天然状态与饱和状态下的不稳定斜坡危险性对比分析     

翟淑花  齐干  丁桂伶 《城市地质》2012,7(2):37-41

本文依据北京市房山区史家营乡大村涧村的调查成果,借助于有限元分析软件,建立居住区附近影响范围内的边坡三维工程地质力学模型和弹塑性模型,利用有限差分法分析,对单一矸石堆边坡和矸石-岩土混合型边坡,进行计算分析,对比分析了这两种边坡在天然状态下与饱和状态下的安全系数,最终进行了边坡危险性评价。  相似文献   

强度折减有限元在堤防稳定分析中的应用研究     

张芳枝  陈晓平  梁志松 《工程地质学报》2011,19(2):244-249

采用强度折减有限元法,研究非均值堤防塑性区的开展特征和失稳破坏过程,并根据堤防应力场分布和临界滑动面的形成来分析堤岸整体失稳破坏的机理.结果表明:把强度折减有限元应用到非均质土层的堤防边坡稳定分析,在理论上、数值模拟实现上都是可行的;有限元静力平衡和位移计算不收敛作为堤防边坡整体失稳的标志,同时考察滑移面上某些特征点的...  相似文献   

流体涡旋中螺旋波不稳定发展的理论研究   总被引：3，自引：0，他引：3       下载免费PDF全文

陶建军  李朝奎 《地球物理学报》2008,51(3):650-656

文章利用柱坐标下的流体涡度方程,通过求初始时刻的解析解,研究了螺旋波的不稳定发展问题.结论是：涡旋中螺旋波动之间可以通过基本流耦合相互作用,出现共振不稳定增长.其增长率大小与初始扰动的波数相关,数值计算结果也表明：波动在发展过程中,螺旋带状结构将越来越明显,螺旋角越来越小.  相似文献   

Scaling of capillary,gravity and viscous forces affecting flow morphology in unsaturated porous media     

Dani Or 《Advances in water resources》2008

Interplay between capillary, gravity and viscous forces in unsaturated porous media gives rise to a range of complex flow phenomena affecting morphology, stability and dynamics of wetting and drainage fronts. Similar average phase contents may result in significantly different fluid distribution and patterns affecting macroscopic transport properties of the unsaturated medium. The formulation of general force balance within simplified pore spaces yields scaling relationships for motion of liquid elements in which gravitational force in excess of capillary pinning force scales linearly with viscous force. Displacement fluid front morphology is described using dimensionless force ratios expressed as Bond and Capillary numbers. The concise representations of a wide range of flow regimes with scaling relations, and predictive capabilities of front morphology based on dimensionless numbers lend support to certain generalizations. Considering available experimental data, we are able to define conditions for onset of unstable and intermittent flows leading to enhanced liquid and gas entrapment. These results provide a basis for delineation of a tentative value of Bo ∼ 0.05 as an upper limit of applicability of the Richards equation (at pore to sample scales) and related continuum-based flow models.  相似文献   

近10a新疆短时强降水湿度层结及大气能量结构特征分析     

毛列尼.阿依提看  玉素甫.木沙  郭品文 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2017,11(2):43-49

为更好地把握中亚低涡造成新疆短时强降水天气过程的机理特征,利用温度露点温度廓线图(T-lnP图)和大气位温-风矢能量图(V-3θ图)研究了中亚低涡背景下新疆短时强降水的湿度特征和大气能量结构特征。主要结论有:(1)根据对短时强降水T-lnP图及湿度特征的分析统计,将短时强降水分成三类:对流层高低层干而中层湿度大型、对流层中层干燥型、对流层整层湿度都显著型。其中第一类最多,占短时强降水总个例的60%;而第二类和第三类分别占27.5%、12.5%。(2)一般在短时强降水天气发生前V-3θ图特征为:三条θ曲线呈曲折增长;有"顺滚流"结构存在;有"蜂腰"形构造;有较为浅薄的超低温层存在。  相似文献   

圆形涡旋中心非对称扰动的斜压不稳定研究     

陶建军  余越昕  李朝奎 《气象学报》2008,66(4):520-525

涡旋中的非对称扰动又是一种较为常见的流体运动现象,如不成熟飓风中出现的中尺度深厚对流云区(又称圆形抽气云CEC),热带风暴发展时的不对称性以及环流中心往往位于浓密云区的边缘等,都是涡旋中存在不对称扰动的表现形式.然而对于涡旋中非对称扰动的稳定性问题的研究,目前还比较少.文中从柱坐标下的斜压模式出发,研究了热带气旋等一类涡旋中心的非对称扰动的不稳定问题,结果表明:(1)与平直的基本流相比,涡旋中更容易出现斜压不稳定,扰动更容易发展;(2)不稳定可以使涡旋中的能量由基本场向扰动场转换,涡旋变得不对称.扰动是一种重力内波,其传播速度远小于基本流角速度,有些甚至逆基本流缓慢倒转;(3)在通常的稳定度参数条件下,发展扰动主要集中在高层,从结构上看,扰动的倾斜度大.当稳定度参数很小时,扰动可扩展到整个对流层,倾斜度较小;(4)高层反气旋也可以激发出不稳定内波,这种扰动在低层表现明显.当稳定度参数较小时,扰动发展较快,并且也以很小的速度倒转.  相似文献   

利用简化动力学近似分析黑河实验区的感热通量   总被引：3，自引：0，他引：3  

郭学良  王介民 《高原气象》1993,12(2):133-140

本文利用简化动力学近似．运用统计和参数化两种方法分析了黑河实验区的感热通量．结果表明：不稳定条件下绿洲区的感热通量与近地面辐射温度(T3)和空气温度(Ta)之差符合幂定律方程；沙漠地区符合形式为H=f[u(T2-Ta)]的幂定律方程。利用从实验得到的热传输附加阻尼表示式kB^-1=0．2u(T2-Ta)用于对空气动力学阻尼(ra)的参数化，可适用于不同下垫面．并得到了比较满意的感热通量值．最后利用以上结果计算了实验区的潜热通量并做了比较分析。  相似文献   

LIDAR DETERMINATION OF THE ENTRAINMENT ZONE THICKNESS AT THE TOP OF THE UNSTABLE MARINE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER   总被引：10，自引：0，他引：10  

CYRILLE FLAMANT  JACQUES PELON  PIERRE H. FLAMANT  PIERRE DURAND 《Boundary-Layer Meteorology》1997,83(2):247-284

The thickness of the entrainment zone at the top of the marine atmosphericboundary layer (MABL) has been documented by an airborne lidar on twoconsecutive days during a cold-air outbreak episode over the Mediterranean.In addition to the lidar observations, in situ turbulent flux measurementsat three levels in the MABL were made by a second aircraft. The flights' tracksare broken down in segments 25–30 km long and the data are filtered for theparametrization of turbulent entrainment in the MABL at scales smaller thana few kilometres. The structural parameters of the entrainment zone aredetermined by lidar from the distributions of the instantaneous MABL topheight. The average values Ph0 and Ph2 of the cumulativeprobability distributions are used to define the bottom and top heights of the entrainment zone h0 and h2, respectively. The parameters h0 andh2 are calculated by reference to a linear vertical buoyancy flux profilein the framework of a first-order jump model. The model is constrained by bothlidar and in situ data to determine Ph0 and Ph2 and so h0and h2. In unstable conditions theaverage fraction Ph0 is estimated to be 6.0 ± 1%. It is shown to beslightly sensitive to the presence of cloud at small cloud fractions.The mean value of the ratio of the inversion level buoyancy flux to the surfacebuoyancy flux ARv is found to range from 0.15 to 0.30 depending on the shearin the MABL. The average value is 0.22 ± 0.05. Our resultsare in good agreement with previous analysis at comparable spatial scales.In purely convective conditions, the value of ARv given by theparametrizations fitted to our results is about 0.10–0.12, a value smallerthan the commonly accepted value of 0.2. When compared to previousparametrization results, our proportionality constant for the mechanicalproduction of turbulent kinetic energy is also found to be scaled down, ingood agreement with large-eddy simulation results. It is suggestedthat mesoscale organized motions in the MABL is the source of thisdifference.  相似文献   

高原横切变线与高原低涡关系的初步研究     

杜梅  李国平  李山山 《大气科学》2020,44(2):269-281

基于大气运动方程组及散度方程,对高原横切变线上扰动稳定性问题以及切变线诱发高原低涡的动力学机制进行了理论分析并用欧洲中心(ECMWF)ERA-interim再分析资料对其进行验证。得出高原横切变线是高原低涡产生的重要背景场,切变线以南的水汽输送与辐合对于低涡的诱发作用是大气处于不平衡状态而引起散度场调整的结果,辐合增强区有利于高原低涡生成,低涡中心对应非平衡正值中心,低涡外围为非平衡项负值区。非平衡项负值大值与水汽辐合带的重叠区对降水落区有较好的指示意义。当高原南部的西南风带向东或东北方向移动或当低涡下游出现非平衡项负值中心时,低涡亦同向移动。若高原出现气旋式环流并且环流中心与非平衡项正值中心对应时,有利于低涡生成;进一步,当低涡中心与非平衡项正值中心对应且正值中心数值不断增大时,低涡趋于发展加强。  相似文献   

湿层结参数非常数时雨团模型中的位势不稳定   总被引：1，自引：0，他引：1  

于杰  张铭 《气象科学》2012,32(5):550-558

建立了圆柱坐标下湿层结参数在垂直方向不为常数时的非轴对称雨团数学模型,着重讨论了其中的位势不稳定问题。抽象出了暴雨发生前期、盛期和发生后的三种典型湿层结参数的垂直分布。得到了此时位势不稳定的判据,分别给出了不稳定扰动增长率与稳定扰动振荡圆频率的上、下界。并在该参数取分2段常数的情况下,进行了解析求解。得到以下结论:该模型雨团在水平方向可有螺旋结构,这与用雷达资料得到的实际情况一致。在暴雨发生前期,有位势不稳定发生;且螺旋臂条数越多,雨团半径越小,不稳定增长率的上界越大。在暴雨盛期,整层为弱位势稳定层结,无位势不稳定发生;扰动螺旋臂条数越少,半径越大,其振荡圆频率下界越大。在暴雨结束后,整层为强位势稳定层结,也无位势不稳定发生;扰动螺旋臂条数越多,半径越小,其振荡圆频率的上界越大。在该参数取为2段常数情况下,且下层与上层其分别为负、正值时,有位势不稳定发生,且雨团的螺旋臂越多、半径越小及不稳定层次越厚,其增长率越大。该不稳定雨团的垂直结构在下层大体为半个正弦波,波长随不稳定层次的增厚而增大;在上层则为指数分布,且随高度增加迅速趋于0。  相似文献