湖泊相软土真空堆载联合预压法的离心机试验研究

依托高速公路试验段真空堆载联合预压加固软土路基的现场试验,根据实际路基情况建立离心模型,对真空堆载联合预压加固湖泊相软土地基进行离心机试验,分析了在真空预压和堆载预压联合作用下软土路基的沉降规律,并将试验结果与现场监测结果进行对比,研究了两者沉降的关系。通过对比分析可知,采用真空堆载联合预压加固湖泊相软土路基,地基土在工期内的沉降占总沉降87%以上,加固效果明显;用该方法加固后软基的工后沉降发展缓慢,两年内工后沉降最多为2.5 cm,路堤断面沉降差不超过5 mm,不会影响公路正常使用;试验结果与现场实测值沉降趋势基本相同,但由于现场试验条件及离心试验误差影响,导致两者沉降值存在差异。     

加热对软土地基真空预压排水固结的影响研究

常规真空预压法在处理超软土地基时耗时较长,且加固效果有限。真空预压联合加热技术是近年来提出的一种新型软基处理技术,但国内相关研究刚刚兴起。针对宁波典型软黏土地基,利用自制的温控模型试验装置,设计并开展了真空预压联合加热与常规真空预压处理效果的对比研究,细致分析了不同加热温度情况下(常温～80℃)软土地基的温度、孔压和沉降的发展趋势,对比了不同技术加固前后土体的物理力学特性变化情况。研究结果表明:相比于常规真空预压法,真空预压联合加热技术能加快固结速率,减小工后沉降,提高软土地基承载力;当加热温度不高时,真空预压法处理效果随温度升高而增强,但这种趋势并非线性增长;当温度达到一定值后,热法联合处置技术的加固效果会衰减,甚至起反作用;通过对固结沉降的反演分析得出,相比于常温情况,40℃、50℃和60℃处理后软土固结系数分别提高30%、35%和5%;从处置效果和经济性出发,加热到40～50℃是热法地基处理技术的较适宜温度范围。     

真空联合堆载预压处理深厚软土地基的施工与监测方法研究

对于深厚软土地基,采用真空联合堆载是一个经济合理的地基加固方法,但如果施工方法不当会影响加固效果。在堆载过程中应加强现场监测,以对地基的加固效果和施工期地基的安全进行监测。结合某工程真空联合堆载预压处理软土地基,对真空联合堆载预压施工与监测方法进行研究与介绍,其成果可供类似工程参考。     

排水板和砂井联合堆载预压加固海相软土地基的工作性状的现场试验

针对场地内夹杂岸堤、塘埂和人行道路网的深厚海相软土地基处理,提出塑料排水板和袋装砂井联合堆载预压加固方法,并通过现场试验研究该类地基在路堤填筑及堆载预压过程中的地表及深层沉降特性、超孔隙水压力消散机制和地基水平位移规律等工作性状。结果表明,采用该方法处理深厚海相软土地基具有良好的加固效果,地基沉降大部分在填筑期和预压期间发生,有效降低了场地的工后沉降和施工工期,可为沿海深厚复杂海相软土地基加固处理提供参考;塑料排水板和袋装砂井联合堆载预压处理地基的沉降-时间曲线呈多级式发展,袋装砂井处理部位的沉降量小于塑料排水板处;软基上部土体的排水效果明显优于中、下部土体,排水板处理区域的超孔隙水压力大于砂井处理区域;软基顶部土体向堆载区域移动,地表3 m以下的软土层被挤向堆载处理区域外。     

真空预压法加固软土地基理论研究现状及展望

真空预压法作为一种近年来兴起的软土地基处理方法,在国内外得到了大力的推广应用。很多学者在真空预压室内试验和现场试验、真空预压加固机理、真空预压计算理论等诸多方面开展了很多工作。根据已有的认识和理论理解,对真空预压加固软土地基理论研究现状进行了分析,以期有助于该项技术的进一步发展。     

真空预压法加固软土地基的工程实例分析

以黄骅港四期筒仓地基处理工程为例,详细阐述了真空预压加固软土地基施工过程中的仪器设备的布设、施工与监测方法;对工程实际的观测结果进行了分析。实践证明,真空预压加固法不仅加固时间短,施工成本低,而且对地基的加固效果明显。     

真空预压淤泥搅拌墙气密性试验分析与应用技术

通过淤泥搅拌桩墙的抗渗试验、工艺试验和现场试验,从土-水特性关系分析了真空预压期淤泥搅拌桩墙的抗渗时效性、抗渗能力及墙体的抗渗厚度,得出了淤泥搅拌墙在大面积真空预压工程中的共用密封墙桩帽技术及长短桩墙相结合等应用技术,可有效地解决共用密封墙的沉陷开裂和周边密封墙气密性的持久有效性问题。通过对广州南沙港区陆域吹填地基84×104 m2真空预压软基处理工程的应用,从预压期孔隙水压力、水位及真空度分布与变化情况,分析了密封墙气密性及真空预压的加固效果,分析表明：真空预压处理软土地基时,采用优化不透水淤泥搅拌墙方案进行密封处理是可行的。在85 kPa膜下真空度的情况下,1 m厚渗透系数小于10-6 cm/s的淤泥搅拌墙满足气密性的持久性要求。     

真空预压法在连云港潮间带软基加固工程中的应用

以实际工程为例,论述了真空预压排水固结法加固连云港沿海地区潮间带软土地基的原理和施工要点,对工程实际的观测结果进行了深入分析。实践证明,使用真空预压法,对地基施加相当于80kPa荷载的真空压力,100d后地基的总沉降量可达到1m,地基土的平均固结度超过80％,经过加固的地基土抗剪强度明显增加,地基承载力基本满足后续施工要求。表明真空预压法适用连云港沿海潮间带软基加固,效果明显。     

增压式真空预压处理软基的加固机理

常规的真空预压往往由于竖向排水板堵塞引起排水固结效果差、工期长。对此,笔者采用增压式真空预压处理某一站场软土地基弥补上述不足。通过分析对比增压式和常规真空预压处理方式下地基在加固期内的沉降、孔隙水压力变化特征,评价增压条件下的处理效果。结果表明：采用增压式真空预压三、四区地表沉降量明显大于常规处理的一区,且孔隙水压力消散速度也快于一区;而1.0 m间距的三区产生的预压沉降量较1.2 m间距的四区增加约30%;增压式真空预压利用增压管的增压作用能加速软基排水过程并改良排水板易淤积的不良性能。     

真空排水预压下土体变形的应力路径分析

通过室内试验, 对真空排水预压下土体变形特性进行了应力路径分析, 测定软土地基在真空预压加固后应力路径的改变对沉降量的影响, 论证真空排水预压加固软土地基不能消除其剪应力引起的剪切变形, 结合实例, 计算其后期沉降量与固结沉降量的比值, 并推算软土地基在真空预压下其最终沉降量计算公式的修正系数。     

粉喷桩处理软基的变形及固结测试分析

以广珠准高速铁路软土路堤试验粉喷桩处理段的变形及孔压测试数据为基础 ,对用粉喷桩处理深厚软土地基的沉降、基底横向差异沉降、边桩变形、孔压分布规律及固结进行了分析     

广州南部滨海地区工程地质问题及对策

松软土地基、活动断裂、砂土液化和海水入侵是滨海城市普遍存在的主要工程地质问题。对广州南部地区这四种问题进行深入地研究,绘制广州南部工程地质专题分区图。对滨海城市建设可能引发的工程地质问题进行评价和分析,并提出相应对策。     

广州大学城软土的工程地质性质统计分析

通过对广州大学城软土样基本物理力学指标的室内试验和原位测试数据的数理统计分析,获得了软土的物理力学参数统计值,进而获得了大学城软土的工程地质特性。应用最小二乘法对软土的物理力学指标进行了线性回归分析,得到了指标间的线性相关方程,并应用相关系数的方法来检验相关的显著性程度。统计回归分析成果可为软土物理力学指标间的相互估算做参考,也可为相关规范的修订提供依据。      

软土物理力学性质指标与微结构参数的灰色关联-神经网络模型

通过对广州市南沙地区大量软土物理力学试验和微结构分析,获取了40组软土试样的物理力学性质指标和微观结构参数。综合运用灰色关联分析的数据分析能力和人工神经网络的非线性映射功能,建立了软土物理力学性质指标与微结构参数的灰色关联-径向基神经网络模型。该模型利用灰色关联分析方法对数据进行预处理,提取重要因子作为网络的输入,而径向基神经网络充分利用样本数据信息,自适应确定隐含层节点个数、径向基函数中心、宽度以及网络的权系数。克服了传统RBF网络隐层节点数为样本个数,当数据较多时导致网络结构庞大、学习速度慢的缺点。通过模型A和模型B的实例研究表明,该方法简化了网络结构,提高了训练速度和预测精度,为软土物理力学性质与微结构参数关系的定量研究提供了一条有效途径。     

软土在不同应力路径下的力学特性分析

通过固结不排水剪应力路径试验对广州南沙典型软土在不同固结条件的力学特性进行了系统研究。分析了初始固结状态对软黏土应力路径依赖性的影响,比较了不同应力路径下土的应力-应变关系特征和孔隙水压力变化规律,探讨了孔压分布与土体变形特征的关系,认为侧向卸荷会造成剪应力增加、体应力减小,从而使土体产生剪胀趋势。研究结果还表明,不排水条件下的有效应力路径主要与土样初始固结状态有关,因而同一固结状态下的有效应力路径具有唯一性。另外,试验中的剪切控制方式对有效应力路径有明显影响,但对土体抗剪强度的影响可以忽略。     

钼同位素地球化学研究进展及其在成矿作用研究中的应用潜力

近年来,随着多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的广泛应用和测试精度的不断提高,非传统稳定同位素成为同位素地球化学最前沿和最活跃的研究领域。其中钼同位素作为非传统稳定同位素发展较为成熟的方向之一,已经逐步应用到地球科学、生命科学、环境科学等各个重要领域,并取得了长足的发展。本文对近些年国内外所取得的钼同位素研究成果进行了系统整理、总结,并对钼同位素的应用潜力进行了概括性的综述,主要包括钼元素及其同位素的地球化学特征、钼同位素分析测试技术、钼同位素的分馏机制、不同地球化学储库的钼同位素组成、成矿作用过程中钼同位素组成的变化特征及其在矿床中的应用。以期让更多人了解钼同位素这一非传统稳定同位素的最新研究进展,进一步探索成矿作用过程中钼同位素的组成特征、分馏机制和影响因素等,并有效推动钼同位素地球化学在成矿作用研究方面的应用。     

关于建立斑岩型铜矿床勘查标识体系的初步探讨

斑岩型铜矿床勘查标识体系,是建立在全球超大型.大型斑岩型铜矿床丰富研究成果和勘查经验基础上,凝炼不同矿床之间的共性和差异性来作为斑岩型铜矿床普适性标志和区分标准,探寻矿床特征与勘查方法之间的内在联系,最大程度结合科研成果,优选科学的勘查方案并给出评价依据,构建以地质事实→成矿机制研究→勘查方法应用“三位一体”的勘查标识体系。该体系架构分为矿床地质、矿床成因机制和勘查方法三个部分。建立斑岩型铜矿床勘查标识体系将有利于增进对斑岩型铜矿床的有效勘查。本文以特提斯.喜马拉雅成矿域的西藏驱龙斑岩型铜.钼矿床、环太平洋东段成矿域的智利ElTeniente斑岩型铜.钼矿床和中亚成矿域东部的蒙古OyuTolgoi斑岩型铜.金矿床三个超大型斑岩型铜矿床为例,重点对比勘查标识体系中矿床地质和致矿岩体地球化学特征,归纳提炼不同矿床之间的共性和差异,对构建斑岩型铜矿(床)勘查标识体系进行初步探讨。研究结果显示:产于不同构造环境下的三个斑岩型铜矿床中均发育钾化带、青磐岩化带和绢英岩化带;铜矿化在钾化带和绢英岩化带中均有发育,钼矿化更倾向于在含水蚀变如绢云母化带、石英.绢云母蚀变部位,金矿化赋存于钾化带发育部位;矿化中心向矿区外围硫化物具有斑铜矿→黄铜矿(+斑铜矿)→黄铁矿的分布规律,铜矿化和钼矿化相叠加,但高品位的铜钼矿体相分离。驱龙矿床未发育ElTeniente矿床和OyuTolgoi矿床共有的(高级)泥化蚀变,可能与其形成环境或剥蚀有关。在地球化学数据收集中,为了确保数据分析的有效性提出筛选方法和程序。岩石地化数据结果显示:致矿斑岩体主要由30%~50%斜长石斑晶和60%左右基质(石英、钾长石)组成,均为高钾钙碱性、过铝质、埃达克质岩石,具有相似的右倾型稀土元素配分模式;但是致矿岩体的硅碱成分、稀土元素配分模式、Sr-Nd同位素表现出与产出环境一致的变化规律,Sr/Y-Y图解显示ElTeniente矿床较驱龙矿床和OyuTolgoi矿床的致矿岩体表现出更典型埃达克岩特征。总之,斑岩型铜矿勘查标识体系的提出和以三个矿床为例的初步探讨为下一步构建该勘查体系奠定了一定的基础。     

北京郊区秋季灰霾天气下细颗粒物化学成分及其混合特征研究

于2014年11月在北京郊区利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)高时间分辨率观测了大气中细颗粒物的化学成分。通过Art-2a对单颗粒化学成分进行分类,主要包括8类颗粒物:有机碳(OC)、元素碳(EC)、元素碳有机碳(ECOC)、钾二次颗粒(K-Sec)、钠钾二次颗粒(NaK-Sec)、矿尘颗粒(Dust)、左旋葡聚糖颗粒(Lev)、含铅颗粒(Pb)。清洁期(2014年11月5日15:00至2014年11月15日0:00, PM_2.5平均质量浓度27.4μg/m^3)和灰霾期(2014年11月19日0:00至2014年11月30日10:00, PM_2.5平均质量浓度116.4μg/m^3)对比研究发现,清洁期OC颗粒占比最高,占总颗粒数的33.0%,其次是EC和ECOC颗粒,分别占总颗粒数的29.7%和16.4%;灰霾期OC颗粒物显著增加,比例高达46.1%,其次是ECOC,增至22.4%,而EC颗粒降至18%。此外,灰霾期二次组分HSO_4~–、NO_3~–的信号强度与二次组分数浓度均大于清洁期,表明灰霾期无机盐(HSO_4~–、NO_3~–)在颗粒物中的贡献增大。通过分析相对湿度与SO_2、NO_x和含硫酸盐、硝酸盐颗粒之间的关系,发现含硫酸盐和硝酸盐颗粒数浓度随环境湿度增加而增加,表明液相反应对硫酸盐生成有促进作用,同时相对湿度的增加可能对硝酸盐的形成有一定的贡献。混合状态分析表明,含碳气溶胶与HSO_4~–和NO_3~–的混合程度较强,与铵盐混合程度较弱。研究结果反映二次气溶胶形成特别是有机物颗粒的增加对于北京市灰霾形成具有重要的贡献。     

类质同象置换对磁铁矿表面反应性的制约机制

铁(氢)氧化物矿物对环境物质的地球化学行为有着重要的制约作用。相比于其他铁氧化物,磁铁矿具有一些独特的结构特征与表面性质,而赋予其良好的氧化还原活性。天然磁铁矿结构中广泛存在类质同象置换,探讨类质同象置换对磁铁矿表面反应的制约机制,有助于深刻理解磁铁矿族矿物在环境自净化过程中的作用机制。本文介绍了典型置换离子在磁铁矿结构中的赋存状态,及其对磁铁矿物化性质影响,重点阐述类质同象置换对磁铁矿表面反应性(如吸附、氧化、还原等性能)的制约机制,最后针对已有的相关研究现状以及面临的挑战,为未来的研究方向提出了一些设想和建议。     

夏威夷群岛东南海域多金属结核的物源特征及其对古海水、亚洲季风信息的记录

为深入探讨夏威夷群岛东南海域结核的物源特征及其所记录的古海水、亚洲季风信息,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱仪(XRF)、电子探针(EPMA)方法,对来源于原地质矿产部和国家海洋局"海洋四号"科考船DY85-1航次采集的研究区的4块多金属结核样品进行了详细的元素地球化学分析测试,并对分析结果进行了Fe-Mn-[(Cu+Ni)×10]、Fe-Mn-[(Cu+Co+Ni)×10]图解与元素间相关性分析。结果表明,结核中的成矿元素直接来源于海水;应用Co含量经验公式、结合Mn/Fe值计算方法对其生长速率进行验证,得到结核的Fe/Mn、Al/(Fe+Mn)值变化曲线与太平洋底栖有孔虫的δ18O曲线、亚洲内陆粉尘通量曲线呈现出相似的变化趋势,表明多金属结核可作为古海水氧化程度及亚洲季风演化研究的新载体。