Equivalent continuum strain calculations based on 3D particle kinematic measurements of sand          下载免费PDF全文

Siavash Amirrahmat  Khalid A. Alshibli  Maha F. Jarrar  Boning Zhang  Richard A. Regueiro 《国际地质力学数值与分析法杂志》2018,42(8):999-1015

Constitutive modeling of granular materials has been a subject of extensive research for many years. While the calculation of the Cauchy stress tensor using the discrete element method has been well established in the literature, the formulation and interpretation of the strain tensor are not as well documented. According to Bagi, 1 researchers mostly adopt well‐known continuum or discrete microstructural approaches to calculate strains within granular materials. However, neither of the 2 approaches can fully capture the behavior of granular materials. They are considered complementary to each other where each has its own strengths and limitations in solving granular‐mechanics problems. Zhang and Regueiro 2 proposed an equivalent continuum approach to calculating finite strain measures at the local level in granular materials subjected to large deformations. They used three‐dimensional discrete element method results to compare the proposed strains measures. This paper presents an experimental application of the Zhang and Regueiro 2 approach using three‐dimensional synchrotron microcomputed tomography images of a sheared Ottawa sand specimen. Invariant Eulerian finite strain measures were calculated for representative element volumes within the specimen. The spatial maps of Eulerian octahedral shear and volumetric strain were used to identify zones of intense shearing within the specimen and compared well with maps of incremental particle translation and rotation for the same specimen. The local Eulerian volumetric strain was compared to the global volumetric strains, which also can be considered as an averaging of all local Eulerian volumetric strains.  相似文献   

Numerical evaluation of soft inter‐slab joint in concrete‐faced rockfill dam with dual mortar finite element method          下载免费PDF全文

Mozhen Zhou  Bingyin Zhang  Chong Peng 《国际地质力学数值与分析法杂志》2018,42(5):781-805

Recently constructed concrete‐faced rockfill dams (CFRDs) often use soft inter‐slab joints to prevent axial compression‐induced extrusion damage in the concrete face. Due to the complexity of the multibody contact and the lack of information on the actual behavior of soft joints, it is highly challenging to numerically assess the effect of soft joints in CFRDs. In this paper, we present a numerical approach for the three‐dimensional modeling of CFRDs with hard and soft joints. A dual mortar finite element method with Lagrange multiplier is developed to treat the multibody contact in hard joints with impenetrability condition. The soft joint slab‐filler‐slab contact system is modeled using an equivalent contact interface approach, where the soft contact constraints are imposed using a perturbed Lagrange formulation. Through a series of laboratory tests, the mechanical behavior of soft joint is investigated. An extrusion model for the soft joint is presented and implemented in the dual mortar finite element method. The proposed numerical method is applied to the three‐dimensional analysis of Tianshengqiao‐1 CFRD. Despite the complex multibody contact and strong material and geometry nonlinearities in the CFRD, the proposed method is stable and capable of capturing salient characteristics of the CFRD. Numerical results show that in Tianshengqiao‐1, the employment of soft joints can effectively reduce the axial compression stress, thus greatly alleviating the risk of extrusion damage in the concrete face.  相似文献   

广西土壤有机质空间变异特征及其影响因素研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

钟聪  李小洁  何园燕  邱微文  李杰  张新英  胡宝清 《地理科学》2020,40(3):478-485

基于广西第二次土壤普查的270个土壤剖面资料,结合1∶50万数字化土壤类型图、土地利用类型图和气象监测数据等资料,利用地统计学和逐步回归分析等方法对广西表层土壤有机质空间变异特征及其影响因素进行了探究。结果表明：广西表层土壤有机质平均含量为3.11±2.19%,变异系数为70.72%,空间分布呈北高南低的趋势。广西表层土壤有机质空间分布受到自然和人为因素的共同影响,土壤类型、成土母质、海拔、土地利用、气候和坡度6个环境因子对全区土壤有机质含量变异的综合解释能力为47.9%。其中,土壤类型是最重要的影响因素,能独立解释其变异的36.0%,海拔和成土母质分别能独立解释28.5%和15.8%。气温对广西土壤有机质空间分布的影响比降水量更加显著,从而造成了广西土壤有机质整体呈南低北高的趋势。同时,土壤有机质对气温的敏感性在一定程度上受到降雨量的制约。此外,研究区农业耕作管理等因素对土壤有机质的影响也不容忽视。  相似文献   

海南省连片贫困地区农户致贫风险分析   总被引：4，自引：1，他引：3  

张金萍  宋伟  林丹  余珍鑫  李庭筠  罗邱戈  程叶青 《地理科学》2020,40(4):608-616

农村贫困与减贫是世界性难题,也是中国各级政府高度重视并着力解决的重大民生问题。基于农户及致贫风险的文献梳理,从区位、社会和劳动力3个要素维度构建了农户致贫风险分析的二元Logistic回归模型。采用484户农户问卷调查数据,分析了海南省连片贫困地区农户的致贫风险,提出有效减贫和持续发展对策。研究发现:① 海南连片贫困地区生态环境良好但贫困发生率较高,家庭劳动力较充裕但受教育水平较低,子女教育支出负担重,因病因残致贫比例较高,女性务工人口较多,农户自身脱贫致富的发展动力不足。② 海拔高度200 m以下、男性户主、拥有残疾或患病成员、务工人口比例低、女性务工人员占比高、以及单位劳动力供养学生数高的农户具有更大的致贫风险。③ 研究未发现女性户主、少数民族、低受教育水平户主、大型规模家庭有更高的致贫风险,女性成员比例、抚养比等因素对农户贫困影响较小。激发农户内生动力、大力发展特色化和规模化农业、增加农户就业机会、加强针对农民工、女性务工人员和病残群体的社会保障等减贫政策制定实施是实现脱贫攻坚目标的重要途径。  相似文献   

滨海城市竖向避难场所选址可靠性评价与若干问题探讨     

张威涛  任利剑  运迎霞 《地理科学》2020,40(11):1899-1908

关注滨海城市竖向避难场所的选址可靠性问题，首先深化确立“竖向避难场所”概念；然后构建竖向避难场所选址可靠性评价模型，综合自然地理要素和建成环境要素，从与灾害直接作用相关的选址暴露性、与应急交通相关的选址敏感性、与应急服务相关的选址适应性3个维度展开，搭建3级评价指标体系；再以天津滨海新区为例、聚焦滨海城市潮洪灾害和人口安全矛盾的集核——临港城区展开实证研究，借助ArcGIS分类与可视化发现：高低可靠性选址之间具有明显的空间分异，可以分解为灾害暴露性的“近岸高?远岸低”分异、交通敏感性的“外围高?中心低”分异、服务适应性的“中心与沿河高?外围低”兼“近港高?远港低”分异。同时发现：商业设施用地选址价值较高，在高可靠性选址中占比第一；中小学和社会福利设施用地选址价值最高，在高可靠性选址中占比第二；文化科研和娱乐康体设施用地在高可靠性选址中占比最小。针对临港城区实证研究结果，提出滨海城市竖向避难场所选址及可靠性提升对策。  相似文献   

1981—2018 年庆阳市气候舒适度特征分析及评价          下载免费PDF全文

张可心 《干旱区地理》2020,43(5):1270-1277

为了对庆阳市气候资源特征进行分析和评价，指导当地城乡规划建设及旅游业的发展，利 用庆阳市 1981—2018 年 8 个气象观测站逐日气温、降水、风速、相对湿度、日照时数等资料，计算当 地气候舒适度的 4 种参数，分析庆阳市气候舒适度时空变化特征，结果表明：庆阳市春季、秋季偏 冷，夏无酷暑，温暖舒适，冬季寒冷，较不舒适；温湿指数、风效指数、穿衣指数年际变化特征显示， 四季气候均有向暖发展的趋势，春季和夏季变化趋势极显著，秋季和冬季变化显著性较弱；综合指 数年际波动大，夏季气候趋于不舒适，其余季节均趋于舒适；气候舒适期年内分布特征显示，5～9 月 为全市气候舒适期，适合开展旅游活动；5 月和 9 月舒适度空间分布的总体特征是西部高，东部低， 6～8 月均为东南部高，西部、北部低；舒适度月变化总体特征为，5 月＞6 月＞9 月＞8 月＞7 月。  相似文献   

敦煌-格尔木铁路沿线风动力环境特征     

鱼燕萍  张克存  安志山  张余 《中国沙漠》2020,40(1):41-48

敦煌-格尔木铁路沿线地形复杂、起沙因素多变、沙源丰富，沙害问题日益严重。目前对其风沙活动规律还未有研究，不利于防沙工作的开展。为此，通过对自北向南的5个观测点（S1、S2、S3、S4、S5）风速和风向的观测、计算和分析，利用平均风速、起沙风况及输沙势对敦格铁路沿线的风动力环境特征进行研究。结果表明：S5、S4和S3的风况对铁路风沙灾害防治意义较大。S5年平均风速、起沙风频率和输沙势最大，春季风沙活动最为强烈，且风向单一、风力强劲，风沙运动方向基本与铁路垂直，沙粒易在铁路附近堆积。S4夏季风沙活动最为强烈；S3春季风沙活动最为强烈，且风向单一，S4和S3的风沙运动方向与铁路夹角小于90°，附近沙源广阔，铁路易受风沙侵蚀，阻碍交通运营。  相似文献   

毛乌素沙地东南缘全新世气候不稳定性     

李想  苏志珠  马义娟  张彩霞  柳苗苗 《中国沙漠》2020,40(2):109-117

毛乌素沙地处于中国季风区的西北边缘,对气候变化敏感,是古气候演化和古环境变迁研究的理想场所。全新世气温回暖期,气候整体稳定但存在暖湿冷干的次级波动,不同类型沉积相组成的地层序列记录了全新世千年、百年尺度的气候不稳定性。对毛乌素沙地不同沉积序列的研究表明:(1)毛乌素沙地东南缘的沙漠/黄土边界带DLT、NB剖面粒度及Rb/Sr比值可作为气候变化的代用指标。>63 μm砂含量增加,Rb/Sr比值降低,揭示东亚冬季风增强,风成砂堆积,风沙活动加剧,气候干冷;反之,东亚夏季风增强,降水增多,风化成壤程度加大,气候暖湿。(2)毛乌素沙地东南缘沙漠/黄土边界带及低洼沟谷区年代概率密度函数的分析显示,全新世早期~8\^5 ka BP风成砂堆积,风沙活动加剧,气候表现为干冷;全新世中期8\^5 ka~3\^0 ka BP地势较高处古土壤广泛发育,地势低洼处发育湖沼相/泥炭层,但在6.0 ka BP左右存在气候转冷过程;全新世晚期3\^0 ka BP以来气候波动频繁。(3)毛乌素沙地气候变化与北大西洋冰筏冷事件、董哥洞石笋、季风边缘区湖泊、东部沙地等记录具有可对比性和相对一致性,反映出全新世千年和百年尺度上的气候变化主要受全球变化的影响,这对预测和模拟未来气候变化具有借鉴意义。  相似文献   

基于多源数据的主体功能区划分方法——以广州市为例     

罗伟玲  王艳阳  张恒 《热带地理》2020,40(1):110-118

以广州市为例,基于城市感知数据、遥感影像等多源数据,采用卷积神经网络对遥感影像进行了语义提取,将提取结果与兴趣点（Points of Interest）样方密度的功能用地识别结果进行补充校验,根据政策和规划文件建立功能用地与主体功能区之间的关联,利用信息熵分析广州市功能用地混合程度,以辅助判别主体功能区,最终得到广州市主体功能区划分结果。将划分结果与《广州市主体功能区规划（2008—2020年）》和《广州市城市总体规划（2017—2035年）》草案对比验证,结果表明文章所提出的方法精准度较高,并能体现广州市空间格局形态,反映主体功能区实际分布情况。  相似文献   

南极罗斯海沉积物中可培养菌株的分离及胞外水解酶活性检测          下载免费PDF全文

王飞  丛柏林  张朝晖  杨黄浩 《极地研究》2020,32(1):68-81

研究了南极罗斯海地区沉积物中可培养微生物多样性,并检测了菌株胞外酶活性,为开发利用南极资源奠定基础。采用Zobell2216E培养基、土豆培养基(PDA)及稀释平板划线法分离并获得纯培养的细菌和真菌,分别通过16SrDNA、18S/ITS序列鉴定分析了可培养微生物的多样性和系统发育。从南极罗斯海沉积物样品中获得78株细菌和54株真菌,细菌、真菌的优势菌株分别为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、枝孢属(Cladosporium);78株细菌菌株中有2株与模式菌株的16SrDNA基因序列相似性小于97%,可能是潜在的细菌新物种。细菌API20NE生理生化和真菌产胞外酶活性结果表明,获得的细菌和真菌大多数可检测到胞外水解酶活性。本研究丰富了南极可培养微生物资源,为南极罗斯海地区可培养微生物的多样性研究以及南极微生物资源的应用研究奠定了基础。  相似文献