嵌岩桩负摩阻力现场试验与计算方法研究

桩-土剪切位移对桩基负摩阻力发展有重要的影响。在既有研究的基础上,通过桩周土体沉降与桩身应变的监测结果建立了计算桩-土剪切位移量的方法。利用该方法对浅中层桩-土监测数据进行分析,确定了在桩顶自由条件下该试验场地桩-土剪切位移量在4~5 mm;对于深层桩-土没有达到该剪切位移量,负摩阻力则无法发挥至极值。根据负摩阻力的发挥特征,改进了规范中嵌岩桩负摩阻力的计算方法,该方法同时考虑了桩周土竖向有效应力与桩土剪切位移的影响。使用该方法计算的负摩阻力与实测结果较为吻合,获得的下拉荷载能够达到安全与经济的效果,可供工程设计参考、借鉴。     

Let Me Drill a Coring Hole for You,and I will Return You a Telescope Inserted into the Earth

There was a famous saying by Sage Archimedes over 2,000 years ago that giving him a long enough lever and a fulcrum, he would tilt the entire earth. As an old driller, I propose another non‐famous saying that giving me a chance to drill a coring hole, and I will create a telescope to insert the deepest earth for you. Nowadays, drilling is one of most significant methods to collect samples from the deep earth. Those samples are extremely important for geoscientists to focus on the dynamic evolution of deep earth. Therefore, drilling engineering is thought to be inseparable for the geosciences. Unfortunately, some young geologists, especially students majoring on geology, have no meanings of what the drilling is, and of the importance for their geological researches. In this case, education popularization drilling knowledge should be strengthened in future. And we hope that sufficient attention of drilling engineering will be taken by geologists in the world. Moreover, in order to obtain high‐quality cores by various coring drilling methods. Drilling techniques and special coring tools must be continuously developed to successfully perform with regard to a variety of complex geological conditions. We have developed coring tools these years as follows: Splitted core barrel Triple tube coring drill tool, Advanced tube coring tool, Vacuum suction coring tool, Shock‐type coring tool, Long core barrel coring tool, WL‐drilling system with hydro‐hammer, WL‐drilling system with mud motor. These new coring tools have played a very important role in China's scientific drilling program. All in all, without advanced drilling technology, pickup of high quality samples from the deep Earth and geological research on the dynamic evolution will be restricted.     

江苏丹阳千年“沸井”的地质成因与形成机理

通过采用无机和有机化学分析、可控源音频大地电磁测深、高密度电阻率和氡气测量等地质地球化学和地球物理方法,对江苏丹阳九里村六口相距30～200 cm不等的"沸腾"了2000多年的古井及其周围地质环境进行了详细勘查,研究发现:①"沸井"沸腾的气体主要为CO_2,此外,还有微量氡气和总挥发性有机物(TVOC),这些气体组分在临近的非"沸井"的民用水井中均未检出。②"沸井"水样中游离二氧化碳、钙、铁、锰、总溶解固体、总硬度、重碳酸根、稀土元素等含量均明显高于"沸井"周围其他民用水井和湖水。③"沸井"井水温度(夏天约19℃)与周围其他民用水井基本一致,未见异常情况。④"沸井"地下深部存在玄武岩岩体和茅东断裂的次级断裂,在这些断裂地表出露处氡气含量明显高于其他地方。⑤"沸井"的存在与茅东活动断裂有着密切的联系,"沸井"中沸腾的气体主要来源于地壳深部或上地幔,气体沿断裂带上升而逸出地表。⑥六口"沸井"井水味道各不相同,系因各"沸井"井水中游离二氧化碳、钙、铁、锰等含量及pH值不一所致。"沸井"井水"三清三浊",主要与井水中铁含量高低有关,三口铁含量高的井水因暴露于空气中氧化为三价铁沉淀,是井水浑浊的主要原因。     

开放洞穴环境变化特征及其影响因素:以桂林凉风洞为例

通过对桂林凉风洞洞穴内、外温湿度、pCO2进行连续高频监测,发现洞穴温度受大气度温影响呈现出季节性变化规律。由于受到洞穴结构的阻隔作用影响,洞穴由外向里的温度变化幅度逐渐变小,并且响应的时间存在季节性差异。监测数据表明:洞穴内部温度的季节性变化幅度明显低于洞外气温变化幅度。比较洞内、外温度的时间序列发现,在季节尺度上洞穴温度升温阶段滞后时间长（与外部通风的气温流动交换慢）,降温阶段滞后时间短（与外部通风的气温流动交换快,呈现突变特征）,这可能与不同季节洞穴内部结构的“缓冲作用”的强弱变化有关。该洞穴空气中pCO2存在明显的夏季高、冬季低的季节性变化特征。并且外界大气环境季节性变化和洞穴上覆动植物的季节性活动,使得洞穴pCO2主控因素也存在季节性差异。      

甘肃金川矿区构造应力场与构造演化研究

文章统计分析了金川矿区内地层和侵入体中的节理构造,对矿区内的共轭剪节理进行配套、分期,综合区域构造演化史后分析了矿区构造应力场。研究表明,金川矿区从新太古代到古生代至少受到4期古构造应力的作用。第一期构造应力场为NS向的挤压,由阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成华北古陆西部陆块引起。第二期构造应力场为NE-SW向的挤压,与华北克拉通东、西陆块碰撞拼合并参与Columbia超大陆拼合事件有关;其后阿拉善陆块与华南陆块参与Rodinia超大陆拼合事件,应力场持续作用。第三期构造应力场为近NS向的挤压,由祁连洋不断向北俯冲引起。第四期构造应力场为NNE-SSW向的挤压,与祁连造山带发生的强烈造山运动有关。     

闽江河口湿地典型植物群落及交错带植硅体碳分布特征研究

湿地既是"碳汇"也是"碳源",研究发现,碳可以被长久稳定地封存在植硅体内,不同植物的植硅体封存碳的能力有明显差异。选取闽江河口鳝鱼滩湿地芦苇群落、短叶茳芏群落、互花米草群落及交错带为研究对象,研究这3种植物植硅体碳(Phytolith-Occluded Carbon,简称PhytOC)含量和储量的空间变化特征和影响因素,探讨PhytOC含量在纯群落和交错带的差异,为研究植物竞争和碳循环过程提供依据。结果表明:受水文条件、植物生长和空间扩展等影响,闽江河口湿地植物PhytOC含量整体表现为近岸区高于近海区,PhytOC储量表现为纯群落高于交错带。PhytOC含量依次表现为芦苇纯群落(4.14 mg/g) > 交错带芦苇(3.67 mg/g) > 与芦苇交错的短叶茳芏(3.08 mg/g) > 互花米草纯群落(2.70 mg/g) > 与互花米草交错的短叶茳芏(1.96 mg/g) > 交错带互花米草(1.86 mg/g) > 短叶茳芏纯群落(1.75 mg/g)。短叶茳芏与芦苇相互扩展中短叶茳芏植物整体及各器官PhytOC含量均升高,而与互花米草相互扩展时短叶茳芏除了根系、茎以外各器官PhytOC含量均下降。3种植物各器官在交错带中PhytOC储量分配比明显不同于纯群落,根系PhytOC储量的分配比上升,提高了根系竞争力。芦苇、短叶茳芏、互花米草通过植硅体封存的碳储量分别占植物碳储量的0.27%、0.15%和0.07%,但植物间的扩展过程影响了植物的PhytOC储量,其中短叶茳芏与互花米草形成的交错带中短叶茳芏下降幅度最高(56.29%),互花米草下降幅度最低(26.15%)。由此可见,植物的空间扩展对植物PhytOC含量、储量以及在不同器官的分配比都有一定的影响,短叶茳芏在与芦苇和互花米草竞争时分别采取不同的PhytOC分配机制。     

商末气候变化对于稻作农业的影响——基于济南大辛庄、刘家庄遗址商代植物遗存观察

气候变化影响着农作物的生长。文章通过对比济南大辛庄遗址中、晚商时期的植物遗存和济南刘家庄遗址商末周初的植物遗存,发现两个遗址主要农作物均包括粟(Setaria italica (L.)Beauv.)、黍(Panicum miliaceum L.)、大豆(Glycine max(L.)Merr.)和小麦(Ttiticum aestivum L.),大辛庄遗址水稻(Oryza sativa L.)绝对数量较多,但刘家庄遗址未发现水稻。综合本地区其他遗址的植物考古研究结果,可以发现山东地区岳石文化时期、商代水稻仍是主要粮食作物之一,但到商末周初水稻数量急剧减少。同时,邻近的中原地区和关中地区,多处商周时期遗址水稻种植也普遍出现萎缩。多项地质记录表明,商末(3000 a B.P.前后)东亚夏季风快速减弱,降水量显著下降。山东地区受东亚季风影响,这一时期降水量减少,难以保证稻作农业所需的持续充足的水源,从而影响到水稻产量和种植规模。因此,商末气候变化很可能是刘家庄遗址商末周初水稻缺失以及山东地区商末周初水稻数量骤降的主要原因之一,也同时影响到整个黄河中下游这一时期的稻作农业。     

矿井涌水量数值模拟研究——以锦东煤矿为例

矿井涌水量预测对煤矿安全开采具有重要的指导依据。本文将锦东煤矿作为研究对象,利用地下水数值模拟软件MODFLOW建立数值模型,并对其进行识别验证,在合理可靠的模型基础上,对未开采和开采两种方案进行预测,对矿井涌水量组成进行分析。计算结果表明,锦东煤矿开采条件下,矿井涌水量为6 130 m3/d,主要由第四系潜水蒸发量、各泉集河溢流损失量和地下水储存量三部分组成。     

辽河三角洲地区地下水动态监测研究

辽河三角洲处于陆地和海洋的结合部,蕴含丰富的资源,具有十分重要的战略地位。项目通过三年的时间,查明了辽河三角洲地区主要含水层结构:第四系含水层系统(Q)、明化镇组含水层系统(Nm)、馆陶组含水层系统(Ng)。通过设立动态监测网,建立、完善地下水动态监测体系,实现地下水位和水质的实时监测;地下水水位动态:第四系松散岩类孔隙水较为稳定,水位动态变化不大;上新近系明化镇组和馆陶组地下水,受人类活动影响较大,由于多年连续大量开采,地下水位逐年下降,已形成了2个区域性地下水降落漏斗。地下水水质动态:第四系上更新统(Q3)浅层水Cl-、SO42-、Na+及矿化度持续升高,高矿化度水分布面积扩大,水化学类型复杂化,氯化物型和钠型水分布面积增大,向周边扩散;明化镇组和馆陶组地下水,水质优良,变化不大。针对地下水超采,注重水资源合理配置,适当减少新近系地下水资源的开采,充分利用地表水资源的对策。