青川刨地里地震滑坡发育特征及其成因机制探讨

以“5·12”汶川地震诱发的青川县刨地里滑坡为例,现场调查了滑坡的地质特征,并基于离散元软件(UDEC)分析了1号滑坡动力响应及变形破坏过程,探讨了滑坡的成因机制。现场调查表明,刨地里1号滑坡具有近水平“上硬下软”的地层结构,其中石坎断层穿过了滑坡后缘;滑坡堆积体的岩性分带特征表明,刨地里1号滑坡下部千枚岩先于上部硅质岩被破坏,且破坏时间早于2号和3号滑坡;数值模拟研究揭示,峰值加速度放大效应在断层带附近的千枚岩内最强,其放大系数达6.79,导致下层千枚岩首先沿陡倾面产生拉裂破坏,随后上层硅质岩体产生拉裂破坏,结果与现场调查堆积物特征较吻合;断层和上硬下软的地层结构对刨地里滑坡动力响应、变形及破坏起到了控制作用。该研究可为上硬下软且含断层的地震滑坡的评价提供参考。

“6.1”芦山地震作用下宝兴新华村滑坡动力响应与失稳过程离散元模拟

斜坡浅表层是各类地震地质灾害发育的潜在破坏位置,坡面形态和坡体结构往往造成斜坡动力响应及破坏的复杂化。为探究不稳定斜坡浅表潜在滑动层动力响应特征与失稳过程,以芦山M_(s)6.1级地震触发的新华村滑坡为例,基于现场调查采用离散元方法建立了二维计算模型,分析了该斜坡潜在滑动层及坡面形态的动力响应特征并对其失稳过程进行了模拟。结果表明:(1)斜坡浅表潜在滑动层具有强烈动力放大效应;(2)微地貌对于潜在不稳定斜坡坡面的放大效应具有明显的影响,浅表潜在滑动层水平向及竖直向加速度在凸出部位的放大效应显著,凹陷部位相较于凸出部位放大效应较低;(3)研究揭示新华村滑坡在微地貌的作用下凸起地形呈现先于凹陷地形遭受破坏,其失稳过程分为震动放大局部震裂-凸出地形破坏-凹陷地形破坏-完全破坏整体下滑-重力堆积5个阶段。该研究结果有助于提升防灾人员对地震诱发潜在不稳定斜坡失稳的认识,为防灾减灾提供理论和数据支撑。

中国物理海洋学研究70年：发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的“普遍风浪谱”和“涌浪谱”,发展了第三代海浪数值模式;提出了“准调和分析方法”和“潮汐潮流永久预报”等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了“棉兰老潜流”,揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了“南海内波潜标观测网”,实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流“边缘不稳定”的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军。

优化炭表面氧官能团增强锌离子电容器的电容性能

锌离子电容器(ZICs)具有能量密度高、倍率性能好、循环寿命长、成本低等优点,近年来得到了广泛的研究。在碳基阴极表面引入氧官能团是提高水系ZICs电容性能的有效策略。然而,氧官能团的存在是否有利于提高乙醇(EtOH)基ZICs的电容性能,目前还没有被深入研究。本文采用硝酸氧化和进一步热处理的方法对阴极活性炭表面的氧官能团进行了优化。在ZnCl2/EtOH电解液中,优化后的样品在电流密度为1 A g^(−1)时比电容达到195 F g^(−1),比未改性的样品(125 F g^(−1))提高了56%。同时,ZICs也表现出良好的循环稳定性,在3 A g^(−1)下的稳定循环次数超过16000次,并且保持100%的库仑效率。这是因为氧官能团,特别是羧基和酯基(―COO)的存在,为Zn2+氧化还原反应提供了丰富的电化学活性位点。因此,本研究通过优化氧官能团增强了炭阴极的电容性能,并为EtOH基ZICs的商业应用提供了研究基础。

环境噪声测试在滑坡体场地快速勘探中的应用——以赵家山滑坡为例

滑坡体动力响应特征和场地信息是研究滑坡破坏机理与地层结构的关键因素.在震后山地地区,高陡的工程条件限制了常规地球物理方法的应用,环境噪声测试方法在波阻抗比差异较大场地有不错的适用性.本文在青川县赵家山滑坡场区内布置22个监测站采集环境噪声数据,采用HVSR谱比法及反演等方法,对该滑坡场地地震动力响应特征、覆盖层等效剪切波速与覆盖层厚度分析,监测表明研究区放大系数在1.44~2.66,覆盖层卓越频率为2.03~13.98 Hz;滑坡内覆盖层土体为中软-中硬碎石土层,其等效剪切波速反演揭示剪切波速介于350~760 m/s,其厚度为5.0~21.0 m;滑坡边界覆盖土层等效剪切波速介于200~580 m/s,其厚度为4.5~6.7 m;滑坡外围场地覆盖土层等效剪切波速介于250~560 m/s,其厚度为3.0~13.0 m,据反演滑坡体厚度结果揭示了赵家山滑坡主剖面特征.研究表明,环境噪声测试可快速获得场地效应与浅地表地层结构,赵家山滑坡滑源区覆盖土层厚度小于堆积区;滑坡外围覆盖层厚度小于堆积区,大于滑源区.滑坡场地的动力响应特征与覆盖层堆积厚度特征结合,可研究滑坡的破坏机理,为震后山区滑坡灾害场地快速勘探提供参考.