一种原状欠压密土的力学特性实验研究

原状土的结构性对它的力学性质影响显著。通过对原状土与重塑土多应力路径的实验结果比较,来揭示原状土体从小应变到大应变的特殊力学特性及应力路径的影响。从等压固结对比实验可看出,该原状样明显的结构性与欠压密性。对于原状欠压密土,体应变对土体结构性的破坏要大于剪应变。欠压密原状土的结构性对土体强度的影响主要表现在内摩擦角的增大。土体小应变时表现出明显的高刚度与非线性。通过不同方向切样的原状样实验结果对比,反映了原状土体存在明显的各向异性,结构性引起的各向异性在应变越小时越明显。     

非饱和红粘土和膨胀土抗剪强度的比较研究

红粘土是对环境湿热变化敏感的塑性粘土,具有一般膨胀土吸水膨胀失水收缩的特性。与普通粘性土相比,红粘土与膨胀土的强度特性更为复杂。它既是土体抵抗剪切破坏能力的表征,也是计算路堑、渠道、路堤、土坝等斜坡稳定性以及支挡构筑物土压力的重要参数。通过试验研究讨论了红粘土与膨胀土的强度特性以及与一般粘性土的差别及其各种影响因素,并探讨了非饱和红粘土与膨胀土的抗剪强度指标与含水量之间的相关关系。试验结果表明,红粘土与一般膨胀土的吸水膨胀规律完全相同。其试验结果可为红粘土与膨胀土地区工程设计与建设提供参考依据。     

土工加筋抗冻胀工作机制的研究

在分凝势理论的基础上，建立了一套考虑温度、水分及冻土－未冻土－筋材体系应力变形诸因素耦合预测加筋土冻胀和筋材拉力的计算方法，并对一维冻结室内模拟试验进行了理论分析和数值计算。通过对加筋消减冻胀及其抗冻胀工作机制的分析，提出了加筋材料对土体施加的约束，不仅减小了土体的冻胀速率，而且还使冻胀位移向未冻土区发展，从而可有效地消减土体冻胀的结论。     

非饱和上海软土水力和力学特性耦合弹塑性模拟

目前大多数非饱和土的弹塑性本构模型用非饱和击实土的试验结果进行验证,但现场其他类型的土,如沉积土经常有在非饱和状态下外部环境变化的情况。现有的非饱和土弹塑性模型是否适用于沉积土一类的现场土是需要研究的课题。进行非饱和上海第③层土的吸力控制排水排气三轴剪切试验,使用文中提出的能统一考虑非饱和土水力性状和力学性状的弹塑性本构模型,预测上述三轴试验结果,并与试验数据进行比较。比较结果显示,建立的本构模型能够很好地预测非饱和上海软土的水力和力学性质,说明该模型不仅可以适用击实土的预测,还能够很好地适用于其他类型非饱和土的水力和力学性质的模拟。     

大连新港的红粘土及其工程特性的形成

在大连新港油罐区的建设中,发现了一种具有高孔隙性、高含水量、高塑性、中低压缩性的特殊土。作者对这种土及其母岩的矿物学、岩石学、地球化学、物理化学和工程特性进行了系统研究,揭示了该区红粘土及其工程特性的形成机理,该区红粘土乃是蒙脱石化的粗玄岩,在中温带气候区红土花作用的产物。     

非饱和土的抗剪强度与含水率关系的试验研究

研究非饱和土的抗剪强度及其随含水率的变化规律,对工程实践具有重要意义。在总结前人试验研究成果的基础上,以欠固结的第三系粉砂土为研究对象,对原状土和两种控制含水率方法的重塑土进行直剪试验,并与前人研究进行对比。研究结果表明,随着含水率的增加,土的抗剪强度降低,含水率对抗剪强度的影响主要是降低了土的黏聚力,对内摩擦角的影响较小。含水率与黏聚力之间的关系可以由两个直线段描述,第2直线段的斜率要大于第1直线段,当含水率增加到一定值时,土的黏聚力急剧下降。通过控制干密度,添加不同质量的水来改变土样含水率的重塑土方法,不仅改变了土样的含水率,还改变了土的压实度和颗粒结构,因此,土的抗剪强度的变化是含水率和压实度共同影响的结果,在分析试验结果时应该引起重视。     

多因素作用下天然土体渐进破损强度解析

天然沉积土体一般都具有结构性和初始各向异性。在复杂的应力路径的作用下,天然结构性土体的强度与变形一般与重塑土不同。由于结构性、初始各向异性和复杂的应力路径的共同影响,往往使极限状态设计如何确定天然土体渐进破损的强度及参数变得复杂而困难。给出了关于各向异性的天然结构性土体渐进破损的归一化不排水抗剪强度的解析表达式,并研究了天然结构性土体渐进破损的归一化不排水抗剪强度与各向异性和应力路径等因素的相关性。     

湖南洞庭湖地区土壤-作物系统铅含量及其影响因素

以湖南洞庭湖地区为研究区域,探讨了土壤有机质、pH值、P、N对Pb在土壤-作物系统中迁移的影响,研究了Pb、Cd复合污染对水稻Pb、Cd富集的作用。相关分析结果表明:随土壤有机质含量的增加,离子交换态Pb含量减少,但通过转化可以被植物吸收利用的有机质的结合态Pb含量增加,进而增加了水稻对土壤Pb的吸收量;土壤为中性偏碱性时,土壤中Pb的活性和水稻Pb的富集能力均较酸性土壤中有所降低;在土壤中增施氮肥和磷肥可降低土壤中离子交换态Pb的含量,减少水稻对Pb的吸收。因此,土壤有机质、pH值、P、N是影响水稻Pb含量及土壤Pb活性的重要因素。Pb-Cd复合污染研究结果表明:土壤中同时存在Pb、Cd时,Pb元素的存在促进了水稻对Cd元素的吸收,而Cd却抑制了水稻对Pb的吸收。     

Considerations on the evaluation of the fertility of oxisols in Brazil

Based on the analysis of some of the physical and chemical properties of the reddish-colored soils from southeast Brazil four fertility classes of soils were proposed. The soils of class 1 which are characterized by a low inherent fertility are sandy soils which become less fertile after cultivation. The soils of class 2 which are derived from carbonate-cemented sandstone have a high base status under forest vegetation, but become very poor after cultivation and erosion. The soils of class 3 which have a moderate inherent fertility become more fertile after cultivation along with liming and fertilization. Class-4 soils are inherently fertile and their fertility can be maintained and enhanced easily by management practices. The potentially self-improving soils of classes 3 and 4 have a phosphate sorption coefficient above 1000 which corresponds to a definite content in clay, free Fe, total P, and water-soluble silica.     

添加剂对受石油污染的不同粒径组分的冻土热性能的影响

The results of studying of thermal properties of oil contaminated disturbed and undisturbed soils, group composition of oil and moisture phase structures contented in these soils are considered in this paper. The thermal properties for oil contaminated soils of undisturbed addition after 6 years of oil transformation and for soils of disturbed addition and artificial pollution are compared. And the influence of addition on thermal properties of soils was revealed.     

人为土壤有机碳的分布特征及其固定意义

文章在分析不同类型的人为土壤形成过程及其特点的基础上研究了人为土壤有机碳含量、分布年龄与同位素组成特征。结果表明,人为土壤中有机碳的含量分布不同于起源土壤或者相应的非人为土壤,主要体现在有机碳含量降低的缓慢和不规则性以及有机碳含量的相对富集。通过计算证明人为土壤的有机碳密度高于相邻土壤或起源土壤。放射性碳测定表明人为土壤中的有机碳年龄较老,说明了有机碳在这些土壤中存在的相对稳定性。土壤有机碳的稳定同位素组成分析表明,土壤中深层的有机碳与现代有机碳来源不同,也表明了土壤中有机碳的稳定存在。文章还分析了人为土壤中有机碳富集和稳定的可能机制,包括物理、化学和生物学机制,认为就有机碳的固定而言,人为土壤是一种具有最佳管理方式的可持续利用的土壤资源     

冲积和湖积成因土壤Cd的吸附特征:以安徽省当涂县为例

为揭示冲积与湖积成因土壤镉的吸附特征,以安徽省当涂县冲积成因的江心洲和冲积、湖积成因的大陇乡根际土壤为研究对象,开展土壤镉的等温吸附实验和吸附动力学实验.等温吸附实验结果表明,冲积土壤镉的吸附量（S）、等温吸附常数（K）和固液分配系数（K_d）均较湖积土壤明显偏大,显示冲积土壤对镉的吸附能力较湖积土壤强;吸附动力学实验表明,冲积土壤的最大吸附量、平衡吸附量均较湖积土壤大,吸附速率也明显偏大,尤其在吸附实验早期更为显著;等温吸附常数K和平衡吸附速率V_b与土壤理化性质的分析表明,土壤pH是造成研究区土壤镉吸附能力差异的主要原因,其次为物理性粘粒含量;土壤pH是影响研究区冲积土壤镉吸附能力的主要因素;湖积土壤镉的吸附能力受土壤pH、有机质含量、Cd含量、物理性粘粒含量等因素的综合影响.研究对于揭示Cd在水土系统的迁移转化规律以及土壤Cd的污染防治具有重要的指导意义.      

含细粒珊瑚土抗液化特性试验研究

珊瑚土作为新兴的热带地区岛礁与港口工程的首选土工材料,宽级配是其结构组成的主要特征。由于相关工程面临较高的地震风险,珊瑚土的抗液化能力正逐渐引起重视。为探究含细粒珊瑚土的抗液化能力,以东太平洋某热带港口工程的实际珊瑚土场地为背景,通过大粒径循环三轴液化试验测试了设计相对密实度为0.4～0.8的3组代表性级配试样及剔除细粒的两组试样的饱和不排水动强度。试验结果表明：幂函数可以模拟含细粒珊瑚土的循环应力比与液化所需振次关系;细粒的存在与相对密实度的提高不会显著提高珊瑚土抗液化能力;珊瑚土液化过程的超静孔压发展模式与砂土相近,两参数或三参数的反正弦模型可以较好地模拟含细粒珊瑚土的液化超孔压发展过程。研究表明,含细粒珊瑚土仍然属于可液化土类。以背景工程为例,同类型工程在设计施工及使用阶段都需要考虑对地震液化灾害的设防,该研究为珊瑚土液化防治工作提供了技术支持。     

原位载荷试验在优化土质地基基础设计中的作用

城市土质地基越来越多,但对土质地基承载力的正确认识还不够,合理地利用土质地基既安全又经济。通过几个建筑工程设计变更实例,强调了原位承载力试验的必要性,论述了土质地基承载力特征值取值合理性问题,分析了目前在对土质地基勘察设计中存在的问题。     

黏土矿物对软土结合水特征及力学性质影响的定量分析

黏土矿物对软土结合水特征及力学性质的影响尤为重要,但国内研究多侧重于宏观物理力学性质层面。在微观层面探讨黏土矿物对软土工程性质的影响为此研究重点,利用X射线衍射仪(XRD)测得各地软土的矿物成分,并用同步热分析仪对各地软土进行热重分析(TG)和微商热重法分析(DTG)。试验结果显示,软土的黏土矿物含量与其吸附水含量正相关,其中蒙脱石含量对软土吸水性影响巨大;软土的TG与DTG曲线与其所含黏土矿物类型、含量有关,失重曲线在一定程度上可以体现软土中黏土矿物类型,DTG曲线中的失重谷对软土中的矿物类型起到一定的指示作用。     

山东省威海市区域地质背景下土壤Cd的地球化学特征

为获取威海市区域地质背景下土壤重金属元素Cd的地球化学特征,以区域表层和深层土壤Cd为研究对象进行讨论。统计分析得出Cd区域土壤背景值为0.090×10-6,基准值为0.056×10-6。区域Cd的土壤环境质量较好,全区仅3.42%的表层土壤、1.17%的深层土壤超出国家土壤质量一级标准限值,其中仅1.67%的表层土壤出现污染,超出国家土壤二级标准。研究区土壤Cd的物源主要表现为自然源和人为源两大类。自然源主导区占54.68%,自然属性特征明显,表层和深层土壤Cd的相关性较好,且Cd与其他重金属元素间具有较好的地球化学组合特征;表层土壤Cd的分布主要受母质影响,在丘陵区土壤Cd含量受中生代中酸性侵入岩的分布影响较大,而平原区受第四系沉积物影响较大,其中陆源为主的平原区土壤Cd相对含量较高,与海水有关的平原区Cd含量普遍偏低。人为源主导区占45.32%,自然属性较差,受人为源影响较大,与工矿点等人为活动密集区分布较吻合。     

纳米硅水泥土弹塑性有限元分析

试验表明水泥土中掺入适量的纳米硅材料可以大幅度地提高水泥土的抗压强度。在试验的基础上,得出纳米硅水泥土的屈服条件后,采用相关联的流动法则和塑性功硬化条件,建立了纳米硅水泥土的弹塑性本构关系方程。在此基础上,以空间轴对称为研究对象,采用三角形截面的圆环单元,应用虚功原理建立了轴对称条件下纳米硅水泥土有限元方程,用增量刚度法求解,且用Matlab软件编制了有限元程序,在三轴试验条件下验证了该程序的合理性。以某机场水泥土搅拌桩地基处理方法作为工程背景,应用不同纳米硅掺量的水泥土作为地基处理的新材料,与传统水泥土进行了比较,计算结果表明,纳米硅作为水泥土外加剂用于地基处理可有效地减少地基沉降,提高地基承载力,在相同上覆压力下纳米硅水泥土处理后的地基沉降小于普通水泥土材料。     

Mineralogical and geochemical patterns of urban surface soils, the example of Pforzheim, Germany

This study presents a combined geochemical and mineralogical survey of urban surface soils. Many studies on urban soils are restricted to purely chemical surveys in order to investigate soil pollution caused by anthropogenic activities such as traffic, heating, industrial processing, waste disposal and many more. In environmental studies, chemical elements are often distinguished as lithogenic and anthropogenic elements. As a novel contribution to those studies, the authors combined the analysis of a broad set of chemical elements with the analysis of the main mineralogical phases. The semi-quantification of mineralogical phases supported the assignment of groups of chemical elements to lithogenic or anthropogenic origin. Minerals are important sinks for toxic elements. Thus, knowledge about their distribution in soils is crucial for the assessment of the environmental hazards due to pollution of urban soils. In Pforzheim, surface soils (0–5 cm depth) from various land use types (forest, agriculture, urban green space, settlement areas of various site densities) overlying different geological units (clastic and chemical sediments) were investigated. Urban surface soils of Pforzheim reflect to a considerable degree the mineral and chemical composition of parent rocks. Irrespective of the parent rocks, elevated concentrations of heavy metals (Zn, Cu, Pb, Sn, Ag) were found in soils throughout the whole inner urban settlement area of Pforzheim indicating pollution. These pollutants will tend to accumulate in inner urban surface soils according to the available adsorption capacity, which is normally higher in soils overlying limestone than in soils overlying sandstone. However, inner urban surface soils overlying sandstone show elevated concentrations of carbonates, phyllo-silicates and Fe and elevated pH values compared with forest soils overlying sandstone. Thus, in comparison to forest soils overlying sandstones, inner urban soils overlying sandstone affected by pollution concurrently possess elevated concentrations of mineral phases typically providing relatively high adsorption capacities for heavy metals.     

层状地基中瑞利波随深度的衰减特性

层状地基中瑞利波（Rayleigh wave）的传播规律以及随深度的衰减规律是工程环境微振动分析与控制研究的关键问题之一。采用解析法（矩阵传递法）分析了层状地基中瑞利波弥散曲线,并在此基础上研究了各种频率下不同类型土层（上软下硬、软夹层、硬夹层）中瑞利波位移随深度衰减规律,通过与弹性半空间解的对比发现,瑞利波位移随深度的衰减规律与频率、土层分布密切相关：频率越高,传播深度越浅;特殊土层（软夹层、硬夹层）的存在会局部显著地改变其衰减规律,并且位移峰值的分布受到频率和土层分布的共同影响。最后,将该方法用于分析上海光源工程地基条件下瑞利波随深度的衰减规律,并与现场深孔微振动测试数据进行了比较。结果证明,与弹性半空间解相比,层状地基中瑞利波随深度的衰减规律可以更为准确地反映真实条件下瑞利波随深度的衰减规律。     

福建省龙海市表层土壤硒含量及影响因素研究

在龙海市土壤地球化学调查数据基础上,开展土壤硒含量特征、影响因素分析等项研究工作,可为研究区富硒土地资源开发提供依据。本文通过采用原子荧光光谱法(AFS)对福建省龙海市表层土壤4394件样品硒全量进行了分析测试,结果表明:龙海市表层土壤的硒含量为0.031~2.361 mg/kg,平均值为0.354mg/kg,足硒、富硒土壤面积占全地区面积的88.69%。同时发现,成土母质、土地利用方式、土壤pH、有机质含量以及海拔高度是影响龙海市土壤硒含量的重要因素。火山凝灰岩区、花岗岩区成土母质发育的土壤硒含量较高;在不同土地利用方式中,林地土壤的硒含量最高,园地、耕地土壤的硒含量适中;土壤硒含量与有机质含量、海拔高度呈正相关,与pH呈负相关,说明在酸性、富含有机质的土壤环境中硒元素易于富集,尤其是高海拔的山地丘陵区土壤中硒的富集作用更加明显。本研究成果对龙海市土地的合理规划利用、富硒产业的科学发展具有重要价值。