考虑土拱效应的挡土墙主动土压力与被动土压力统一解

土拱效应对倾斜挡土墙下的主动土压力及被动土压力有重要的影响,但是相关计算理论研究略显不足。为了将土拱效应考虑到倾斜挡土墙下的土压力计算中,首先通过应力摩尔圆及静力平衡法分别给出了考虑土拱效应下主动土压力及被动土压力计算所需的两大因素：侧向土压力系数及竖向平均应力公式。在此基础上建立了考虑土拱效应的倾斜挡土墙主动土压力及被动土压力的统一表达式,并将其应用到求解土压力合力及其作用点高度的计算中。算例表明,土拱效应对于主动土压力与被动土压力的影响不同。随着墙体倾角的增大,主动土压力作用点高度逐渐降低,即土拱效应随着墙体倾角的增大而降低。与前述相反,随着墙体倾角的增大,被动土压力作用点高度逐渐降低,即土拱效应的影响随着墙体倾角的增大而增大。     

临近地下室外墙影响下的考虑土拱效应的挡土墙主动土压力研究

当挡土墙附近存在临近建筑地下室外墙时,其挡土墙土压力与传统的Rankine理论基于无限半空间体假定不符,因而在这种新的工程背景下需要采用合适的理论来计算挡土墙土压力及其作用点高度。已有的研究表明,这种条件下土体的变形趋势可分为上、下两大部分：上部土体变形类似于Terzaghi的活动门试验,土体沿着墙体下滑,而下部土体则沿着土楔形体而变形。因而将土拱效应用于求解挡土墙土压力的计算分成了上、下两大部分考虑。假定土拱形状为圆弧,基于主应力旋转概念分别给出了上、下两部分的侧向土压力系数,运用水平微分层析法基于静力平衡思想给出了两部分的水平向主动土压力分布公式。最后通过坐标平移的方式给出了主动土压力合力及其作用点高度的表达式。算例表明,计算结果与数值计算结果较为接近,其结果对实际工程有一定的参考价值。     

关于“基于土拱效应原理求解挡土墙被动土压力”的讨论

笔者拜读了发表在《岩土力学》2012年第33卷第10期上的论文《基于土拱效应原理求解挡土墙被动土压力》[1](以下简称原文),现有以下几处疑问与作者商榷. 1 滑裂面倾角是否合适 原文作者提出了滑裂面倾角可以同时满足滑裂面处应力状态及水平静力法平衡,这一思想无疑是很巧妙的.但这种方法存在着一大问题,用该法计算得出的滑裂面倾角是否合适.如图1所示,当δ=(φ),此时β趋于90°,即墙体沿着竖向滑动,其求出的挡土墙土压力趋于无穷,这与现有的试验不符,从图1可看出,在2/3(φ)≤δ≤(φ)采用此法是不合适的.     

硒同位素地球化学研究进展与应用

多接收杯电感耦合等离子体质谱仪(MC ICPMS)与氢化物发生系统(HG)在线联机自动测样的实现,极大提高了硒(Se)同位素的分析精度和效率,推进了Se同位素地球化学的发展。本文综述了Se稳定同位素研究的最新进展及其在地质与环境中的应用。自然界中Se同位素(δ82/76Se)的变化范围可达-12.40‰~11.37‰。其同位素分馏主要取决于硒氧阴离子团的氧化还原反应,而地表水体与氧化海洋环境中的硒同位素分馏极可能与铁氧化物吸附、浮游生物的吸收有关,均可引起约1‰的分馏,且在吸附/吸收相中均倾向富集Se的轻同位素。黑色岩系中Se同位素尚未明确对古海洋还原环境的指示,但近地表中Se同位素存在的强烈分馏,指示大陆地表发生的氧化还原事件极可能导致Se同位素的明显分馏,使河流相倾向富集Se的重同位素。因此,Se同位素有可能成为了解局域至区域沉积环境的氧化还原条件以及古海洋化学演化的潜在指标。随着其分馏机制的进一步阐明,Se同位素有可能在地球、环境与生命科学中得到更为广泛的应用。     

SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用

基于黏性材料的SMP（spatially mobilized plane）破坏准则,分析了煤柱在三维应力状态下的应力问题,并推导了煤柱极限强度的计算公式。通过改变煤体的内摩擦角? 和凝聚力c,与Mohr-Coulomb准则下煤柱极限强度以及简化的A. H. Wilson公式得到的煤柱极限强度进行对比,结果表明,Mohr-Coulomb准则和A.H.Wilson公式由于忽略了煤柱中主应力的影响,其得到的极限强度计算公式低估了煤柱实际极限强度,说明基于黏性材料的SMP准则下的煤柱极限强度计算符合实际,对于分析煤柱的稳定性具有一定的现实指导意义。     

地衣芽孢杆菌对亚硒酸盐的还原

利用高硒碳质泥岩中筛选出的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformi),研究了该菌对亚硒酸盐硒的耐受与还原行为。结果表明,液体培养基(YEG)中,它能耐受320 mM亚硒酸盐硒的浓度,耐受硒酸盐硒的浓度可高达1000 mM。然而,高浓度的亚硒酸盐硒对它的生长有明显的抑制作用。在有氧和厌氧的环境中,地衣芽孢杆菌均能还原亚硒酸盐中的硒:将四价硒还原为纳米球状的元素硒颗粒,使其分布在菌体的周边和细胞内。在含5 mM亚硒酸钠的液体培养基中,还原亚硒酸钠硒成为元素硒的平均效率约为42%。地衣芽孢杆菌在生存环境无严格要求的条件下,其还原亚硒酸盐硒形成纳米元素硒颗粒的现象,是研究生物合成低毒的纳米活性元素硒和生物修复硒污染技术的基础,也为硒的微生物矿化过程提供了契机。     

恩施硒中毒区土壤高硒的成因:自然硒的证据

在湖北恩施渔塘坝土壤硒分布的调查过程中,发现不同地段田地土壤中存在异常高硒样品。其硒含量变化范围是346~2018 mg/kg,平均(899±548)mg/kg(n=11),相对于坝内成土基岩和耕作土硒含量0.5 mg/kg与3.5 mg/kg的水平而言,表明这些土壤硒受到了外来源硒的严重污染。扫描电子显微镜的观察表明,这些土壤样品中均有大量晶体状自然硒的出现,其特征类似燃煤型成因的自然硒,证实了上世纪50年代后期恩施当地居民石煤火熏土作肥的耕作方式,并直接导致了田地土壤硒的骤然增加。渔塘坝当地居民在1963年间的硒中毒爆发性流行,乃至恩施地区人畜硒中毒的普遍流行,极可能是人为因素引起。     

同位素双稀释剂技术的数值模拟与应用

近年来,非传统稳定同位素地球化学已成为新兴发展的研究领域,同位素双稀释剂技术是该领域的主流分析方法之一,但始终存在的困扰问题是如何进行同位素双稀释剂间以及稀释剂与样品间的最优混合。这两种混合比严重制约着同位素比值测试的准确度、精度和重现性。本文从同位素双稀释剂技术的数学原理出发,以Cr、Mo同位素为例,结合MonteCarlo误差模型,深入讨论和分析了两单稀释剂间比值(λ)及双稀释剂与自然样品间比值(p)的最优化数值模拟,得到了以双稀释剂~50(Cr)-~54(Cr)、~97(Mo)-~(100)Mo为例的λ、p值的最优取值范围。该数值模拟可适用于所有能够利用同位素双稀释剂技术的元素。在此基础上,就数值模拟结果如何应用于同位素双稀释剂的选择和组成标定也给予了详细说明,这为我国开展和使用同位素双稀释剂技术提供了基本思路和需要注意的关键问题,有助于推动同位素双稀释剂技术在我国地学界的广泛应用和发展。     

高压密闭罐溶样-氢化物原子荧光法测定环境样品中的砷

使用高压密闭罐溶样方式,比较了利用浓HNO3、王水和HNO3+HF消解土壤、沉积物和植物样品,还原后用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)测定样品中砷的情况。使用优选的浓HNO3溶样法对土壤标准参考物质GBW(E)070009、GBW07404(GSS-4)、GBW07405(GSS-5)、GBW07407(GSS-7)、GBW07408(GSS-8)、GS-BZ50011-88(ESS-1)和植物标准参考物质GBW07604(GSV-3)、GBW07602(GSV-1)进行了分析,砷的测定结果与推荐值基本一致。加标回收实验的回收率在99.9%～105.6%。利用该法对实际样品进行了测定,并与土壤总砷国标法(GB/T22105.2-2008)的分析结果进行了比较,平行样的重现性好,表明砷的分析结果准确可靠。