An experimental investigation of the effects of thawed soil depth on rill flow velocity     

Xiaofeng Gao  Xiaonan Shi  Tingwu Lei  Huaqing Liu  Jiahui Yang 《水文研究》2021,35(2):e14043

Water flow velocity is an important hydraulic variable in hydrological and soil erosion models, and is greatly affected by freezing and thawing of the surface soil layer in cold high-altitude regions. The accurate measurement of rill flow velocity when impacted by the thawing process is critical to simulate runoff and sediment transport processes. In this study, an electrolyte tracer modelling method was used to measure rill flow velocity along a meadow soil slope at different thaw depths under simulated rainfall. Rill flow velocity was measured using four thawed soil depths (0, 1, 2 and 10 cm), four slope gradients (5°, 10°, 15° and 20°) and four rainfall intensities (30, 60, 90 and 120 mm·h⁻¹). The results showed that the increase in thawed soil depth caused a decrease in rill flow velocity, whereby the rate of this decrease was also diminishing. Whilst the rill flow velocity was positively correlated with slope gradient and rainfall intensity, the response of rill flow velocity to these influencing factors varied with thawed soil depth. The mechanism by which thawed soil depth influenced rill flow velocity was attributed to the consumption of runoff energy, slope surface roughness, and the headcut effect. Rill flow velocity was modelled by thawed soil depth, slope gradient and rainfall intensity using an empirical function. This function predicted values that were in good agreement with the measured data. These results provide the foundation for a better understanding of the effect of thawed soil depth on slope hydrology, erosion and the parameterization scheme for hydrological and soil erosion models.  相似文献   

黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究     

时卫民  王鹏  赵尚毅 《岩土工程技术》2020,(2):70-75

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。  相似文献   

CG-6型重力仪零漂特性研究     

郝洪涛  刘少明  韦进  胡敏章 《大地测量与地球动力学》2019,39(10):1086-1090

对中国地震局地震研究所最新引进的4台CG-6型相对重力仪的零漂特性进行测试研究，结果表明，4台重力仪的静态零漂率、混合零漂率和动态零漂率均小于8 μGal/h，满足厂家给出的技术指标。在较长观测时间内，各台仪器的零漂均存在不同程度的非线性特征，因此在进行较长时间的野外观测以及后续数据处理中，不宜将零漂率作为常数进行解算和零漂改正。  相似文献   

The thermal maturity of sedimentary basins as revealed by magnetic mineralogy     

Mansour M. Abdelmalak  Stéphane Polteau 《Basin Research》2020,32(6):1510-1531

The thermal evolution of sedimentary basins is usually constrained by maturity data, which is interpreted from Rock-Eval pyrolysis and vitrinite reflectance analytical results on field or boreholes samples. However, some thermal evolution models may be inaccurate due to the use of elevated maturities measured in samples collected within an undetected metamorphic contact aureole surrounding a magmatic intrusion. In this context, we investigate the maturity and magnetic mineralogy of 16 claystone samples from Disko-Svartenhuk Basin, part of the SE Baffin Bay volcanic margin. Samples were collected within thermal contact metamorphic aureoles near magma intrusions, as well as equivalent reference samples not affected by intrusions. Rock-Eval pyrolysis (T_max), and vitrinite reflectance (Ro) analysis were performed to assess the thermal maturity, which lies in the oil window when 435°C ≤ T_max ≤ 470°C and 0.6%–0.7% ≤ Ro ≤ 1.3%. In addition, we performed low- (<300K) and high-temperature (>300K) investigations of isothermal remanent magnetization to assess the magnetic mineralogy of the selected samples. The maturity results (0.37% ≤ Ro ≤ 2%, 22°C ≤ T_max ≤ 604°C) show a predominance of immature to early mature Type III organic matter, but do not reliably identify the contact aureole when compared to the reference samples. The magnetic assemblage of the immature samples consists of iron sulphide (greigite), goethite and oxidized or non-stoichiometric magnetite. The magnetic assemblage of the early mature to mature samples consists of stoichiometric magnetite and fine-grained pyrrhotite (<1 μm). These results document the disappearance of the iron sulphide (greigite) and increase in content of magnetite during normal burial. On the other hand, magnetite is interpreted to be the dominant magnetic mineral inside the contact aureole surrounding dyke/sill intrusions where palaeotemperatures indicate mature to over-mature state. Interestingly, the iron sulphide (greigite) is still detected in the contact aureole where palaeotemperatures exceeded 130°C. Therefore, the magnetic mineralogy is a sensitive method that can characterize normal burial history, as well as identify hidden metamorphic contact aureoles where the iron sulphide greigite is present at temperatures beyond its stability field.  相似文献   

埋深对恐龙化石的影响效果研究          下载免费PDF全文

陈诚  贾超  张尚坤  杜圣贤  罗文强  田京祥 《山东国土资源》2019,35(5)

已发现的恐龙化石大多数埋藏在不同深度的地层中,不同埋深化石所受风化破坏程度不尽相同。为深入研究恐龙化石的风化机理,探究恐龙化石的保护措施和方法,重点分析埋深产生的侧向压力对恐龙化石强度和破坏特性的影响。通过有限差分软件FLAC3D进行数值模拟,揭示埋深因素对恐龙化石保存的影响程度。试验结果表明:围岩对恐龙化石施加的侧向压力是影响恐龙化石变形和强度特性的一个重要因素。在弹性变形阶段,恐龙化石的初始强度、峰值强度随侧向压力的增大而不断增大。当应力超过了恐龙化石极限强度后进入塑性变形,其初始强度、峰值强度逐渐减小,最终达到残余强度。  相似文献   

水平低周往复位移下单桩-土相互作用试验研究     

黄福云  陈汉伦  董锐  单玉麟 《岩土力学》2020,41(5):1625-1634

整体式桥台无伸缩缝桥梁（以下简称整体桥）桩基应设计为柔性桩，以保证较好的抗水平变形能力。但是，我国相关规范中判别柔性桩的算法主要应用于单向水平受荷桩，可否沿用至整体桥桩基还有待验证。为此，根据一种特殊设计的桩身变形测量方法，对3根埋深不同的混凝土模型桩进行了低周水平往复位移下的拟静力试验，研究单桩-土体系的抗震性能和相互作用机制。研究表明，水平往复位移下混凝土桩在埋深为3D～6D（D为桩径）范围内开裂；桩的埋深越大，桩身挠曲程度越大、变形特征点位置也越深、桩-土体系的抗弯刚度也越大、水平极限承载力也越高、抗震性能也越强。研究还表明，桩-土体系进入弹塑性阶段后，柔性桩的水平工作性状将逐渐向刚性桩退化。另外，在判别整体桥桩基的水平工作性状时，我国相关规范中的规定偏不安全。实际工程中，建议以Broms方法进行参考计算。  相似文献   

p-y曲线对成层土体中大直径单桩的适用性研究          下载免费PDF全文

孟晓伟  翟恩地  许成顺 《海洋技术学报》2019,38(2)

API规范推荐的p-y曲线是由均质土体得到的,并未考虑土层间相互作用,Georgiadis基于柔性桩提出了等效深度法修正p-y曲线,把均质土p-y曲线延伸到了成层土体中。为了研究p-y曲线和等效深度法对于大直径单桩在成层土体中的适用性,取4种典型地质条件:成层砂土、砂土-黏土-砂土、成层黏土和黏土-砂土-黏土,通过L-PILE软件计算了6 m直径单桩基础的p-y曲线、桩顶水平荷载-位移曲线、桩身位移和弯矩。并与ABAQUS建立的单桩基础三维有限元模型计算结果进行比较。结果表明等效深度法对于成层砂土影响不大;对于成层黏土影响较大;对于中间为软弱土层的成层土体,在荷载较大时影响显著,等效深度法计算结果更加接近FEM结果。在成层土体中,p-y曲线应用于大直径单桩对于砂土高估了初始刚度,低估了极限抗力;对于黏土则低估了初始刚度和极限抗力。  相似文献   

塑性极限分析鱼雷锚锚尖贯入阻力     

瑜璐  杨庆  杨钢  张金利 《岩土力学》2020,41(6):1953-1962

鱼雷锚安装过程中,锚尖形状影响尖部贯入阻力进而影响贯入深度。基于塑性极限分析理论下限法分析不同锚尖长径比x的椭圆形锚尖的贯入阻力和贯入阻力系数,并考虑了贯入深度、锚-土界面摩擦对贯入阻力以及贯入阻力系数的影响。结果表明:(1)锚-土界面光滑时,锚尖贯入阻力系数随着锚尖长径比的增大而减小;锚-土界面粗糙时,锚尖贯入阻力系数随着锚尖长径比的增大而增大。(2)摩擦力对贯入阻力系数的影响随着ξ增大而增大。(3)随着埋置深度增加,贯入阻力系数受x影响最小时所对应的摩擦系数逐渐减小。(4)当锚-土界面摩擦系数ω 0.75时,工程中可选用ξ1的锚尖用以减小端部贯入阻力;当ω0.26时,ξ1的锚尖提供更小的端部贯入阻力。锚尖长径比ξ=0和ξ=1的下限解与前人研究的桩基和圆形结构的理论解较为一致,进一步验证了所提出的椭圆形锚尖下限法模型的可行性。  相似文献   

乌鲁木齐大气混合层厚度和稳定度与大气污染的关系          下载免费PDF全文

李振杰  金莉莉  何清  缪启龙  买买提艾力·买买提依明 《干旱区地理》2019,42(3):478-491

利用乌鲁木齐市4座10层100 m梯度气象塔2013年6月~2014年4月气象观测资料和7个环境监测站[WTBX]AQI[WTBZ]资料，计算并分析了大气混合层厚度和稳定度特征，探讨了大气混合层厚度和稳定度与污染的关系。结果表明：乌鲁木齐市混合层厚度夏季郊区高、城区低，冬季从南郊—城区—北郊随地势降低依次降低；夏季和冬季分别在1 559～1 772 m和526～1 156 m之间。地面至2 km以上每500 m高度间隔统计混合层厚度，500～1 000 m出现频率最多；月变化为6～9月基本在500 m以上，且每个高度区间其概率均超过10%，10月～次年2月1 500 m以上区间概率明显减小；日变化为中午13:00～16:00达到最高值，下午和傍晚迅速下降。白天较大的感热输送提供充足的热力条件，这也体现出白天以不稳定层结为主，夜间则以稳定层结为主。大气稳定度分类结果，夏季郊区和城区不稳定（A～C类）所占比例差不多，冬季北郊稳定（E、F类）所占比较最大、城区最弱。[WTBX]AQI指数冬季最大，从南郊—城区—北郊依次增大，这与采暖期污染物多、南郊比北郊地势高有利于扩散输送有关。总体来看，乌鲁木齐大气混合层厚度空间分布与气象要素、大气稳定度、地形等密切相关，对AQI[WTBZ]指数分布有重要影响，这对近地层大气污染状况预报有着重要的指导意义。  相似文献   

全球地磁感应测深数据三维反演   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

李世文  翁爱华  张艳辉  李建平  杨悦  唐裕  邹宗霖  李春成 《地球物理学报》2019,62(5):1908-1920

全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-范数的地磁测深响应三维反演技术.在反演中,利用L1-范数度量数据预测误差,降低"飞点"数据的影响,将相关系数较小的C-响应估计也纳入反演数据中.三维正演模拟采用球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法.文中利用指数概率密度分布函数构造非高斯噪声的合成数据,并采用棋盘模型对反演方法的可靠性进行了验证.之后,我们将本文提出的三维反演方法用于全球129个地磁观测台站的C-响应数据反演,结果表明在地幔转换带深部,中国东北地区为高导电异常,南欧和北非则均为高阻;夏威夷在900km以下为高导;菲律宾海及以东地区在转换带表现为明显的高阻,这些结果与前人研究结果一致.由于采用了更多的台站数据,我们的反演结果还发现一些新的异常:南美洲南端,转换带表现为明显的高导;澳大利亚东南部,地幔转换带深部,也存在一个明显的高导异常,这些异常分布和地震层析成像的低速区一致.因此,L1-范数三维反演能够充分利用全球C-响应数据信息,提高地磁测深对地球深部电性结构的分辨能力,更好的研究全球地幔电性结构.  相似文献