黄豆脲酶诱导碳酸钙沉淀多变量试验研究

植物源脲酶诱导碳酸钙沉淀（enzyme induced carbonate precipitation,简称EICP）可以显著改善砂土的工程力学特性,但在具体操作时,参数取值无对应规范,固化效果有待提升。基于黄豆脲酶,研究了温度、脲酶浓度、尿素浓度、钙浓度、pH值、钙源种类等变量对脲酶活性与碳酸钙沉淀的影响,并进行了沉淀物（碳酸钙晶体）的扫描式电子显微镜（scanning electron microscope,简称SEM）与X射线衍射（X-ray diffraction,简称XRD）测试,在此基础上开展了黄豆脲酶固化砂的无侧限抗压强度与固化效果试验研究。结果表明：脲酶活性随脲酶浓度的增加而线性增长,但存在温度阈值,温度超过阈值后,脲酶将完全失活,且阈值随脲酶浓度的增大而降低;尿素浓度与pH值共同影响脲酶活性,二者存在一个最优组合,当尿素浓度在0.1～1.0 mol/L时最优pH值为7,当尿素浓度在1.0～1.5 mol/L时最优pH值为8。脲酶是沉淀反应的催化剂,脲酶浓度越高,反应越完全,碳酸钙沉淀率越高;尿素与钙溶液则主要通过掺入量影响碳酸钙沉淀量,掺量比例宜为1:1,且二者浓度与pH值可通过影响脲酶活性来影响碳酸钙的沉淀情况;不同钙源对碳酸钙沉淀量的影响幅度不大。不同钙源沉淀碳酸钙晶体的成分与密度基本相同,但晶体结构差异较大,氯化钙沉淀碳酸钙晶体以块状为主,表面分布球状、类球状晶体,胶结面大,可作为EICP技术中较为理想的钙源。基于黄豆脲酶和氯化钙钙源固化砂的无侧限抗压强度约为掺粉煤灰砂样的6倍,通过SEM图像可发现,沉淀碳酸钙晶体包裹并黏结砂粒成为整体,固化效果非常理想。     

灌注桩动力特性试验与数值模拟研究

结合某风洞建设项目现场桩基动力特性试验,采用三维有限差分模拟软件FLAC^3D建立双桩模型基础进行计算机仿真,分析结果与试验数据吻合良好,验证了基于桩−土−结构共同作用开展数值模拟求解设备荷载作用下桩基础动力响应方法的合理性。进一步建立灌注桩后注浆模型,探讨采取不同桩侧阻力和桩端阻力增强系数对桩基动力特性的影响。结果表明：灌注桩后注浆对竖向振动的共振频率没有影响,对水平回转振动的共振频率、最大振幅、地基抗剪刚度系数和地基水平转向第1振型阻尼比的影响均很小;灌注桩后注浆能起到提高桩基抗压刚度、减少桩基最大振幅的效果,但相对于未注浆其效果有限。     

时间域激电法在浅覆盖区萤石矿勘查中的应用—以河南省方城县铁炉萤石矿床为例

河南省方城县独树镇一带萤石矿区属于第四系浅层覆盖区。为寻找该区隐伏萤石矿床,对区域成矿条件、邻近同类型萤石矿床特征进行了分析研究,将该地区萤石矿赋矿地质体及接触带作为地球物理探测目标体,开展了时间域激发极化法(TDIP)测量。激电中梯与激电测深高低阻之间的电性变化带(或过渡带)和对应的弱极化异常特征,有效地定位和预测了覆盖区萤石矿赋矿地质体、接触带的空间分布特征及蚀变矿化特征,为钻探工程布置提供良好的地球物理信息,经钻探验证,取得了较好的找矿效果。勘查表明：时间域激发极化法在独树镇一带浅覆盖区寻找隐伏萤石矿是行之有效的,可为矿区外围或相似地区进行类比寻找同类型萤石矿床提供重要的指导或示范作用。     

基于Hkr值的北天山冰川侵蚀空间分布特征及其主控因素研究

确定冰川侵蚀的主控因素及其与各影响因素间的相互作用方式,不仅对深入认识冰川侵蚀的物理机制和理解冰川作用区地貌演化具有重要的意义,也是探讨构造、气候、地形间相互关系的根本。然而,以往的学者仅在构造活动略单一的区域研究冰川侵蚀的主控因素,致使对构造的影响认识不足,那么,构造是否是冰川侵蚀的主控因素呢？又是如何作用于冰川侵蚀？北天山第四纪冰川作用规模巨大,留下了丰富的冰川遗迹,其气候与构造条件也多样,因而成为探讨上述问题的理想区域。本文在北天山北坡自西向东选取了7个冰川流域,基于每个流域的Hkr值和冰川侵蚀影响因子的定性定量数据,分析了该区域冰川侵蚀的分布规律及其影响因素。结果表明,北天山各流域冰川侵蚀自西向东有减小趋势,该变化趋势是构造、气候、地形共同作用所致。其中,山顶高度和降水对冰川侵蚀的影响最显著,两者均通过对冰川规模施加作用来控制冰川侵蚀,而构造也可能通过影响顶点高程、积累区面积、冰川规模,进而作用于冰川侵蚀,但是其是否发挥主要作用有待进一步认识。因此,冰川规模可能才是导致北天山各冰川流域侵蚀差异的根本原因。     

μ-XRF技术在黄龙铺钼(铀)矿床铀矿物学研究中的应用

东秦岭碳酸岩型钼成矿带是全球最大的钼成矿带。该带内的黄龙铺矿床是中国最早发现的碳酸岩型钼矿床之一。最近的野外地质调查发现,部分钼矿石具有较高的放射性异常,但其放射性元素的赋存形式和矿物学特征尚不明确。本文借助聚毛细管微束X射线荧光光谱分析(μ-XRF)分析速度快、原位无损、高灵敏度的分析优势,快速查明铀矿物的空间位置,再结合扫描电镜分析(SEM)和X射线能谱分析(EDS),确定铀矿物的种类及其次生变化。研究表明:黄龙铺矿床高放射性矿石中主要的铀矿物为钛铀矿、铌钛铀矿和晶质铀矿,它们与方解石、长石、黄铁矿、辉钼矿和黄铜矿呈共生关系。矿石中铀矿物后期均遭受氧化性流体改造,发生了明显的蚀变,钛铀矿蚀变之后转变为含Nb的钛铁氧化物,铌钛铀矿和晶质铀矿蚀变后矿物内部形成大量空洞,流体来源可能为大气降水。背散射电子(BSE)图像上灰度差异明显,暗示着矿物中元素分布的不均一性。     

云南个旧锡铜矿集区石榴子石地球化学特征及成矿指示

云南高松矿床中高峰山矿段和老厂矿床中竹叶山矿段分别是个旧超大型锡铜多金属矿集区发育的典型矽卡岩型锡、铜矿段。为查明个旧矿集区锡铜成矿环境的差异,文章选取上述2个矿段矽卡岩中的石榴子石为研究对象,根据产状和矿物共生关系将石榴子石分为与高峰山花岗岩有关早期（Grt-GS1）、晚期（Grt-GS2）、与竹叶山花岗岩有关（Grt-ZS）和与玄武岩有关（Grt-ZX）共4类。电子探针（EPMA）和激光剥蚀等离子质谱（LA-ICP-MS）分析表明：Grt-GS1(Adr_10.58-20.27Grs_38.62-48.28Spe_21.06-32.37Alm_11.88-18.03)成分复杂且变化范围较大,而Grt-GS2(Adr_48.09-69.73Grs_23.84-48.87Spe_3.29-9.58)和Grt-ZS (Adr_13.97-16.06Grs_78.08-79.71Spe_2.15-2.60)成分简单且变化小;稀土元素配分曲线均呈HREE富集、LREE亏损的“左倾型”,并具明显的负Eu异常。Grt-ZX成分简单且较均一(Adr_20.12-21.99Grs_70.84-71.44Pyr_6.29-7.92),稀土元素配分曲线呈HREE亏损、LREE富集的“右倾型”,呈明显的正Eu异常,且F、Cl、U、Th、Pb、V、Cr、Co、Ni、Zn、Ti等元素含量均高于其余3类石榴子石。所有石榴子石REE³⁺与Mg²⁺的正相关性表明,REE³⁺受[X²⁺]Ⅷ-1[REE³⁺]Ⅷ+1[Y³⁺]Ⅳ-1[Y²⁺]Ⅳ+1替换机制的控制,REE³⁺主要替代Mg²⁺进入石榴子石晶格。石榴子石的U、Sn含量及稀土元素配分特征指示：高峰山石榴子石（Grt-GS1和Grt-GS2）在演化过程中氧逸度明显升高、竹叶山石榴子石（Grt-ZS和Grt-ZX）形成的氧逸度总体高于高峰山,但Grt-ZX形成时氧逸度低于Grt-ZS。稀土元素特征显示：Grt-GS1、Grt-GS2与Grt-ZS均形成于弱酸性环境,而Grt-ZX形成于近中性且富F、Cl的环境下。∑REE³⁺与Y呈良好的正相关性和REE含量变化指示4类石榴子石均形成于封闭或近封闭的体系中,在接近平衡和低水岩比的条件中受扩散交代作用缓慢生长而形成。综合研究表明,玄武岩对成矿的影响在于改变了流体性质,为成矿提供了大量微量元素（如Co、Ni、V、Cr等）和有利于成矿离子运移和富集的卤族元素（如F、Cl）,而高峰山矿段锡富集的原因可能是在演化过程中水岩反应的加强和氧逸度的升高。     

中国硼矿床成矿规律概要与找矿远景分析

硼矿是重要的化工矿产资源,广泛应用于玻璃工业、陶瓷工业、洗涤剂和农用化肥。2014年至今,中国地质调查局组织编写的中国矿产地质志,全面总结了中国硼矿的资源特征和成矿规律。文章依托中国矿产地质志项目,总结了中国硼矿的成矿规律,圈定了硼矿找矿远景区,对未来硼矿的找矿工作有一定的参考价值。文章选取了具有代表性的矿床进行详细解剖工作,分别建立了现代盐湖型和沉积变质型典型硼矿床的预测模型。中国硼矿床的主要类型包括现代盐湖型、沉积变质型、地下卤水型、矽卡岩型和海相火山岩型。目前,中国共发现硼矿的矿产地216处,查明资源储量7575.69万t（B₂O₃）,分布在辽宁、西藏、青海、湖北等14个省（市、自治区）。在成矿时代上,中国硼矿主要形成于新生代、古元古代和中生代。在空间上,中国硼矿可划分为14个Ⅲ级成矿区带和11个矿集区。根据硼矿成矿预测成果,本文圈定了10个硼矿找矿远景区和8个优先勘查区,其中优先勘查区主要集中在青海油泉子（地下卤水型）,昆特依（现代盐湖型）,辽宁夹皮沟-红石砬子、吉林高台沟（沉积变质型）,西藏扎布耶茶卡、依布茶卡、麻米错、班戈错（现代盐湖型）等地区。     

Numerical analyses of uplift behavior of pile foundation for transmission line structure in frozen soil regions北大核心CSCD

Pile foundation is one of the most commonly used and suitable foundations to support transmission line structure, especially in seasonally frozen soil regions and permafrost regions. Axial compression is the controlling condition in the design of foundations for such structures as bridges and buildings, while uplift and overturning will control the design of transmission line structure foundations. This paper presents an extensive overview of previous studies including experimental (e. g., laboratory model test and full-scale field load test), analytical/theoretical (e. g., limit equilibrium and limit analysis based on plasticity)and numerical(e. g., finite difference and finite element methods). The review indicates that study on the uplift behavior of pile foundation in frozen soil is relatively limited, particularly in the case of combined effect of axial uplift and lateral loading. Interaction between pile and frozen soil and mechanism of load transfer along the pile shaft and around the pile tip still remain unclear. Therefore, this paper implements finite difference analysis within FLAC3D to investigate the behavior of pile foundation in frozen silty clay and gravelly sand under axial uplift behavior and the effect of ground condition and lateral loading on the uplift behavior. Because of the axisymmetric condition of the problem studied, only half of the model is simulated. The chosen domain of the medium is discretized into a set of quadrilateral elements and the pile is discretized by the cylinder element. The interaction between the soil and pile is considered according to interface elements. Mohr-Coulomb criterion is adopted to model the soil behavior (perfectly elastic-plastic), while the pile is simply considered as a rigid body. The soil parameters such as Young’s modulus, cohesion and internal friction angle used for numerical analyses are determined by laboratory tests and estimated according to the empirical correlations with in-situ tests. The present numerical modeling is verified with the results from field loading tests on pile foundations in Qinghai-Tibet ±550 kV transmission line project. On this basis, parametric studies are carried out to uncover the behavior of pile in frozen soil. It is observed that pullout is the dominant failure mechanism of pile and the uplift load-displacement curve clearly exhibits an asymptote, consisting of initially linear elastic, nonlinear transition, and finally linear regions. These results are consistent with the observations in a few previous studies. In addition, larger uplift capacity of pile foundation in freezing period and gravelly sand is gained (about 20%). Lateral loading increases the deflection and therefore, decreases the uplift capacity of pile foundation. For the convenience of using the results obtained in practice, the values of uplift factor for pile foundation in silty clay and gravelly sand are provided. Finally, it should be noted that the method used, and the results obtained in the current work could be useful for engineers and designers, at least providing them some qualitative evidence for pile design in seasonally frozen soil regions and permafrost regions. This is important and necessary to ensure the safety of construction in such regions. Meanwhile, numerical analyses in the current work can be a benchmark example for subsequent research studies. © 2022 Science Press (China).     

和田河流域近 60 年降水尧气温与径流演变特征研究

以新疆和田河流域为例,采取Mann-Kendall趋势检测法、Pettitt突变检测法与小波分析等方法剖析了研究区近60年气温、降雨和径流变动特点。结果显示：（1）研究区降水、气温和径流均有增加或升高趋势,其中气温变化呈显著增加;（2）研究区降水、气温、径流突变分别发生于1986年、1996年和1993年;（3）研究区降水、气温和径流均无显著性周期性变化,但存在短时间段周期变化,降水在研究时段内呈现丰枯交替变化,自20世纪90年代逐渐湿化。气温呈现逐渐升高的发展趋势。20世纪90年代以前,径流年代际变化以偏枯为主,近20年年代际变化以偏丰为主。