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TJ-1模拟月壤承载特性物理模型试验研究被引量：1: 2016年; 借助现代土力学试验技术研究月壤工程特性,是解决月球上岩土工程问题的一个可行方法.室内载荷物理模型试验是研究土体承载特性的重要方法.本研究自行设计加工了一套可以实现加载速率控制的加载装置,采用试验材料为Tongji-1(简称TJ-1)模拟月壤,对4种不同尺寸的圆盘载荷板进行加载速率控制条件下的载荷模型试验,同时测定了基底土压力分布.试验结果表明:在相同载荷板条件下,TJ-1模拟月壤的地基极限承载力和变形模量随加载速率的增加而增加;在相同加载速率条件下,TJ-1模拟月壤的地基极限承载力和变形模量随载荷板尺寸增加而增加;加载时基底中心土压力最大.; 蒋明镜奚邦禄孙德安王闯; 关键词：TJ-1模拟月壤载荷试验

模拟月壤微观结构形态的定量化研究新方法: 2015年; 针对土体的微观结构测试设备价格较高、操作相对复杂以及传统的微观结构测试主要针对单一粒组进行的缺陷,以同济一号(简称TJ-1)模拟月壤为例,介绍了一种可测定由不同粒组组成的砂样微观结构参数(如长短轴比例、粗糙度)的新方法.通过电镜扫描获取TJ-1模拟月壤不同粒组颗粒的高倍清晰照片,利用AutoCAD和MATLAB软件获取各粒组的微观结构参数.采用离散元数值试验,近似确定TJ-1模拟月壤中各粒组颗粒所受接触力占所有颗粒接触力的权重,并与各粒组形态参数的平均值相结合,采用加权平均,最终获取TJ-1模拟月壤形态参数的代表值.; 蒋明镜奚邦禄李立青戴永生; 关键词：离散单元法 TJ-1模拟月壤粗糙度

1984～2006年黄河下游大型灌区碳平衡长期变化被引量：2: 2012年; 北方灌区是中国的重要粮食产区,因此研究其生态系统碳平衡的变化规律对控制二氧化碳排放有着重要的参考意义.本文选择黄河下游位山引黄灌区作为典型研究区域,采用生态系统过程模型(简单生物圈模型2)为研究工具,模拟了灌区农田碳平衡在1984～2006年间的长期变化规律.位山灌区多年平均总初级生产量(GPP)、净同化速率(NAR)、土壤呼吸量(Rs)以及净生态系统交换量(NEE)分别为1733,1642,1304和-338gCm-2a-1.小麦季NAR呈显著增长趋势,玉米季NAR则呈显著下降趋势.但全年NAR,Rs及NEE均无显著的时间变化趋势.在未考虑作物收获及考虑秸秆还田时,灌区吸收的碳总量为1.93TgCa-1,其中玉米季的碳吸收量较高.假设产量中所有的碳全部释放到大气中,那么灌区为弱碳源,多年平均碳释放量为0.23TgCa-1.; 雷慧闽杨大文蔡建峰王凤娇; 关键词：碳平衡冬小麦夏玉米灌区

结构性砂土海床管道上浮破坏的离散元模拟被引量：1: 2012年; 借助离散单元法（DEM）建立海底管道上浮模型，模拟分析了不同胶结强度下胶结试样的力学特性；通过微观力学响应（局部变形、胶结点破坏分布和位移场）对海底管道上浮破坏机制进行分析；对比分析了海床砂土胶结强度对管道上浮土体破坏的影响（上浮抗力和地表隆起量）。结果表明：伴随土体变形和胶结破坏，上覆土体的渐进破坏主要集中在上覆土体区域内；土表隆起量随着管道上浮位移的增长而增长；胶结强度较高时，管道周围土体无回填行为，上覆土体有拉裂带形成，仅管道附近土体产生胶结破坏，峰值上浮抗力随海床砂土胶结强度的增加有显著提高。; 闫超蒋明镜张望城孙德安

华北平原典型冬小麦农田土壤呼吸日内变化规律被引量：2: 2015年; 为掌握华北平原麦田总土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸的日内变化规律及其控制因素,该文于2011年4月—6月开展了土壤呼吸实验,采用根系排除法,测得总土壤呼吸及其2个分量异养呼吸和自养呼吸。结果表明:总土壤呼吸和异养呼吸呈现单峰变化规律,峰值出现在午后14:00附近,自养呼吸无明显日内变化特征。自养呼吸对总土壤呼吸的贡献率在日时间尺度上变化较小,但不同生育期的量值有微小差异。相关关系分析结果表明:异养呼吸与空气温度具有很好相关性,好于与土壤温度的相关性,异养呼吸与空气相对湿度具有较好的负相关性。自养呼吸主要受光合作用速率控制,但在时间上滞后于光合作用速率。因此控制该地区麦田土壤呼吸日内变化的主要因素为空气温度、空气湿度和光合作用速率。; 张权杨大文雷慧闽薄宏波蔡建峰; 关键词：华北平原冬小麦土壤呼吸

TJ-1模拟月壤承载特性的现场试验研究被引量：4: 2013年; 采用TJ-1模拟月壤作为试验材料,通过静力触探、静载荷试验的对比分析,探讨适合月壤承载力计算的经验公式,以期为未来载人登月时宇航员和着陆器登陆可能涉及到有关月面承载能力的问题提供必要的参考。首先,使用近255 t TJ-1模拟月壤人工制备出13 m×12 m×1.2 m试验用地基,后在试验地基均匀布置6个静力触探测点和2个静载荷试验测点进行测试。针对太沙基承载力计算半经验公式以及规范和国内外学者提出的12个适合中密实砂土静力触探承载力计算的经验公式,对试验结果进行探讨。发现直接运用太沙基提出的半经验公式计算月壤承载力结果明显偏小,而由联合试验小组提出的经验公式s[R]36 P 76.6能够用来近似计算月壤地基承载力。计算结果表明,该经验公式在计算承载力时能够与静载荷试验值较好的吻合。; 蒋明镜戴永生张熇王闯吴晓峰; 关键词：着陆器静力触探月壤 TJ-1模拟月壤地基承载力

两种常用本构模型在基坑开挖数值模拟中的适用性被引量：14: 2012年; 针对基坑分析中难以选择土体宏观本构模型的现状,通过数值模拟研究2种常用本构模型对基坑开挖问题的适用性。首先,基于双轴压缩试验,求解与离散元试样在力学特性上相匹配的M-C和D-P模型参数;其次,进行基坑开挖模拟,以离散元的应力、应变路径分析结果为参考,讨论2种本构模型在基坑分析中的特点及适用性。结果表明:M-C和D-P本构模型能够较好地反映开挖过程中土体的复杂应力发展,难以表征土体的变形发展;2种模型的基坑开挖分析结果相差不大。; 蒋明镜朱方园刘芳; 关键词：本构模型基坑开挖应力路径

不同贯入倾角下TJ-1模拟月壤静力触探模型箱试验研究被引量：10: 2013年; 为了研究月壤的工程力学特性,采用静力触探模型箱进行了0°,15°和30°三种不同贯入倾角下的TJ-1模拟月壤静力触探试验。试验结果表明:静力触探试验终止探头退出土体后,地表产生不同的变形模式,贯入倾角愈大地表变形范围愈大,垂直贯入表层模拟月壤形成以贯入点为对称中心的圆柱形孔洞,倾斜贯入情况下表层模拟月壤形成一个椭圆形的陷落坑;不同贯入倾角下贯入阻力都随贯入深度的增加而增大,同一垂直贯入深度处贯入阻力随贯入倾角的增大而线性增加,可用公式c 1 1q A b表示;垂直静力触探试验贯入阻力随深度的变化趋势可以采用公式c h0q exp[0.16(9)]估算;不同贯入倾角下探头周围的水平土压力均随贯入深度的增加先增大再减小,同一深度处贯入方向前侧土体水平土压力峰值随贯入倾角的增大而线性增加,后侧土体水平土压力随贯入倾角增大而线性减小,二者的变化规律均可用公式h,max 2 2p A b表示;600 mm深度处的垂直土压力终值随贯入倾角的增大而线性减小,可用公式p v,end 0.3179 26.448表示。; 蒋明镜王新新; 关键词：TJ-1模拟月壤

基于GBNP模型的新安江上游流域非点源污染模拟被引量：5: 2014年; 流域非点源污染的监测十分困难,因此数值模拟是定量研究流域非点源污染的主要方法。本文采用基于地貌特征的分布式流域非点源污染模型GBNP(Geomorphology-Based Nonpoint source Pollution model),模拟了新安江上游流域2001—2010年的径流过程和非点源污染物的迁移过程。模型参数的率定与验证结果显示,月径流的Nash效率系数多在0.8以上,确定性系数R2都大于0.9;渔梁和屯溪两个测站的月泥沙负荷的Nash效率系数在0.7以上,确定性系数在0.9以上;两个测站总氮(TN)和总磷(TP)Nash效率系数都在0.55以上,确定性系数都大于0.8。结果表明,该模型在研究区适用性良好。基于模拟结果,分析了研究区内TN、TP以及土壤侵蚀量的时空分布特征。结果显示,研究区多年平均TN流失量为6 706.92 t/a,TP流失量为828.45 t/a,土壤侵蚀量为166.62万t/a。模拟期内年际变化和年内变化结果显示,在其他条件不变的情况下,非点源污染的产生与降雨量大小密切相关。对各区县氮磷分布特点分析可知,TN的空间分布主要受土地利用类型的影响,TP的空间分布主要受土壤侵蚀量的影响。; 王艾唐莉华王婷婷杨大文; 关键词：新安江流域非点源总氮总磷

水文变量高维非线性相关分析与水文模型结构不确定性评估被引量：7: 2013年; 本文提出了采用互信息度量水文模型不确定性的基本方法。首先,采用互信息来描述水文变量之间的高维非线性相关关系,估计在现有水文数据条件下可能达到的最优模拟效果;然后,根据模拟结果与实测结果对比,估计模型结构的不确定性。由于互信息的估计方法独立于模型结构,可以作为模型结构不确定性评估指标。本文基于熵图法计算互信息,该方法基于严密的数学推理,对高维、非正态、非线性相关性有较强的识别能力;计算了中国滁洲流域和美国Leaf River流域的水文数据的互信息,并对比分析了HyMod模型和SVM模型对逐日径流的模拟效果,表明本文所提出的方法具有潜在的广泛应用前景。; 龚伟杨大文; 关键词：水文学防洪工程广义相关系数信息熵互信息

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国家杰出青年科学基金(51025931)

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