再论冻胀量与冻胀力之关系

讨论了新出版的《水工建筑物抗冰冻设计规范》（DL／T5082－1998）（98版）中的地表冻胀量对法向冻胀力影响的问题，认为地表冻胀量是冻胀率沿整个冻深的叠加，法向冻胀力则是在冻结锋面上冻胀应力沿基础影响范围之内的积分，法向冻胀力与地表冻胀量没有直接联系。     

一种新的分层冻胀量观测方法及其在季节冻土区的应用

Observation of delamination frost-heave is of significance in the study of foundation frost damage. The three main methods of observing delamination frost-heave, which are mono-frost-heave-ruler method, multi-frost-heave-ruler method and magnetic-loop method, are briefly introduced in this paper at first. Their respective advantages and disadvantages are analyzed. And then, according to the mechanism of frost-heave and the law of water migration and ice-forming in the freezing soil, a new approximate indirect method of observing the delamination frost-heave, which is antitheses, is brought forward by comparing surface frost-heave and frost-depth. On the basis of observation result in Chengyu Expressway and Daqing, its applicability is analyzed from three aspects under different groundwater level and soil property in seasonal frozen area. The result shows that this method is applicable for these two areas.     

粉质粘土的冻胀特性研究

利用冻胀试验装置,对京包、包兰线上冻害频发地段的粉质粘土进行了开敞系统中的一维冻胀试验,分析了不同环境冻结温度下土样冻结和冻胀的全过程。试验结果表明:(1)粉质粘土属冻胀敏感性土,土质加上外界水分的补给是该地区出现冻害的主要原因;(2)环境冻结温度直接影响土样的冻结过程进而对冻胀量产生影响,土样的冻结深度随环境冻结温度的降低而增加,开敞系统中土样的冻胀量随环境冻结温度的降低而减小;(3)土样的冻胀率和冻结速率之间成反比关系,冻结速率非常小的情况下,冻结深度几乎不再增加,但土冻胀率较大。     

冻融循环作用下土工袋冻胀量和融沉量试验

为研究季节性冻土地区冻融循环作用下土工袋防冻融、冻胀效果,对不同冻融循环作用下土工袋和土进行了室内模型试验,在开放系统和封闭系统中分别研究了土工袋和土冻胀量、融沉量之间关系,试验结果表明,经历4次冻融循环作用后,封闭系统中土工袋冻胀量、融沉量分别小于土的冻胀量、融沉量;开放系统中土的冻胀量为土工袋冻胀量的1.9倍,土的融沉量为土工袋融沉量的2.2倍,开放系统中地下水对土工袋的补给量远小于土的补给量,试验验证了土工袋可以有效防止渠道及建筑物基础冻融、冻胀破坏,可为渠道防冻胀提供理论基础。     

兰新铁路路基冻胀特征及冻害整治措施研究

兰新铁路尖山至大青口段线路在海拔2 100m左右,冬季气候寒冷,路基填料属易冻胀土,在路基土冻前含水量较大的前提下,线路在冬季必然发生冻胀变形.为了有效控制路基冻胀量,通过现场和室内试验对该段路基土的土质、冻结特征、冻胀特征等进行试验研究.结果表明:路基面以下60cm范围内土层冻胀量占整个冻结层总冻胀量82%;在最适宜冻结速率下瞬时冻胀量达到极大值,分层冻胀率与平均冻胀率的大小关系在2/3冻结深度处发生改变;冻胀速率的大小并不能直接反映瞬时冻胀量的大小,还应考虑冻结速率.选用了软式透水管整治冻害,整治效果明显.     

用分层切割法研究复杂磁异常

由于目前尚无公认的求取区域场和局部异常的有效方法，本文提出的用分层切割法对复杂异常进行分解，再分层提取局部异常的方法，以新颖的思路解决此难题，具有较大的实用价值，文中对方法原理与实施步骤作了较详尽地阐述并进行了模型试算与实际资料演算，证明方法可行，值得向大家推荐。     

采空区沉陷分层沉降观测方法研究

研究采空区剩余沉降对上覆建（构）筑物造成的危害程度，分层沉降观测是比较直观的方法，但由于基岩内测试环固定困难，大深度采空区上覆岩层中进行分层沉降观测国内未见报道。针对这一情况，在焦晋高速公路采空区优化治理与质量检测研究课题中，研制了专用固环设备，开发了“变径成孔，锚固器固环”的施工工艺，成功解决了采空区上覆岩层分层沉降观测所遇到的技术难题。     

水汽补给下砂土冻胀量与微观结构参数关联研究

水汽补给可诱发砂土填料的冻胀。基于自主研发的水汽迁移和冻胀试验仪,研究了气态水补给下砂土含水率、温度和冻胀量变化规律;利用体视显微镜对冻结过程中砂土微观结构变化特征进行了研究,结合灰色关联理论分析了宏观指标冻胀量与微观参数之间的关联关系。结果表明：在水汽补给下砂土会发生明显冻胀,冻结 7 d 时冻胀量达到 3.45 mm。砂土经历冻胀后,大孔隙面积占比增加、中小微孔隙面积占比降低,孔隙数量占比变化趋势与面积占比相反,孔隙丰度值变化不大,孔隙定向角在各区间分布趋于更加均匀,孔隙定向概率熵整体呈震荡上升趋势,孔隙分形维数呈下降趋势。此外,利用灰色关联理论,建立了宏观参数冻胀量与平均孔径等微观参数之间的关联关系式,进一步揭示了水汽补给下砂土冻胀的微观机制。     

秸秆加筋粉土的冻胀特性研究

粉土在中国分布广泛,工程中大量涉及,常表现为冻胀敏感性,在冻土地区工程建设中需重点考虑其冻胀特性。为减少粉土冻胀对工程的影响,基于环保的理念,以防腐处理后的麦秸秆作为加筋材料,将其切断后随机掺入粉土中;并对粉土和秸秆加筋粉土试样分别进行了开敞系统下的一维冻胀试验,重点研究了秸秆掺量和长度对粉土冻胀特性的影响。结果表明：秸秆加筋对粉土的冻胀有明显的抑制作用,少量的掺加（0.2%、0.4%）可将接近强冻胀的粉土改良为弱冻胀或不冻胀;在其他条件相同的情况下,试验范围内粉土的冻胀率随秸秆掺量的增加而线性增大,但总体远小于未改良土;秸秆掺量一定时,存在最优秸秆长度,在该长度下,秸秆加筋粉土的冻胀变形量和冻胀率均最小。     

硫酸盐渍土路基盐冻胀变形量计算方法探讨

通过对新疆兵团垦区硫酸盐渍土路基的野外试槽试验测得的地温、盐冻胀变形量等试验数据进行整理,并运用SPSS软件进行多元线性回归分析,探讨了硫酸盐渍土路基的盐冻胀变形规律、盐冻胀变形量的影响因素及其计算方法,研究结果表明：①在一个冻融循环周期内,路基中各测点的地温-变形量曲线可以分成3个阶段,不同阶段的盐冻胀变化规律不同;②在降温、升温过程中,硫酸盐渍土路基盐冻胀变形量的影响因素不同,相应的计算公式也不同;③在一个冻融循环周期内,路基中各测点的盐冻胀变形量的最大值均出现在升温初期,因此,建议采用升温过程中盐冻胀变形量的计算公式计算路基的最大盐冻胀变形量。     

北秦岭造山带中的拆沉作用

秦岭造山是一个非常有特色的碰撞造山带,来自地球物理、地球化学以及地质学的证据说明秦岭造山带中发生过拆沉作用,笔者主要讨论了北秦岭造山发生拆沉作用地地球物理、地球化学以及地质学证据,重点运用北秦岭地壳的地球化学特征进行对经,并用拆沉作用解释商丹地区的一些特殊地质现象。     

添加剂加量对金刚石焊接强度的影响(金刚石焊接机理研究之三)

通过加入不同含量添加剂的2种试样，用同一烧结工艺同炉烧结，对试样进行强度测试，获得了不同的物理力学性能，在高倍电镜下，观察和测金刚石与胎体金属界面上不同添加剂所生成的金属碳化物层厚度和面积，通过试样金相组织分析，观察其晶体组织及颗粒体布，从而确定不同添加剂的合理加量值。     

北京潮白河冲洪积扇地下水水化学的分层分带特征

为探讨北京潮白河冲洪积扇第四系地下水系统水化学分布特征,依据地层结构及水文地质条件,于2008年枯水期采集浅、中、深层水样293组,用于水化学分析。利用数理统计法计算了总硬度、溶解性总固体、氨氮、铁、氟、硝酸盐、亚硝酸盐、氯化物、重碳酸根、硫酸根等10种组分上、中、下游不同含水层的算术均值和均方差。结果表明,浅层地下水除了NO3–外,其余9种组分的算术均值均呈现由上游到中下游增大的趋势,均方差则中游较上游和下游大;整个冲洪积扇地下水均属偏碱性水,水化学类型多样,由上游的HCO3-Ca·Mg型逐渐过渡到中下游的HCO3-Ca·Na·Mg型和HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型;随着往下游径流,地下水的化学类型趋于复杂多样,Cl–、矿化度和硬度等组分浓度升高。TDS、硬度、Cl–、NO3–和电导率均与取样深度呈反相关关系,pH值则与深度成正相关。水化学结果显示冲洪积扇地下水具有良好的分层分带特征,上游地区水质均一性高,是单一含水层结构,上下贯通,水动力条件好的反映,而中下游水动力条件较差,含水层分层明显。从测试组分的浓度分布范围和数值来看,均表现出浅层水样中层水样深层水样。地下水质量表现为上游好于中游,中游好于下游,分带特征明显。组分含量较高的样点和超标点绝大多数为浅层水样,这一点反映了中下游地区较强的人为输入和多源补给的特征。     

西昆仑岩石圈的拆沉作用及其深部构造含义——地震层析成像及航磁异常证据

西昆仑构造带及其邻区的宽频带地震探测和航磁异常研究结果表明,西昆仑构造带的南部(亦即青藏板块)的岩石圈向塔里木盆地下部俯冲,西昆仑的蛇绿岩带是闭合于加里东造山时期的古特提斯洋的残迹;青藏板块在向塔里木盆地俯冲的过程中,受到来自北部坚硬、古老的塔里木地体的强力阻挡,使得向北俯冲的岩石圈产生裂解,发生拆沉;在青藏板块岩石圈发生拆沉作用的同时,南部青藏板块岩石圈的回弹及软流层的浮力作用导致上部地壳发生引张断陷,深部熔岩上涌造成了碱质型熔岩沿断陷裂隙喷溢,同时也形成了构造带两侧反逆冲构造格局;西昆仑中央断裂是青藏高原的“第四缝合带”,北昆仑构造带仅仅是由于在青藏板块岩石圈发生拆沉作用时,西昆仑构造带中地壳浅部物质逆冲于塔里木前陆之上形成的。     

岩溶天生桥纵向分层旅游开发方式——以重庆黔江蒲花天生桥群为例

本文按发育岩性(可溶岩和非可溶岩), 发育规模(如桥高、拱高、跨度等), 桥下河谷的发育特征(常年性、季节性河流和干谷), 及发育成因(地表和地下), 提出天生桥的4大分类方案, 简要介绍和概括了近年来中国发现的典型岩溶天生桥的类型、分布格局、发育规模及景观组合和对比特征。然后以重庆黔江蒲花天生桥群为例, 初步分析和探讨了它的形成与演化, 系统分析和评价了它的资源系统, 通过与黔江区、武陵山区旅游资源及国内其它相似景区的对比, 概括其资源特色为“一河两桥三窗”, 并结合其市场条件, 将旅游开发主题定格为“桥下游暗河, 桥上走天桥, 上游漂激流”, 提出“一心二带一区三环”的功能布局, 探讨不同功能区的开发思路, 划分出主导、重要和配套3个层次的旅游产品项目, 构建连通桥上桥下的三大游览环线, 设计出“河-人-桥”三位一体的灯光效果。最后, 通过对中国典型岩溶天生桥旅游开发方式的概括、对比和分析, 提出岩溶天生桥纵向分层旅游开发方式, 并概括出3大分层方式: (1)“桥下观光, 桥上保护”式; (2)“桥下桥上观光”式; (3)“桥下保护, 桥上观光”式。     

鄂尔多斯盆地西缘北段逆冲推覆带缩短量分形研究

鄂尔多斯盆地西缘发育南北向展布的逆冲推覆构造带,通过求其地层的缩短量和正确估计应变的分布,可以定量地揭示岩层的变形特征,从而对逆冲推覆构造形成的动力学机制做出客观的判断。由于小尺度褶皱和断层的发育,采用传统的平衡地质剖面方法计算其缩短量往往存在较大的误差,因此,采用非线性的方法--分形几何学求取逆冲推覆构造的缩短量,将剖面中某一地层界线作为二维平面中的一条复杂曲线,求其分维数D,进而计算构造变形的总缩短量。以鄂尔多斯盆地西缘北段桌子山地区AB地质剖面为例进行了应用研究。计算结果表明,桌子山AB地质剖面的缩短量为8 km,应变为22.2％,其中由小尺度褶皱和断层引起的的缩短量为1 km。     

沁水盆地地层剥蚀量研究

[摘 要]沁水盆地自晚三叠世以来不断抬升,遭受了多次剥蚀,但其累积剥蚀量一直悬而未决,对盆地模拟和资源评价产生了不良影响。本文在沁水盆地沉积-构造演化史、热演化史研究的基础上,根据野外露头和钻井资料,以镜质体反射率反演方法为主,辅以声波时差法和构造剖面法,较为准确地确定了沁水盆地中新生代以来的累积地层剥蚀量。研究表明,沁水盆地石炭-二叠系煤层在燕山运动时期遭受最高地温,其后回返抬升并伴有地温梯度下降。参照济阳坳陷连续沉积剖面建立了镜质体反射率与深度关系,经地温梯度校正后,计算出了沁水盆地石炭-二叠系最大埋深,从而得到其此后抬升过程中的累积剥蚀量,经与声波时差法、构造剖面法计算结果对比,三者计算结果较为符合。研究结果表明,晚三叠世以来沁水盆地累积地层剥蚀量在1400～3300m之间,其中盆地中部剥蚀量较少,一般小于2500m,盆地边缘剥蚀量较大,可达3000m以上。主要剥蚀时期为晚白垩世至新近纪,地层剥蚀量可达2000m以上;其次为晚三叠世至早侏罗世,地层剥蚀量一般小于1000m。     

土壤—大宗农产品中Cd的分配及其环境意义

基于多目标地球化学调查成果,以土地生态效应为重点,研究成都经济区大宗农产品——水稻、玉米、小麦籽实中Cd元素的含量,同时讨论了农产品籽实与土壤中Cd含量的关系。结果表明大宗农产品籽实中Cd元素的累积状况为小麦>水稻>玉米;土壤酸碱度(pH值)环境对土壤中Cd元素的转移和在农作物籽实中积累影响较大,酸性土壤中Cd元素更容易进入植物体并积累下来,从而形成环境生态危害。     

基于GIS的西峰区沟道雨洪资源可利用量研究

利用庆阳市西峰区的DEM、Quickbird影像资料对西峰区沟道特征进行沟道特征分析,并分析了沟道不同降水频率下雨洪特征。以司家沟为典型沟道,采取典型年法和单次暴雨分析法将不同降水频率典型年中大于20mm的单次降水与基准暴雨量相对应,计算出典型年的雨洪总量(可收集利用量)和单次降水的洪峰流量,并进一步分析了不同降水保证率的各区域雨洪资源量。结果表明,西峰区各沟道雨洪资源量的总体趋势为高保证率雨洪资源量少、低保证率雨洪资源量大,但是由于洪水频率跟降雨频率不同步,在干旱年降水频率低时,洪水频率有可能较大,因此干旱年份对雨洪资源的利用尤为重要。