黄河中游黄土钙质结核及地层学意义

<正> 黄土钙质结核(Concretion)又称石灰质结核、砂薑、砂薑石、姜结人。中药用名姜石、异名(石羌)砺石及裂姜石,地质界通称为黄土钙质结核或黄土小僧。广泛赋存于黄河中游地区丰厚黄土地层中的各类钙质结核是一种土壤新生体。它是更新世以来,温湿与冷干气     

黄河中游马兰黄土中锌、铜、锰、钴、镍的含量和分布

通过对212块马兰黄土样品的分析，获得了其微量元素Zn，Cu、Mn、Co、Ni的常见含量范围和自然背景值。它们在马兰黄土中的组合特征具有明显的同步变化趋势，而且组成比例稳定。上述各元素在黄河中游马兰黄土中的含量均自西北而东南增加。虽然它们在马兰黄土中的含量正常，但由于马兰黄土的介质环境不利于各元素的活化，活性较小，有效态含量较低。黄土性土壤中的情况与其黄土母质相似。     

黄河中游地区黄土地球化学演化

由中国科学院地球化学研究所广州分部文启忠研究员等承担的国家自然科学基金资助项目“黄河中游地区黄土地球化学演化”已提前完成了任务,并出版了目前国内外黄土地球化学研究的第一部综合性专著《中国黄土地球化学》,受到国内外同行专家的高度好评。该论著资料丰富、内容充实,方法多样,论证翔实,在理论上有明显创新,提高了黄土地球化学研究在理论上和应用上的深度和广度,对推动本学科的发展有重大意义。其     

黄河中游全新世黄土

Holocene loess in the Middle Huanghe Valley can be subdivided into 3 formations which are composed commonly of upper loess and lower dark loessial soil (a kind of paleosol) : the Xifeng Formation of Late Holocene, the Longxi Formation of Middle Holocene and the Luochuan Formation of Early Holocene. The layers of dark loessial soil at similar stratigraphic levels in different localities show such a change in age that samples from south are older than those from north, indicating a northward shift of the climate, belt during pedogenesis.     

马兰黄土孔隙结构特征——以赵家岸地区黄土为例

颗粒间的孔隙分布特征从本质上控制着马兰黄土的宏观结构,影响马兰黄土的强度特性。马兰黄土的微观结果分析已逐渐成为研究黄土基本特性的一个新方向。本文通过固结实验、扫描电镜和ImageJ图像分析软件对赵家岸滑坡地区马兰黄土的孔隙分布和变形特性进行分析。首先确定了适合ImageJ图像分析的扫描电镜二维照片的阈值和图像拍摄最佳倍数;获取了原状马兰黄土在不同含水量固结试验前后的孔隙数量和孔隙面积的分布特征;揭示了大、中架空孔隙为黄土固结过程中的主要变形区;建立了马兰黄土孔隙中大架空孔隙、中架空孔隙和小架空孔隙的逐步破坏模式;明确了水对孔隙破坏的促进作用,当含水量增加到液限范围时,大、中型架空孔隙会出现加速的破坏现象。     

西安地区马兰黄土的结构强度研究

对西安地区马兰黄土进行了单轴和常规三轴压缩试验,研究了含水量及围压对其结构强度的影响。结果表明,单轴条件下黄土结构强度随含水量增加呈线性减少,常规三轴条件下含水量和围压对其结构强度有着明显的影响。运用莫尔-库仑理论进一步研究了强度参数C、随含水量的变化规律,为西安地区地质灾害防治及工程设计提供依据。     

重塑马兰黄土渗透性试验研究

为了研究干密度和初始含水率对重塑黄土渗透性的影响,对延安新区I期工程所取的重塑马兰黄土进行了饱和渗透试验。结果表明:在非饱和状态,干密度对饱和时间的影响最为显著,饱和时间随干密度的增大而增大,而初始含水率对饱和时间的影响不明显。重塑马兰黄土的渗透系数随着干密度的增大而减小,其关系可以拟合为幂函数关系。在一定干密度范围内,渗透系数随初始含水率的增大而减小,其关系可以用直线关系拟合。渗透系数与孔隙比之间可以用幂函数关系拟合,渗透系数随孔隙比的减小而减小。初始含水率、干密度以及孔隙比都是影响重塑黄土渗透性的重要因素,其主要是通过对试样微结构的影响而影响渗透系数。该研究对延安新区的工程建设具有一定的理论指导和实际应用价值。     

赵家岸滑坡地区马兰黄土物理力学特性试验研究

浸水或增湿过程中,黄土特有的不稳定结构极易发生破坏,约束黄土的力学行为特征.通过粒度分析、扫描电镜和压汞实验对赵家岸滑坡地区黄土的微观结构进行分析,得到由上到下黏土的胶结作用升高,架空孔隙压缩明显,小孔隙几乎没有变化的特征.不同初始含水量条件下三轴压缩实验显示该区的顶部和底部黄土的强度均随初始含水量的增大而减小.由于底部黄土黏土胶结作用较高,黄土的强度减小速率大于顶部黄土.同时发现c值对于水的敏感性明显大于值,强度的降低主要是c值的减小导致.由于地下水位的升高,滑坡底部黄土的含水量增加,颗粒之间主要承担胶结作用的黏土矿物软化,导致附近的黄土微观结构持续破坏,导致赵家岸滑坡发生蠕动.     

降雨作用下马兰黄土渗透规律实验研究

通过自主研制的非饱和土直渗仪,对高为15cm、直径为12.5cm的圆柱形黄土试样进行降雨强度分别为16mm/h、50mm/h、70mm/h的渗透模拟试验,分析降水入渗深度、径流、富集量等与时间的对应关系,探究降水-黄土间的作用模式。得到实验结果:①不同雨强作用下,降水入渗锋面均呈漏斗状,凹面向下,均匀推进;②试验后试样含水率均超过液限,但随雨强增大含水率相应减小;③雨强16mm/h时无径流产生,雨强50mm/h、70mm/h时径流分别在试验开始29min和14min时形成;④降水入渗具有阶段性,雨强16mm/h,可分为快速下渗、缓慢下渗和匀速下渗三个阶段;雨强50mm/h、70mm/h,水开始入渗速率与土自身吸水能力有关,待上覆土饱和,水不仅受重力还受水驱动力的作用,入渗速度加快,最后稳定。获得结论包括:(1)雨强越大,水受重力和水力梯度作用越大,水下渗速度越快,充填孔隙的水就越少;(2)在雨强大于土体吸水能力的一定范围内,雨水补给量、径流量、下渗量以及充填量之间随降雨历时、入渗深度、孔隙度变化等因素出现相互制约、相互促进的关系;(3)试样完成渗流后,土体内形成稳定流,富集量与时间呈线性关系。     

马兰黄土和离石黄土的磁学性质

中国黄土-古土壤系列的磁学性质,如磁化率等被广泛用于古气候和古环境研究,这必须建立在对黄土-古土壤的剩磁的性质和获得剩磁的机制以及古土壤磁性增强的原因有深入了解的基础之上。作者通过对洛川和吉县剖面马兰黄土和离石黄土的磁学性质的深入研究,对黄土与古土壤磁学性质差异的各种表现,对它们剩磁的性质,对古土壤磁性增强的原因以及磁性变化对古气候、古环境研究的意义进行了讨论,并对利用某些磁学性质建立的黄土-古土壤形成的时间模式提出了质疑。     

马兰黄土粒度与孔隙的空间变化规律分析

本文对黄土高原不同区域马兰黄土的孔隙和颗粒微细观结构特征进行了对比分析。分别选取陕西泾阳、甘肃正宁和甘肃黑方台地区的原状样,进行颗粒分析试验,并用光学显微镜和图像合成技术,获取了其微细结构图像,对孔隙面积、等效直径进行统计,得到黄土孔隙的定量参数。对比表明：平均粒径自西向东递减,甘肃黑方台马兰黄土最大,甘肃正宁居中,泾阳最小,而黄土孔隙平均直径甘肃正宁最小,泾阳与黑方台相近。黄土成分和结构与沉积环境有关,其孔隙分布特征与粒度组成间存在一定关系。     

马兰黄土动强度及其微结构变化实验

黄土斜坡灾害已经成为黄土地区农村城镇化及交通建设的瓶颈,是当前地质灾害领域的研究热点.因震(振)动影响而降低黄土强度、改变黄土自身结构形态的研究是揭示黄土斜坡灾变机理的基础.基于GDS试验系统,采用应变控制等效正弦波逐级加载方式,进行马兰黄土动三轴试验;利用扫描电镜,观察马兰黄土试验前后微结构变化.试验结果表明:马兰黄...     

安哥拉红砂与中国马兰黄土渗透特性对比研究

通过室内变水头渗透试验和现场双环注水试验,测试了安哥拉罗安达红砂的渗透系数。基于试验结果并参考相关文献,对比分析了安哥拉红砂与中国马兰黄土的渗透特性。结果表明,室内试验测得的天然红砂渗透系数为现场试验测试结果的1/8,室内试验测得的压实红砂渗透系数与现场试验测试结果相近。红砂渗透系数的对数与孔隙比正相关,随孔隙比增加而线性增加,工程建设中可按孔隙比估算红砂渗透系数。天然状态下红砂渗透系数约为马兰黄土渗透系数的10倍,且现场试验结果均大于室内试验结果。红砂和马兰黄土均存在水平入渗和竖直入渗,但红砂的入渗距离大于马兰黄土。红砂入渗过程主要为非饱和渗透,而马兰黄土入渗过程主要为饱和渗透。研究结果可为红砂地区工程建设提供参考。     

马兰黄土的应力-应变本构方程

依据马兰黄土的室内CU试验,运用土力学的相关理论,建议性地提出了马兰黄土的应力-应变本构方程。通过对不同围压下的试验结果(应变小于15%)与理论模型的拟合发现,二者吻合较好。另外,与以往的模型相比,本文的模型参数a和b只需通过一次常规三轴试验即可全部求得,具有参数少、容易确定的优点。     

黄河中游黄土高原地质与生态环境

黄河中游黄土高原区资源丰富 ,生态环境脆弱 ,要根治黄河 ,黄河中游至关重要。本文系统论述了本区地貌、气候、国土资源、区域地质构造环境、区域地质 -生态环境问题和黄土高原隆升机制 ,提出了在本区开展地质—生态环境综合调查的主要内容。     

宝鸡黄土塬区马兰黄土湿陷特性探讨

通过对宝鸡黄土塬区的马兰黄土岩土物理力学性质特征及湿陷特性的研究探讨，提出了马兰黄土的最佳基础方案和利用治理方法。     

延安地区压实马兰黄土高压固结变形特性

针对典型的Y型狭长沟谷型地貌中的黄土高填方工程做了大量的室内一维高压固结试验。试验结果表明,Gunary模型可较好地表征侧限压缩情况下压实马兰黄土的垂直压应力与垂直压应变的关系,其适用性优于既有且常用的双曲线模型及幂函数形式;基于Guanary模型,利用割线模量法构建的压实马兰黄土地基变形修正公式,可修正考虑上覆荷载变化、含水率变化及压实度变化的地基变形量;割线模量Esoi与含水率的倒数1/w符合二次多项式的关系形式,目前普遍使用的割线模量Esoi与压实度K的线性关系形式不符合实际情况。研究成果对沟谷型黄土高填方工程填筑方案的设计与施工具有重大的参考价值。     

黄土高原马兰黄土记录的MIS 3温湿气候

对位于关中盆地的大荔地区甜水沟和垣雷两个剖面末次冰期盐和有机质碳同位素组成、磁化率和频率磁化率进行了系统研究,初步讨论了MIS3后期(即MIS3a)的"高温大降水事件"对黄土高原南部气候和植被的影响.在40～30kaB.P.的MIS3a时期,大荔地区气候总体表现为湿润、温暖,植被覆盖程度高,植被中C4植物的相对含量增加,土壤发育较好.中国大陆黄土-古土壤序列在MIS3的磁化率较之末次冰期的其他时段均有所增加,但不同地区的增幅各不相同.     

黄河中游黄土高原地质生态环境综合调查

黄土高原区资源丰富,生态环境脆弱,地持灾害多发性强,危害严重,治黄重点在中游,中游关键在地质生态环境的改善。笔者较系统论述了本区自然地理、国土资源、区域地质构造、新构造活动、地球物理场及深部构造特征,黄土高原隆升机制和地质灾害,生态环境问题,提出了基岩及第四纪地质、矿产和景观旅游资源、生态地质等地质生态综合调查的内容。     

黄河中游地区岩溶水资源人工调蓄的可行性研究

黄河中游地区岩溶发育,岩溶含水层拥有巨大的地下水调蓄空间,地面入渗条件极佳,洪水资源丰富,在有利的部位兴建人工促渗工程,加大岩溶水资源的人工调蓄力度,可极大地增加该地区水资源的开发利用能力,提高区域水资源承载力,缓解黄河中游地区水资源紧张的压力。