青藏铁路沿线多年冻土分布特征及其对环境变化的响应

针对青藏高原特殊的自然气候条件,按照地形、地貌把青藏铁路沿线多年冻土分为15个区段,并分别介绍了各个区段多年冻土特征.结果表明:在外界环境变化,包括全球气候变暖及工程活动的双重效应下,青藏铁路沿线多年冻土及其存在状态发生了极大变化,这些变化主要包括年平均气温升高、多年冻土退化、热融灾害增加、寒区工程病害不断加剧等.多年冻土及其存在状态发生变化不但导致生态环境恶化,而且对青藏铁路沿寒区工程的安全运营、维护及发展提出新的挑战.

粗颗粒土冻胀特性和防治措施研究现状

室内试验和现场监测数据表明,粗颗粒土的冻胀敏感性与土的级配、初始含水量、温度、外载等诸多因素有关;在一定的组合条件下,粗颗粒土也可以发生显著的冻胀.以认识哈大高铁路基冻胀特性为目的,在分类梳理有关粗颗粒土冻胀特性研究文献的基础上,简要论述了粗颗粒土的冻胀理论及其发展现状,然后重点论述了有关影响粗颗粒土冻胀特性的几个关键因素——细颗粒含量、水分特征及温度状况方面的研究成果和存在的问题.最后,讨论了研究粗颗粒土冻胀模型及其冻胀机理时应关注的问题,以更好地评价、防治公路和铁路路基土冻胀.

哈大高铁路基面冻胀变形特征及工程意义

路基面冻胀量是影响寒区高铁路基在冬季安全运营的关键性指标之一,也是协调轨面变形和判断扣件系统安全储备量的直观因素之一。根据哈大高铁沈阳至哈尔滨段开通运营后的前两个冻融期路肩冻胀量数据及其评估结果,认为现有的冻胀观测结果评估和预测方法对路基面整体冻胀量估计不足,在长期变形预测中并未考虑到一旦地基和基床固结完成时产生的冻胀量对路基和轨面变形的影响。结合哈大线实测路基面冻胀量数据,探讨了观测结果的合理性及应用的方法。分析表明:现在所测得的路肩处路基面的冻胀量只是名义冻胀量,较实际冻胀量要小,简单应用此数据从长远来看偏于危险;考虑到路基面上不同构件在环境条件下的组合效应,单独使用路肩处冻胀量来评估整体路基变形特征存在不足。因此在预测和评估长期路基面冻胀变形时,需结合观测数据和实际工况进行全面合理的分析,以提高路基工后变形和季节性变形预测的可靠度。

寒区高速铁路路基变形智能监测系统设计与实现

新建哈尔滨至大连客运专线是我国在中-深季节冻土区第一条建设运营的高速铁路,其社会、经济意义十分突出.为了解该铁路路基变形及其与环境变量之间的关系,在哈大高铁沈哈段沿线布设了15个路基监测断面以进行地温监测和路基不同分层的变形监测,同时开发升级了哈大高铁长期监测系统软件YH-FSMS,用于控制数据的采集、存储、传输和分析工作,并通过通讯网络实现了远程传输和控制.通过对开通运营后第一个冻结-融解期的监测数据分析,哈大高铁长期监测系统运行基本正常,获得的监测数据真实可靠,能够为季节性冻土区高速铁路路基变形状况评价提供支撑.利用长期监测系统对典型路基地段进行了连续监测,分析了路基冻融变形机理及其环境影响特征,并据此提出保障路基热平衡状态、改善路基系统水热条件、减弱路基变形影响要素的工程补强措施.该系统的建立为路基冻胀变形实时监控和预警提供了科学依据,也为开展冻土区相关工程研究提供了技术示例.

井下防越级跳闸系统的应用

针对石泉煤矿井下供电系统时常出现越级跳闸,严重影响矿井安全生产问题,梳理分析了供电系统出现越级跳闸原因,提出了对地面10 kV变电所、中央变电所、301盘区变电所等3个变电所进行保护升级的改造方案。改造后变电所内电气设备运行状态及参数可进行就地集控和远程监控,解决了供电系统存在的“越级跳闸”问题,实现了井下供电系统的“四遥”功能,通过防越级跳闸系统的运行,以及现场实际应用,改造后的供电系统稳定可靠,可有效避免越级跳闸现象发生。

基于数值实验的本科“岩石力学”教学模式改革探讨

“岩石力学”课程是我国高等学校土木工程等应用型专业的基础课程.岩石工程带裂纹工作是常态,但教学中通常以岩石常规力学实验为主.岩石物理实验还面临岩石力学设备昂贵、实验危险性大、课时有限等问题.本次教学改革拟从两个方面出发:(1)拟开展基于数值方法的“岩石力学”实践环节,改革教师教和学生学的方法;(2)拟建立课前、课堂、课后相结合的全过程多元化成绩评定,改革考核方式.以期本科生“岩石力学”课程实践能在基于数值实验的教学模式和过程化考核模式的推动下步上新的台阶.

Spectral modulation of third-harmonic generation by molecular alignment and preformed plasma

We demonstrate spectral modulation of third-harmonic generation from molecular alignment effects. The third harmonic spectrum is broadened or narrowed under different influences of cross-phase modulations originating from various molecular alignment revivals. Furthermore, the spectrum and spatial distribution of the generated third harmonic pulse change dramatically in the presence of a preformed plasma. Under the influence of a preformed plasma, a narrower third harmonic spectrum is observed, and the conical third-harmonic pulse increases while the axial part decreases. The investigation provides an effective method to modulate the spectral characteristic and spatial distribution of third-harmonic generation from intense femtosecond filament.

Modulation of terahertz generation in dual-color filaments by an external electric field and preformed plasma

Terahertz generation driven by dual-color filaments in air is demonstrated to be remarkably enhanced by applying an external electric field to the filaments. As terahertz generation is sensitive to the dual-color phase difference, a preformed plasma is verified efficiently in modulating terahertz radiation from linear to elliptical polarization. In the presence of preformed plasma, a dual-color filament generates terahertz pulses of elliptical polarization and the corresponding ellipse rotates regularly with the change of the preformed plasma density. The observed terahertz modulation with the external electric field and the preformed plasma provides a simple way to estimate the plasma density and evaluate the photocurrent dynamics of the dual-color filaments. It provides further experimental evidence of the photo-current model in governing the dual-color filament driven terahertz generation processes.

基于嫦娥五号月球样品的月壤残余内摩擦角预测

随着人类探月工程的快速发展,月球基地建设以及月表资源开发利用有望更快实现,合理预测月壤工程力学性质对于未来深层次探月工程意义重大,我国嫦娥五号返回月球样品为研究月壤工程力学特性提供了直接的实测材料。然而,月球样品极其珍贵,难以满足传统土工试验测试.为了应对这一科学挑战,本研究从无损分析月球样品颗粒属性入手,使用高精度X-射线μCT扫描、三维白光干涉、原子力显微镜等无损测试手段,分析了不同类型月壤颗粒的三维多尺度形态、弹性力学和摩擦属性等指标.在此基础上,基于颗粒材料宏微观物理力学理论和数值模型尝试预测了嫦娥五号采样处月壤残余内摩擦角。本研究为基于月球样品信息跨尺度分析月壤工程力学性质提供了可行思路。