation analysis,DDA)方法,根据Weibull分布函数引入岩石细观非均匀性模型,对巴西圆盘的劈裂实验进行计算机模拟.在非均匀性模型中考虑弹性模量、泊松比和强度参数的非均匀性.非均匀圆盘和均匀圆盘模拟结果的对比表明,非均匀模型的引入使得细观尺度下采用线性本构能够得到岩石的宏观非线性力学响应,并且非均匀性的引入使得岩石表现出更低的宏观强度特性.通过对比只考虑弹性模量、泊松比的非均匀性和同时考虑弹性模量、泊松比和强度的非均匀性的模拟结果,发现考虑强度非均匀性的巴西圆盘宏观强度更低且裂纹的产生更加分散.研究工作有助于对岩石非均匀和非线性特性的理解及其数值模拟分析.