风化软岩填筑路基可行性室内试验研究

针对武广客运铁路专线沿线遇到的大量软质千枚状板岩和泥质粉砂岩,在分析风化软岩基本矿物成分、耐崩解性的基础上,结合风化软岩岩块力学强度和击实试验结果,初步判定了风化软岩填筑路基的可行性,同时提出了软岩填筑路基可行性的初步判定方法。     

皖中泥质岩工程性质探讨

历来对半胶结泥质岩风化等级划分都带有许多主观性,从而影响提承载力,有的规范要求可不对半胶结岩石进行风化程度划分,但有时要对这些岩石进行工程地质细分,从而准确确定各分层的承载力与摩阻力。统计了合肥、六安、淮南、安庆地区等大量实践资料,用标准贯入击数、重型圆锥触探实验击数等原位测试手段来划分泥质岩风化等级,并对泥质岩的承载力与摩阻力等工程地质性质做出了评价。     

压实花岗岩风化土物理力学性状试验研究

吕梁山脉东麓花岗岩风化土的工程类型与我国南方以及日本、韩国等地的花岗岩风化土有较大差别。为了对吕梁山压实花岗岩风化土的物理力学性状有较全面认识,通过常规土工试验、X射线衍射试验、大固结试验、大三轴试验等方法,对其击实特性、承载特性、变形特性、剪胀特性、强度特性等进行了分析。结果表明：黏土掺量对花岗岩风化土的击实特性和承载特性影响较大,存在两个不同的黏土掺量界限值（约8%和4%）,分别使得试样密实状态和承载能力处于最优;试样不存在膨胀潜势,无膨胀性,为低压缩性材料;压实花岗岩风化土颗粒破碎的特点导致试样二次加载→卸载压缩曲线存在两次明显塑性变形增大的现象;剪切时由于试样内部颗粒历经压密→错动→翻越→破碎的过程,导致不同围压下试样表现出不同的剪胀性;剪切过程中由于颗粒破碎的存在,使得试样表现出强度非线性特点。     

含粗粒的细粒土的压实特性研究

以2种不同的细粒土及18种不同级配的含粗粒的细粒土为研究对象,进行了大量的室内击实试验,来寻求含粗粒的细粒土的最佳击实功,从而确定当路基填料为含粗粒的细粒土时,其室内最大干密度的试验方法。在此基础上,提出含粗粒的细粒土的最大干密度宜采用重型击实试验法确定,且每层的击实次数宜增加为130击。同时,利用多元线性回归方法对试验结果进行了分析,得到了最大干密度与土中各个粒组含量之间的线性关系式。结果表明,含粗粒的细粒土的最大干密度与各粒组含量之间存在良好的线性关系。     

吕梁山压实花岗岩风化土的强度特性及本构模型

吕梁山花岗岩风化土与长江以南的花岗岩风化土具有较大差异。为了全面认识花岗岩风化土的力学性状,并为合理评价山区路基填料的工程性质提供依据,通过常规物理力学试验和大三轴试验,评价了吕梁山压实花岗岩风化土的基本物理特性和强度特性,发现所研究风化土在较低围压下即表现出颗粒破碎特性。参照既有研究成果,修正了花岗岩风化土峰值应力比M_f和状态应力比M_c的关系,确定了吕梁山压实花岗岩风化土的弹塑性本构模型。基于等向压缩-卸载试验与初始剪切的连续性假定,结合邓肯-张模型,最终获得了修正强度条件下风化土本构关系的所有模型参数。通过比较计算和试验结果,验证了峰值应力比与状态应力比的乘积为平均主应力的幂函数关系的合理性。     

高含水率淤泥生石灰材料化土击实方法初探

为了击实高含水率淤泥生石灰材料化土,通过改进标准击实仪,设计了4种不同击实冲量的击实情形,对不同掺灰比的材料化土在不同闷料期进行击实试验,分析了击实冲量及击实功与淤泥生石灰材料化土干密度的关系,提出了材料化土的击实方法及击实评价方法。建议根据材料化土的含水比 选择击实冲量适宜的击实方法,通过土的干密度随击次变化规律判断材料化土是否击实。特别从工程角度出发,测试了击实材料化土不同龄期的无侧限抗压强度,初步探讨了高含水率疏浚淤泥生石灰材料化土作为工程填料的可行性。     

皖中膨胀土的承载比(CBR)强度特性研究

针对皖中地区高速公路建设中遇到的膨胀土问题,选取合六叶高速公路典型土样开展了系统的承载比（CBR）特性试验研究,并在此基础上探讨了膨胀土作为路基填料的适用性。研究表明:（1）起始含水量对膨胀土CBR值影响显著,CBR最大值对应的含水量高于最佳含水量,且击实功越大,二者差值也越大;（2）CBR膨胀量随起始含水量增大而减小,起始含水量越低,CBR膨胀量就越大,路基的水稳性就越差;（3）当击实功较大时,膨胀土的最佳含水量较小,适合填筑的可变含水量范围较宽,建议现场施工控制采用重型击实标准;（4）在重型击实条件下,将弱膨胀土起始含水量控制在比最优含水量大2%4%范围内,能同时满足压实度和CBR值要求以用于填筑下路堤,中膨胀土作为路基填料时必须经过改性处理。研究结果对于在膨胀土地区进行公路建设具有参考意义。     

增大击实功的击实试验研究

压实度是路基填筑时控制路基强度和稳定性的关键指标。通过室内试验研究了击实功对路基压实度的影响。结果表明,增大击实功,路基土的最大干密度和7d无侧限抗压强度都有显著提高,抗压强度最大增幅达到50％左右。因此增加路基土的密实度,可以明显地提高路基土的强度,延长路基的使用寿命。     

石灰改性膨胀土击实曲线的双峰特性研究

膨胀土掺石灰改性之后,其粉粒组的含量显著增加。当采用湿法击实时,由于土体保持了原有的结构性并表现出粉土的特性,在某个较低含水率时,击实功没有超过破坏其结构性的程度,出现一个干密度峰值。随着含水率的增加,击实功破坏了土的结构性,土体重新压实,曲线出现了另一个大干密度的峰值。因此,击实曲线表现出不稳定的双峰现象,从而降低了击实曲线的实用性及可靠性。然而采用修正湿法得到的击实标准,相对于湿法更加合理,相对于干法更加实用可靠,为工程施工质量控制与路基工后质量评价提供了更加有效的方法     

路基粒状填土的旋转压实试验

尽管击实试验是目前最流行的室内土体压实试验方法,但实际上与现场任何一种压实方法都无相似之处,且不适用于无粘性土（粒状土）的压实试验。无粘性土的振动击实试验方法也存在很多问题。现代重型压实设备的使用,路基粒状填土的压实密度达到了目前室内规范试验方法不可能达到的水平。介绍了美国采用供高性能沥青路面混合料设计与质量控制之用的旋转压实机对粒状土进行的压实试验。其结果表明,旋转压实试验能有效模拟路基粒状填土的现场压实特征;可采用压实压力200 kPa、旋转角为1.25°、旋转次数为90、旋转速度为20 rpm的试验结果来控制粒状填土路基的现场压实质量。     

无定形态游离氧化铁脱水老化对粘性土物理性质的影响

无定形态游离氧化铁以其自身的特性及其脱水老化作用,对粘性土的物理性质、水理性质乃至工程性质产生了一定程度的影响。本文就粘性土的物理性质、水理性质及力学性质在无定形态游离氧化铁脱水过程中的变化进行了初步研究,期望对粘性土的土工测试方法及参数的合理测定有所裨益。     

土壤碳蓄积量变化的影响因素研究现状

土壤碳库的动态平衡影响作物产量和土壤肥力的高低，是土壤肥力保持和提高的重要研究内容。简要评述了土壤理化特性、温度和降水变化、大气CO₂浓度上升、人类的农业活动对土壤有机碳蓄积量的影响，介绍了当前对土壤碳蓄积量动态变化的研究进展，认为应加强气候变化和土地利用/土地覆被变化与土壤碳循环研究的结合，提高对陆地生态系统碳循环变化的认识，并需要从生态环境保护的利益和可持续发展的理论出发，进一步加强土地管理方式的改变，促进土壤有机质的积累，提高土壤对碳的固定。     

元素-铅同位素示踪在云浮硫铁矿区 土壤铊污染研究中的应用

不同源区铅同位素的组成不同,因此可以利用铅同位素的这种"指纹"特征来示踪铅的不同源区。近年来铅同位素示踪在研究土壤中相关重金属来源及其运移途径起到独特的作用。由于铊和铅具有相似的地球化学性质,并且在云浮硫铁矿区污染土壤中其分布与铅有很好的相关性,笔者利用铅同位素作为示踪工具探讨了土壤中铊的污染特征,初步研究表明铊污染物主要累积在土壤深度0~16.5cm范围内,深度为16.5cm以下土壤受到废渣中铊污染的影响较小,但废渣周围土壤深度约44cm范围已经受到来自废渣中铊的影响。     

云南石林地区土壤侵蚀的石笋记录与现代观测

通过研究云南乃古石林地区的洞穴沉积物———石笋,结合土壤侵蚀观测结果,发现石笋中的每一个夹泥层代表一次地表快速剥蚀事件,进而讨论了土壤侵蚀事件在石林发育过程中的意义。结果表明:石林发育的自然过程之一是土体较长时期稳定、实现土下溶蚀,协同土壤阶段性的快速剥蚀过程,脉动式相对向上“生长”。石林地区全新世曾经历过数次快速剥蚀过程。     

矿区土壤中重金属活动性评估方法的研究进展

在过去很长一段时间里重金属含量的高低一直都被看作是土壤污染程度的一个重要指标。当化学相的概念被引入到环境科学领域后，人们才逐渐地认识到重金属在环境中的行为和作用，如活动性、生物可利用性、毒性等，用这些金属在环境中的总量来预测和解释是不确切的。为此，许多化学和生物的方法被用来描述土壤与沉积物中重金属的活性。文章对近年来在该领域内的主要研究工作进行了总结，并对其未来可能的发展方向提出了自己的见解。     

土壤呼吸研究进展

根据近些年国内外文献资料,综合分析介绍了土壤呼吸的研究进展情况:土壤呼吸是个复杂的生物化学过程;土壤释放的CO_2具有一定的时空特性;土壤呼吸受多种因素影响,不但受生物因素(植被净初级生产力和凋落物及微生物等)影响,还受环境因素(温度、土壤水分、气候等)的影响,近年来人类活动改变了土地利用和土地覆被,很大程度上影响了土壤呼吸;土壤呼吸通量是直接测定从土壤表层释放的CO_2通量,测定方法也逐渐由静态气室法向动态气室法完善;作者认为,土壤呼吸及其影响因素之间的数量关系,区域及全球土壤呼吸释放CO_2总量和C减排对策是未来的研究方向。     

风蚀对中国北方脆弱生态系统碳循环的影响

风蚀是中国北方脆弱生态系统土壤质量退化和沙漠化的关键因素。文章基于土壤剖面普查和土壤侵蚀遥感调查数据,计算出风蚀土壤有机碳的侵蚀量和空间分布,并与风蚀区的净第一性生产力(NPP)比较。结果发现土壤风蚀区的一个显著特征是表层土壤有机质含量较小,并且随着土壤风蚀强度的增加,相应的表层土壤平均有机质含量和NPP基本上逐渐减小,而相应的土壤有机碳的侵蚀量却明显增大。在中国北方严重风蚀的脆弱生态区,土壤有机碳的侵蚀量超过了NPP,风蚀影响了生态系统的正常碳循环。     

粘土矿物钝化改性及岩土的力学性质

本文以自行研制的粘土矿物钝化剂对广东省和武汉市等六地区的土壤进行了钝化改性实验研究，并对钝化效果的影响因素做了初步的分析探讨。实验表明，虽然6个地区11个样品中的粘土矿物种类和含量不同，但钝化剂对所有样品都有稳定的作用。其稳定效果，不仅与样品的物相组成和粒度分布有关；而且还与粘土矿物的种类及其含量密切相关。就三种主要粘土矿物来说，钝化效果的顺序是高岭土＞伊利石＞蒙脱石。     

江西省鄱阳湖流域根系土硒形态分析及其迁移富集规律

对江西省鄱阳湖流域根系土中硒的形态分析表明,根系土中Se的强有机态、腐植酸结合态约占Se全量的66.23%,残渣态占12.32%,3种形态均与根系土Se全量呈极显著的线性正相关。根系土Se全量受pH值的影响不明显,但受有机质含量的影响很大,线性回归关系极显著,说明岩石风化、土壤发育过程中,有机质吸附Se,致使Se较其他元素流失比例少,造成根系土中Se相对富集。同时,提出了利用全量Se推导Se各形态值的方法,建立了土壤Se全量与各形态间的关系模型和决定土壤有效态Se的公式,建议在评价土壤Se时只用考虑有机结合态Se、残渣态Se、水溶态Se和全量Se。     

现代侵蚀作用核素示踪研究新进展

利用放射性核素示踪环境地球化学过程是国际地球科学的前缘课题。介绍了利用宇宙线成因的短寿命散落核素⁷Be示踪土壤季节性侵蚀及其与湖泊沉积耦合关系的最新研究进展;证实了利用核爆炸散落核素¹³⁷Cs示踪累计性土壤侵蚀和沉积计年的可靠性;阐述了²²⁶Ra和²²⁸Ra在土壤中比活度的形态变化分异具有很好的侵蚀－堆积示踪价值;揭示了在不同生物化学条件下,²¹⁰Pb的行为特征和影响因素,并将²¹⁰Pb_ex示踪碳酸盐岩区域土壤侵蚀速率结果与湖泊沉积速率相耦合,证明了利用²¹⁰Pb示踪土壤侵蚀的可行性。