不同爆发频率下的泥石流动力特征参数计算

通过对云南省维西县梓里沟泥石流进行现场调查,获取了梓里沟泥石流相关的数据资料,据此分别对梓里沟泥石流的容重、流速、流量、冲击力等动力学特征参数进行计算。计算结果表明:在不同爆发频率下,泥石流动力特征参数不同,且相差较大;在同一爆发频率下,不同沟段处,泥石流的动力特征参数也是不同的。

官坝河泥石流动力学特征参数

青藏高原东南缘构造断陷湖都不同程度地受到山洪和泥石流侵蚀带来的泥沙淤积的影响。其中邛海的泥沙淤积问题最具代表性。邛海日益严峻的泥沙淤积问题的解决取决于流域内山洪和泥石流的治理。在此背景下,分析了邛海流域官坝河地形地貌特点和邛海泥沙淤积特征,并计算了官坝河泥石流动力学特征参数。研究发现,官坝河流域泥石流属于过渡性—黏性泥石流,1998年官坝河泥石流最大洪峰流量为813.7m3/s,泥石流最大动压力和大石块冲击力分别为147kPa和1.63×105 kN。据此提出了邛海流域官坝河泥石流防治建议:在官坝河上游支沟采用稳拦防治措施以稳固沟床和拦挡大颗粒物质;在官坝河下游采用拦排清防治措施以减少细颗粒物质进入邛海并定时清理河床泥沙。邛海流域官坝河泥石流的治理可为青藏高原东南缘构造断陷湖区域内的山洪和泥石流治理提供一定的参考价值。

突然开孔时孔口气流动力特性参数的数值模拟

建筑物突然开孔时瞬态内压响应的规律可以用一个二阶非线性常微分方程来描述,由于开孔形状和孔边物理特征的复杂性,采用风洞试验获取方程中各项系数的方法往往比较困难。首先利用计算流体动力学的方法,模拟建筑物突然开孔瞬时的流场变化,获得风致内压的Helmholtz频率和孔口气流的等效线性阻尼。再由这两个参数计算得到的内压增益并与风洞试验结果相比较,二者结果吻合较好,表明数值计算能够准确地模拟突然开孔结构孔口处的气体流动状态。其次,利用孔口气流振荡曲线,采用参数拟合的方法进一步获得了内压传播方程中的各特征参数。

北京月玉沟潜在泥石流特征及其动力学指标

月玉沟位于门头沟区清水河流域,为潜在泥石流沟。本文在阐述月玉沟形成区、流通区及堆积区等流域特征的基础上,分析了泥石流的三大形成条件:地形、物源及降水,之后计算了潜在泥石流的流体重度、流速、峰值流量、一次泥石流过程总量等动力学特征参数,最后分析了该泥石流沟的发展趋势,并提出了防治建议。

水培环境下的作物养分吸收多参数检测系统研究

在水培环境下对植物根系养分吸收的动力学主要利用耗竭曲线和系列含量法进行研究,而依靠人工间隔性的采样过程不但耗费人力而且影响效率。为解决这一问题,利用离子选择电极和图像传感器分别测定植物根系在水培环境下养分吸收时的离子含量和根系表面积,结合Michaelis-Menten方程获得植物动力学特征参数;系统硬件以STM32F407ZGT6微处理器作为主控单元,给出具有精密电化学传感器接口的信号调理与数据采集电路;在上位机系统中完成数据通讯、校准以及建模处理等。经测试表明,溶液校准后不同价态离子的能斯特斜率转换率分别在80%或90%以上;该系统与WinRHIZO获得的根系表面积相比,2组数据的线性相关性为0.97。该系统能够稳定的获取植株全根系的吸收临界浓度(Cmin)、最大吸收速率(Imax)、米氏常数(Km)等特征多参数,可为农作物营养的科学研究及水培环境下的养分吸收监测提供技术支撑。

弹性压应力波下直杆动力失稳的机理和判据

基于应力波理论和失稳瞬间能量的转换和守恒，导出了一个直杆动力分岔失稳的准则： （１）直杆在发生分岔失稳的瞬间所释放出的压缩变形能等于屈曲所需变形能与屈曲动能之和； （２）在上述能量转换过程中，能量对时间的变化率服从守恒定律．应用临界条件（１）推导出的 直杆动力失稳的控制方程和杆端边界条件以及连续条件，与应用哈密顿原理推导的结果完全相 同，但不足以构成求解直杆动力失稳问题的完备定解条件．应用临界条件（２）导出压缩波前的 附加约束方程．由此得出该问题的完备定解条件，导出包含两个特征参数的一对特征方程．从 而建立了求解直杆动力失稳模态和两个特征参数（临界力参数和失稳惯性项指数参数即动力特 征参数）的较严密理论方法．

爆炸冲击荷载作用下拱结构动力屈曲研究

用数值模拟方法,研究了爆炸冲击荷载作用下拱结构的动力屈曲问题,重点分析了拱结构矢跨比对其动力响应和动力屈曲的影响。结果表明:对于矢跨比大于0.1的拱结构,在弹性振动阶段,拱顶位移幅值数量最大,当出现塑性变形以后,结构最大位移点在约1/6拱跨处;当爆炸冲击持续时间在某一范围内时,结构发生动力屈曲以后会出现反直观动力响应,位移幅值-荷载幅值关系曲线出现2个拐点,第1个拐点对应的荷载可看作动力屈曲临界荷载,第2个拐点对应的荷载可看作动力失效荷载。当拱结构的矢跨比小于0.1时,结构发生动力屈曲以后不会出现反直观动力响应,动力屈曲临界荷载即动力失效荷载。当爆炸冲击持续时间一定时,拱结构矢跨比越小,动力屈曲临界荷载越小。

普通饰面砖的外墙饰面层空鼓检测研究

为解决建筑外墙饰面层的空鼓和脱落问题,运用动力特征参数分析方法和样本熵分析方法,利用固有频率、脉冲指标、峰值指标及样本熵4个特征参量,对正常与空鼓状态的普通饰面砖的敲击振动信号进行分析识别,结果表明:动力特征参数和样本熵这两种方法都可以有效地对普通饰面砖的建筑外墙饰面层的空鼓情况进行检测判别。这些研究成果在建筑外墙饰面层空鼓检测中具有实际的使用价值和应用前景。

基于微量量热技术与化学计量学表征的角类动物药质量生物评价研究

着眼于捕获微生物生长代谢过程中能量变化规律,采用微量量热技术研究名贵角类动物药(鹿茸、鹿角、羚羊角)对大肠杆菌生长代谢的干预作用,以热谱曲线相似性和生物热动力学参数如第一生长速率常数(k1),第一阶段最大发热功率(P1)、达峰时间(T1)、发热量(Q1),第二阶段最大发热功率(P2)、达峰时间(T2)、发热量(Q2)为评价指标,借助化学计量学对生物热动力学特征参数信息进行辨识与抽提.结果表明,羚羊角与空白样品之间的相似性较鹿茸、鹿角低;鹿茸、鹿角可增加微生物生长代谢过程能量(热量),而羚羊角与之相反.由此提示,运用微量量热技术结合化学计量学,以热谱曲线相似性表征生物活性谱(定性),以生物热动力学特征参数表征生物效价值(定量),可实现定性定量评价不同角类动物药的生物活性.

考虑拦挡坝抗灾能力的泥石流危险性评价

震后低频泥石流发生概率增加、泥石流规模增大,导致拦挡坝阻灾能力变化,进而影响泥石流的危险性.但鲜有研究揭示拦挡坝对泥石流危险性的影响.同时,针对以形成条件为危险性评价指标的传统危险性评价方法无法度量泥石流的破坏力及强度等问题,提出增加泥石流动力学参数作为危险性评价指标,并采用改进的熵值法评估泥石流危险性.通过计算不同重现期下锄头沟泥石流的动力参数、拦挡坝稳定系数.定量分析拦挡坝与泥石流危险性之间的控制关系.结果表明:增加动力特征参数的泥石流危险性评价方法能考虑其动力破坏、泥石流强度作用,结合改进的熵值法能够获取较为科学、合理的评价结果;若拦挡措施安全稳定,由于停淤作用使坝后冲出量减少,使100~10年一遇泥石流危险性降低12.27%~43.75%不等.考虑拦挡坝抗灾能力进行泥石流危险性评价,能有效对防灾减灾决策、土地规划利用等资源的合理调配提供指导.