钙华物理力学性质试验研究

钙华是一种大孔隙次生碳酸钙,是岩溶水在适宜的环境下碳酸钙过饱和沉积而形成,不同成因的钙华形成了绚丽多彩的自然景观。钙华沉积速率快,对气候和环境极具敏感性,近年来被广泛用于短时间尺度的古气候环境重建研究。由于钙华主要分布于水流活动频繁的偏远地区,较少用于工程建设,故国内外对其工程性质少有研究。本文以南美洲玻利维亚东南地区某冶金项目为依托,实地研究了湖沼相钙华的工程性质,通过渗水试验测试了钙华层的渗透系数,通过浸水载荷试验,研究了钙华的承载力特性和溶陷性。结果表明:钙华的渗透系数为1.7×10-3cm·s-1;变形模量为45.39 MPa,在浸水之后变形模量有所降低,但仍然可达到36.85 MPa;浸水状态下地基承载力特征值高于280 kPa,浸水3 h后的浸润深度为0.65 m;钙华的平均溶陷系数为0.001 75,为非溶陷性岩石。通过试验可以得出如下结论:(1)钙华遇水后的稳定性较差,基坑和基础施工宜安排在旱季。(2)钙华在天然状态下的承载力较高,遇水后承载力会有所降低,应尽可能保持基底干燥。③钙华的渗透系数较小,短时间的水流对钙华层的浸润深度较小,雨季来临时,只要做好地基的覆盖,就可以使地基保持较高的承载力。     

祁连山云和空中水汽资源的季节分布与演变

祁连山云和空中水汽资源具有明显的季节变化特征：总云量春季最多,夏季次之,低云量夏季最多,春季次之。近45年中的春季和夏季,总云量在减少,低云量在增加,对应降水也在增加;秋季三者都为减少趋势;冬季总云量和降水在增加,但低云却呈减少趋势。相关分析表明,总云和降水在夏季、秋季呈显著正相关,低云和降水在春季、夏季及秋季呈正相关;值得注意的是冬季低云和降水在祁连山的中东段呈负相关,但通不过信度检验。空中水汽主要沿两条路径输送到祁连山,平均状况下祁连山存在较强的水汽辐合,且东段辐合（-0.1～-0.05 kg/(m2·s）)强于中西段（-0.05～0 kg/(m2·s））。地中海、黑海、里海、咸海、阿拉伯海和孟加拉湾是祁连山的水汽输送源地,但各个季节又有所不同。祁连山区域的水汽收支表明,春季净水汽通量在1979年以后一直为正且呈增加趋势,夏季整个区域基本上是个“水汽汇”,秋季和冬季则一直为负。分析认为祁连山春、夏两季空中云水资源具有较好的开发潜力。     

1961-2010年青海省人体舒适度指数时空分布特征

根据青海省50个气象观测站1961-2010年逐日气象资料, 对人体舒适度指数时空分布特征及其影响因子的权重进行了统计分析. 结果表明: 青海省人体舒适度主要为寒冷、冷、凉、凉爽和舒服等级, 整体呈现冷凉特征, 各区各等级年均日数分布差异较大. 青海省最不舒适的月份是1月份, 其次是12月; 最舒适的月份是7月, 其次是8月、6月. 1961-2010 年青海省人体舒适度指数上升趋势极显著, 与青藏高原气候变化趋势一致. 各区人体舒适度均呈显著上升趋势, 其中, 柴达木地区上升最明显; 春、秋季东部农业区和柴达木地区相似, 环青海湖地区和青南牧区相似, 各区秋季上升趋势均高于春季; 青南牧区各季人体舒适度年际波动幅度较大, 冬季环青海湖地区和青南牧区人体舒适度差异不大. 青海省人体舒适度季节差异明显, 夏季最高, 冬季最低, 春季略高于秋季, 近50 a来四季人体舒适度均呈显著上升趋势, 冬季波动幅度较大.温度(湿度、风速)与人体舒适度指数存在极显著的正(负)相关关系, 温度是影响人体舒适度指数的最主要因子, 风速和湿度主要通过温度影响人体舒适度指数, 且风速的负影响略大于湿度. 东部农业区和柴达木地区风速的负影响较大, 环青海湖地区和青南牧区相对湿度的负影响较大.     

南盘江盆地古油藏沥青地球化学特征及成因

南盘江地区生物礁古油藏的储层沥青主要分布在上二叠统和中上泥盆统。古油藏的储集层均为生物礁滩灰岩,沥青的主要储集空间以洞、缝为主,其次为基质孔隙和生物体腔内。南盘江古油藏沥青的成熟度很高, H／C原子比小于0．4,主要由残碳构成,这是沥青的非极性和极性抽提无抽提物的直接原因。在古油藏沥青地球化学特征研究的基础上,综合分析认为南盘江古油藏沥青主要源自泥盆系烃源岩,其次可能与下二叠统烃源岩有关。南盘江古油藏沥青与生物降解沥青和沉淀沥青质有很大的区别,其成因是油藏深埋时在高温、高压的作用下原油裂解成气后的焦沥青。     

不同尺度喀斯特地区土地利用变化研究

以贵州典型喀斯特地区贞丰县、北盘江镇、花江示范区作为研究样区,讨论了不同尺度喀斯特地区土地利用动态变化过程。结果发现: 研究样区土地利用的数量变化主要表现在农用地与未利用地之间的增减变化, 而且1997— 2000年的土地利用变化速度比2001- 2003年的快。在土地利用的结构变化上,北盘江镇园地所占比例增长、未利用地所占比例减少和贞丰县林地面积所占比例变化最大,花江示范区同北盘江镇的结构变化相似。在土地利用的程度变化上,三个研究区土地利用程度综合指数都有所提高,整体趋于平衡。县级尺度的土地利用程度综合指数大于镇级尺度,村级尺度的土地利用综合指数最小。三个研究区的景观偏离度呈有规律的缓慢增长趋势,表明人类活动对土地利用的影响逐渐加强。      

Interpretation of the gravity and magnetic anomalies of the geothermal subsurface structure area in Pamancalan,Lebak, Banten,West Java,Indonesia

Pamancalan is located in Lebak Regency, Province of Banten. This area is located in the western part of Java Island, Indonesia. The geothermal manifestation in this area is in the form of hot spring in Cipamancalan River. But, how the structure of the geothermal system, the reservoir depth, and the thermal source in the Pancamalan area has not been studied much. Therefore, there is a need to conduct a geophysics study by surveying the gravity and magnetic field. A study, which used magnetic and gravity data to discover reservoir, has been conducted in the Pamancalan geothermal area in Lebak, Banten. Topographic map for total magnetic and earth gravity anomaly shows that the anomaly is located in the center and southern part of the presumed reservoir. 2.5-D section model of magnetic anomaly shows that there is a rock formation which shaped the geothermal system in Pamancalan. The thermal source is diorite which is a by-product of Hanjawar Mountain; the reservoir rocks consist of sandstone, limestone, and breccia; and the cap rock is in the form of clay and tuff. It is predicted that there is an intrusive body which functions as thermal source in the depth between 1650 and 4000 m, the reservoir depth is around 700 m, and the depth of clay cap is around 0 to 700 m. The geothermal manifestation in Pamancalan area is controlled by Cigeledug fault from the southwest and Cipamancalan fault from the north and south.     

新疆降水特征及其对水资源和生态环境的影响

新疆位于欧亚大陆腹地,空中水汽来源少,水资源匮乏,生态环境脆弱,降水有其独特的时空分布特征,且对水资源形成和生态环境有着十分重要的影响和作用.利用全疆106处水文、气象站1956-2005年的降水资料以及相关分析研究成果,从水资源的角度对新疆降水的形成条件、时空分布特征和对水资源、生态环境的影响进行了分析.结果表明:多年平均年降水总量为2588×10⁸m³,折合降水深157.4 mm;90%以上的站点年降水量变差系数在0.2～0.7之间;连续最大4个月降水量在40%以上,平均降水产流系数为34%.新疆降水的稀少导致了其生态环境的极端脆弱,绿洲面积仅占全疆总面积的9%,而沙漠面积却达全疆的25.7%.未来新疆地区仍然是干旱、半干旱地区,大气降水资源有限,必须通过其它途径来解决新疆水资源短缺问题.     

水库下游河流再造床过程中的河岸侵蚀

根据实测河道地形资料,分析了水库下游河床演变中的河岸侵蚀现象,包括不同横向边界约束条件、不同床沙组成和不同河型河段的河岸侵蚀的特征及规律。结果表明:①水库下游均会有河岸侵蚀发生,但初期一般以下切为主,后期以展宽为主。②对于横向边界约束较强的河段,河岸侵蚀相对较弱;相反,则河岸坍塌严重,河岸侵蚀强烈;③对不同的河床组成和边滩组成的河段:河床较粗特别是形成抗冲粗化层,且边滩组成较细的河段,河岸侵蚀现象非常剧烈;河床组成较细的河段,如果边滩抗冲性较强,则河岸侵蚀现象相对较弱,如果滩地组成较细、容易坍塌,河岸侵蚀也会较强;④不同的河型有着不同的河岸侵蚀现象。分汊河段以主汊为主;游荡段的游荡特性在初期受到抑制;弯曲河段的撇弯切滩现象较普遍。     

上浮极限状态下饱和土的浮力模型试验和理论分析

饱和黏土中的长期浮力是否需要折减是一个具有争议的问题。为研究饱和黏土中的长期浮力是否小于相同水头高度下的静水压力,通过地基上浮失稳的模型试验,实测了上浮极限状态下（即有效应力约等于0时）饱和砂土和黏土中的浮力折减系数。实验装置由模型槽、土样、凡士林、浮筒、配重及压重设施组成,通过浮筒上浮瞬间的受力平衡得到失稳时的实际上浮力。实验测得饱和砂土中的浮力折减系数为1,饱和高岭土和饱和蒙脱石中的浮力折减系数分别为0.973±0.024和0.959±0.016。试验结果表明上浮极限状态下,饱和土中的浮力与纯水中的浮力差别很小。即便在高塑性黏土中,模型基础失稳时受到的上浮力与纯水中的浮力相比,仅折减了不到5%。基于饱和土有效应力原理的分析表明,上浮极限状态下的浮力折减系数与土样固结前的Skempton B值互为倒数。大量实测数据并未发现饱和黏土的Skempton B值明显大于1,故饱和黏土的浮力折减系数也不可能显著小于1。本文模型试验和理论分析表明,在地基抗浮承载力验算时,饱和黏土中的长期浮力不宜进行显著折减。     

沁水盆地南部煤层气藏水文地质特征

水文地质条件对煤层气的高产富集起到重要的作用。沁水盆地南部有多个水文地质子单元,存在地下分水岭,造成煤层气井气水产能动态复杂化。研究区东部边界晋获断裂褶皱带的北段有明显的横向阻水作用,南段地下水径流条件极差,不导水。南部边界的中段具阻水性质,对晋城一带煤层气的保存与富集起到了重要作用。西部边界以安泽为界,北段阻水,南段由导水断层组成。本区内部存在着4条重要的水文地质边界。其中寺头断裂是一条封闭性的断裂,导水、导气能力极差。在沁水盆地的大宁-潘庄-樊庄地区,地下水以静水压力形式将煤层中的煤层气封闭起来。在寺头断裂西侧的郑庄及其附近地区,地下水径流强度可能较弱,较有利于煤层气保存。大宁-潘庄-樊庄一带为等势面"洼地"滞流型,煤层气富集条件好。      

黑河中游不同灌溉方式下地下水入渗补给特征研究

降水和人工灌溉是黑河中游浅层地下水重要的补给来源。长期以来入渗补给量评价采用经验参数法,但没有成熟的监测方法和实证数据。采用人工溴示踪法研究黑河中游不同灌溉条件和不同深度条件下的地下水入渗补给规律。结果表明:研究区大气降水条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为21.25 cm,年平均入渗补给量为11.93 mm,入渗补给系数为0.1;大水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为86.51 cm,年平均入渗补给量为148.7 mm,入渗补给系数为0.16;小水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为46.35 cm,年平均入渗补给量为 53.81 mm,入渗补给系数为0.07;滴灌条件下年包气带溴离子含量峰值年均运移距离为41.72 cm,年平均入渗补给量为52.6 mm,入渗补给系数为0.11。人工溴示踪剂应投放在包气带水分单向入渗下行区,一般西北内陆盆地在地表3 m以下为宜。此研究成果可为黑河流域地下水资源评价提供实证参数,对西北内流盆地地下水水资源量与合理开发利用的科学认识具有重要意义。     

广西岛坪磷氯铅矿的谱学特征

磷氯铅矿(Pyromorphite)在我国比较罕见,2001年在广西岛坪发现的磷氯铅矿结晶较好,运用XRD、XRFI、R和UV/Vis等分析方法对黄色和绿色样品进行了研究。结果表明,二者XRD谱只是峰强有所不同。在它们的红外吸收谱带中,除了标准的PO43-吸收峰外,在670~800 cm-1之间和430 cm-1左右出现的两组肩峰为SiO44-振动峰。黄色样品的振动频率偏高、半峰宽偏窄、透射率与绿色样品相比较高。通过XRF分析发现黄色晶体比绿色晶体含有更多的Fe3 ,而Fe3 常使矿物呈现黄色,同时证实了黄色磷氯铅矿的红外吸收峰频率偏高是因为它的铅含量低于绿色矿。UV/Vis进一步说明在可见光区的吸收不同是使二者颜色差异的主要原因,Fe离子含量较大使磷氯铅矿呈现黄色。     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气储盖特征及其控气作用

煤层气储盖组合在一定程度上控制煤层气的保存条件。依据煤层顶(底)板的封盖能力,将鄂尔多斯盆地东缘煤层气储盖组合划分为4种类型。优势储盖组合主要发育于保德-临县地区太原组泻湖、潮坪相带以及大宁-吉县地区山西组滨浅湖相带,对煤层气的封盖能力强。次优势储盖组合主要发育于保德-河曲地区太原组、石楼-三交地区山西组以及韩城-合阳地区三角洲前缘相带,对煤层气的封盖能力较强。一般储盖组合主要发育于三交-吉县地区太原组浅海陆棚相带、保德-临县地区山西组三角洲平原、河流泛滥盆地相带,对煤层气的封盖能力较弱。不利储盖组合主要发育于河曲以北山西组辫状河上游、冲积扇相带,对煤层气的封盖能力差;煤层气储盖组合类型在一定程度上控制煤储层含气量分布,是煤储层含气性预测的重要参考依据。      

单轴压缩下花岗岩电磁信号的实验研究

利用自主研制的电荷感应仪对花岗岩样品在单轴压缩变形破裂过程中产生的电荷感应信号和磁信号进行了实验研究。实验结果表明,在岩石变形破裂达到峰值强度时比在峰值强度前有更强的电荷感应信号产生,电荷感应信号也受岩石应力的变化速率影响,在应力变化速率大时,有较强的电荷感应信号。在有变形破裂时,电荷感应信号就较强,变形破裂较小的面所对应的测点的电荷感应信号就较小,这表明电荷的产生和岩石的破裂有很大的关系。电信号比磁信号多,在岩石变形破裂时不断有电信号产生,且有明显的变化,而磁信号的变化不明显。电信号相比磁信号受外界的干扰小,幅值大,说明用电荷感应的方法监测岩石的变形破裂前兆更有优势。     

川东南—鄂西渝东地区下古生界页岩气勘探前景

中上扬子地台发育2套重要的海相深灰色—黑色页岩,分别为下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组,主要由富含黄铁矿、有机质或生物化石的黑色炭质页岩组成,厚度大、分布广。牛蹄塘组页岩有机质演化程度高、埋藏相对较深、钻井无天然气显示; 龙马溪组页岩有机质演化程度相对中等、埋藏深度适度、钻井天然气显示丰度高,特别是志留系其它粉砂岩层段可产工业性气流。因此,下志留统页岩更有利于研究区页岩气的勘探和开发,更加适合作为中国南方页岩气战略先导区的重点目标勘探层位。总体上,两套页岩在川东南—鄂西渝东地区出露范围广,有利于针对页岩展开相关研究,特别是背斜和向斜的翼部区是页岩气勘探最为有利的地区。     

Bearing capacity of unsaturated expansive soils

It is difficult to determine the bearing capacity of a foundation in unsaturated expansive soil, although this is most important. The bearing capacity of unsaturated expansive soil is related to the drying and wetting environment. Swelling pressure occurs when the soil volume change is constrained as an expansive soil is inundated. The expansive lateral pressure, induced by the swelling pressure is similar to the passive earth pressure. By considering the effect of the expansive lateral pressure in Terzaghi's bearing capacity formula, the bearing capacity of unsaturated expansive soil is derived. Because it is very difficult to measure suction in situ, the bearing capacity is expressed using the expansive lateral pressure offers a feasible approach to calculate the bearing capacity of a foundation in unsaturated expansive soil, when suction is not measured. Plate load tests to measure the bearing capacity in situ were performed for the foundation in natural soil and saturated soil immersed by water. The verification of the bearing capacity formulae presented in this paper is conducted by comparing the predicted results with the results of the plate load tests on unsaturated expansive soils in Handan and Bingxia, China.     

桩锚结构变形协调方法的改进研究

桩锚结构变形协调条件是桩锚结构设计中内力计算的关键点。现行桩锚结构变形协调条件是在锚索施加预应力后桩身向坡内变形十分微小而忽略不计的条件下推导得到的,只适用于锚索预应力微小或为0的情况。但在许多工程实例中,锚索的预应力较大,导致的桩身变形不能被忽略。因此,现行的变形协调条件假设与桩锚结构的实际工作状态不一致。利用结构力学理论,在研究桩锚结构体系的两阶段变形过程的基础上,对变形协调方程从2个方面改进,其一是改变原有方法中抗滑桩滑面处位移和转角的计算方法;其二是改变第j排锚索对桩身 点处位移贡献的计算形式。算例分析表明,改进桩锚结构变形协调条件,可以更好地为工程设计服务。     

新疆哈密北山黑山岭一带基性岩SHRIMP测年及地质意义

北山黑山岭位于塔里木板块北部北山裂谷带内.该带侵入岩较为发育,主要为华力西构造岩浆带产物.通过对区内基性岩体同位素测定,获得岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄为(404±3)Ma,(375±3)Ma和(280±2)Ma.认为基性岩与裂谷玄武岩和洋中脊玄武岩具同源性质,证实其形成于拉张构造环境.提出该带具岩浆熔离型铜镍矿成矿可能.     

东天山觉罗塔格地区石炭纪火山-沉积岩地层序列及地质时代

通过对东天山觉罗塔格地区路白山、夹白山及雅满苏一带石炭纪生物地层及年代地层研究,厘定了石炭系地层序列,划分出了NFEA1带、四射珊瑚及腕足类化石组合,确定雅满苏组下段、中段地质时代为早石炭亚纪大塘世旧司期-上司期,上段时代为大塘世德坞期,与海相火山岩型铁矿有关的火山岩层位多为大塘世旧司期.根据古生物化石组合确定了底坎尔组地质时代为晚石炭亚纪威宁世罗苏期,土古土布拉克组时代为威宁世滑石板期,与火山岩型铁矿有关的火山岩层位为威宁世滑石板期.此外,通过区域岩石地层对比及地层时代研究,认为前人在雅满苏组之下所划分的小热泉子组在区域上可出现在雅满苏组的中下部,层位极不稳定,应予废弃.在上述年代地层序列的研究基础上,最后对觉罗塔格地区石炭纪大地构造背景演化进行了讨论.      

乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应研究

对乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应分析可知,以硒含量大于等于0.4 mg/kg标准圈定富硒土壤面积约52.89 km^2,硒含量均值为0.78 mg/kg;富硒土壤中重金属元素含量较低,养分元素含量适量丰富,农作物富硒效应较好,安全性较高。通过对土壤中硒元素赋存状态分析,发现区内土壤中存在大量土壤缓效硒,潜在供硒能力较强,且对植物吸收有利的有效硒占比达4.02%;土壤中硒的有效性不仅取决于总硒的含量,还与土壤pH、有机质等有一定关系;农作物中硒的含量水平可能受土壤中有效硒、总硒、有机质、pH等多个因素综合影响。