常见硫化物表面的XPS研究

采用XPS分析方法,研究了黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿和毒砂等常见硫化物矿物表面的化学成分及其化学态,从而探讨硫化物表面的氧化和次生变化。研究发现：（1）硫化物矿物表面在氧逸度较高的情况下很容易发生变化,其氧化产物很复杂,主要是其金属元素的高价态氧化物、氢氧化物和硫酸盐等;（2）就一般常见硫化物而言,相对比较稳定的是黄铁矿;（3）常见硫化物经氧化后,其表面的原子比率常常显示硫富余;（4）在含铁的各种常见硫化物中,除黄铁矿表面的铁相对稳定外,毒砂表面的铁也相对较稳定,而闪锌矿表面的类质同像铁却容易被氧化而发生变化。     

硫化物固—液界面电化学效应实验探讨

硫化物作为一类重要的常见矿物，目前国内外对其表面矿物学特征研究有限。具体到硫化物固－液界面处的行为机理，前人的研究程度就更低了。笔者自行设计了一个Fe1-xS-Cr^6 原电池，通过实测电动势（E），t-E关系曲线，溶液可见光吸收谱及其λ－A关系曲线，阐明硫化物与Cr^6＋溶液间的界面行为机理。认为其界面行为过程为；硫化物溶解→离子反应（氧化还原）→吸附Cr^3 。该原电池与一般原电池结构不同，其主要差别在于将反应电极和测量电极分开，从而解决电极反应过程中的浓度极化问题，提高了电化学实验的精度。该研究成果有助于揭示矿物－液体相互作用机理，完善和丰富表面矿物学研究内容，深化化界面成矿理论，并对环境治理，矿物材料应用等开发领域具有重要的参考价值。     

同步辐射X射线吸收光谱在环境矿物学中的应用

本文介绍了同步辐射X射线吸收光谱（XAS）在环境矿物学中的应用与进展,尤其是在矿物载体催化剂的环境催化活性研究、固-液界面的微观机制研究、毒性痕量元素在矿物中赋存状态的研究、核废料的矿物处置研究等方面的发展现状。最后指出,XAS对推动环境矿物学的发展、优化环境矿物材料和原料的工艺流程具有独特的优势,在我国还有待进一步加强其发展和应用。     

筋-土界面力学特性的水平循环剪切试验研究

加筋材料与土界面力学特性是加筋土结构设计和稳定性分析的重要依据。在大型多功能界面剪切仪上,进行了土工格栅和标准砂界面的水平循环剪切试验,分析循环荷载作用下筋-土界面力学特性,研究循环荷载特征对界面剪切力和法向位移的影响,探讨水平循环荷载作用下筋-土相互作用规律。结果表明,随循环次数增加,剪切力-位移关系曲线逐渐重合,剪切力峰值变化不明显,界面剪切模量增大并趋于稳定;循环剪切位移幅值和剪切速率对剪切强度的影响不明显,但对试样法向位移有较大影响;水平循环剪切过程中试样发生明显的法向位移,加筋可有效限制试样的竖向变形。     

风化岩地基全螺纹玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆承载特征现场试验

玻璃纤维增强聚合物（GFRP）抗浮锚杆是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型材料,与传统的钢筋锚杆相比,它具有比强度高、耐腐蚀性强和抗电磁干扰能力强的优点。基于6根GFRP抗浮锚杆和4根钢筋抗浮锚杆现场足尺拉拔破坏性试验,研究了中风化花岗岩中GFRP抗浮锚杆的承载特征和界面黏结特性。试验结果表明,抗浮锚杆的破坏形式有2种：锚杆和砂浆界面剪切破坏,砂浆和围岩界面剪切破坏。直径为28 mm 的GFRP抗浮锚杆和钢筋抗浮锚杆的极限抗拔承载力均为225 kN,直径为32 mm GFRP抗浮锚杆极限抗拔承载力为250 kN,能够满足工程实际需要;GFRP抗浮锚杆与砂浆（第一界面）的平均黏结强度为1.50～1.54 MPa;GFRP抗浮锚杆砂浆与围岩（第二界面）的平均黏结强度为0.32～0.37 MPa,略低于钢筋抗浮锚杆第二界面的平均黏结强度;直径为32 mm的GFRP抗浮锚杆第二界面平均黏结强度高于直径为28 mm的GFRP抗浮锚杆。在此基础上,进一步分析论证了GFRP抗浮锚杆的破坏机制,为GFRP抗浮锚杆的工程应用提供了理论依据。     

高应力下砂土与钢材界面单剪试验研究

疏排水沉降引起的竖直附加力导致了华东地区多个立井井筒破裂,高应力下土与结构界面剪切特性研究是解决这一工程问题的关键。在自行加工、改造的高应力单剪仪试验系统上进行了一系列单剪试验。试验数据分析表明高应力下砂土同钢材界面剪应力-剪切位移关系可用非线性弹性-理想、塑性本构关系描述;高应力下界面的强度准则符合无粘聚力的莫尔-库仑公式表示。     

Simulation of metamorphism and fluid regime in the mineralized unit of the Pana Massif in relation to its PGE ore mineralization

This paper presents materials on one of the units with PGE ore mineralization in the Pana Massif: the results of a detailed petrographic study and microprobe analyses of silicate and sulfide minerals and of the examination of mineral assemblages, typomorphic features of minerals, their crystallization succession and P–T conditions of this crystallization in the mineralized unit and the host mineralized and barren rocks, and the distribution of the fluid phase in them. Metamorphic processes that accompanied the development of the sulfide and PGE mineralization zones are analyzed, and it is established that the metamorphic evolution was associated with changes in the mineralogy of the rock and the composition of fluid in it. This process was of a unidirectional and systematic character and can be realistically reproduced in physicochemical models. The results of our research make it possible to assay the effect of P–T parameters and the fluid regime on the component composition of the solid phases and volatile components during the origin and localization of the PGE ore mineralization.     

Shear behavior of sensitive marine clay–steel interfaces

Many soil–structure interaction problems require the knowledge of the shear resistance and behavior between the soil and construction materials. Although sensitive marine clay deposits are widely found in Canada (Leda clay) and many regions in the world (e.g., Scandinavia), and steel is a common construction material for many civil engineering structures, our understanding of the interface shear behavior between sensitive marine clay and steel is still limited. This paper presents the results of an experimental study on the interface shear behavior between Leda clay and steel. In this research, direct shear tests (DSTs) are conducted to investigate the interface shear strength parameters and behavior between Leda clay and steel, and the effect of several factors (e.g., steel surface roughness, properties of the Leda clay) on the interface shear behavior and parameters. All tests have been carried out with a standard DST apparatus at normal loads which range from 250 to 450 kPa. The results show that the Leda clay interface shear behavior can be significantly affected by the steel surface roughness, the Leda clay’s OCR, dry density, and salt content. The results presented in this paper will contribute to a more cost-effective design of geotechnical structures in Leda clay.     

土工格栅加筋砂土中水平锚板抗拔特性试验研究

土工格栅加筋能够有效改善锚板的抗拔承载力,然而锚板在上拔过程中的破坏机制及其影响因素尚需进一步研究。针对砂土中水平锚板的抗拔特性,开展了多组锚板上拔试验,分析了砂土密实度、锚板埋深、土工格栅布设层数和位置等因素的影响,结合粒子图像测速（particle image velocimetry,简称PIV）技术探究了锚板周边土体的变形破坏机制。研究结果表明：单层接触式格栅加筋对锚板的抗拔承载力有明显的提升,且其对土体性能的改善优于非接触式格栅加筋情况,其原因与土工格栅变形量和上覆土体重力有关;当采用双层土工格栅加筋时,下层格栅可充分发挥限制土体侧向变形和均化应力分布的作用,上层格栅相对而言贡献不大;采用土工格栅加筋后,锚-土界面附近土体的变形模式发生了明显的变化,其破坏面相比未加筋前向内侧收敛,且剪应变分布更为均匀。     

硅藻土在一些高附加值产品中的应用及其基础研究

硅藻土是重要的非金属矿物材料。本文综述了它在具有高附加值的功能材料领域,包括助滤剂、吸附剂、载体中的应用,并从这些产品对原料的要求的角度,探讨了有关硅藻土的成分、结构、表面酸性、羟基结构、界面反应性,以及提纯处理的研究现状。     

土工格栅的界面特性试验

有关土工织物界面试验的成果较多,而土工格栅界面试验的成果很少。介绍了单向拉伸格栅和经编格栅的界面试验内容和成果,对土工格栅与砂砾石、粗砂、残积土的界面摩擦系数作出评价,并与有纺土工布的成果进行比较。     

Monotonic and cyclic modeling of interface between geotextile and gravelly soil

This paper describes a modified elasto‐plasticity damage model to capture monotonic and cyclic behavior of the interface between a geotextile and gravelly soil. New damage variable and shear strength criterion are introduced on the basis of test observations. The formulations of the modified model are obtained by extending those of the original interface model. The model parameters with physical meaning are easily determined from a group of cyclic shear tests and a confining compression test. The model predictions are compared with the results of a series of direct shear tests and large‐scale pullout tests. The comparison results demonstrate that the model accurately describes the monotonic and cyclic stress–strain relationship of the interface between a geotextile and gravelly soil while capturing new characteristics: (1) the strength that is nonlinearly dependent on the normal stress; (2) significant shear strain‐softening; (3) the comprehensive volumetric strain response with dependency on the shear direction; and (4) the evolution of behavior associated with the changes in the physical state that includes the geotextile damage. This model is used in a finite element analysis of pullout tests, indicating that the tensile modulus of a geotextile has a significant effect on the response of the geotextile–gravel system. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

海湾水库蓄水初期底质与淡水盐分交换的试验研究

在现场调查和钻探的基础上,采集了沐官岛水库库区3种典型底质(粉质粘土、泥质粉沙和中细砂)的原状/扰动土样和地表水样,然后分别采用静水土柱和动水水槽试验测定盐分的时-空变化规律,最后定量计算出不同底质盐分的释放通量,从而为该海湾水库蓄水初期水质的评价和预测提供了科学依据.土柱试验表明,在分子扩散作用下高盐分区主要集中在水-沉积物界面之上7.5 cm的范围内,7.5 cm之上的水体盐分较为均一,底质盐分释放通量按粉质粘土、中细砂、泥质粉沙的顺序递减,盐分释放通量符合负的幂指数形式,而且抽排界面之上高浓度水体对降低水体盐分含量效果显著.根据水槽模拟试验,风的吹拂会影响到界面之上水体盐分的分层,有利于海湾水库中盐分的混合作用.     

土与结构界面位移特性静动力单剪试验研究

土与结构接触面是工程中经常遇到的,剪切试验是研究界面特性的主要方法之一。单剪试验既可以研究界面的特性,又可以考虑土体受力变形的实际特征,土体变形和界面错动位移的关系是尚未被注意的问题。通过淤泥质粉质黏土的静、动力单剪试验和进行不同法向应力、不同剪切应力幅值的对比试验,得到界面位移与循环周数、土体应变的试验曲线。结果表明,静力单剪试验的初期剪应力迅速增大,其后增长速率逐渐减小,没有出现软化现象;在剪切初期,主要是土体发生剪切位移,达到一定位移量后,土体和钢板之间开始出现较为明显的滑移;在一定的土体应变范围内静力单剪界面错动位移和土体应变有近似线性关系;动力单剪的界面错动位移和土体应变有很好的线性关系;静动力试验界面位移与土体应变关系线的斜率总体上静力试验结果高于动力试验值,线性关系的斜率变化范围不大     

现代矿物学的学科体系刍议

阐述了现代矿物学研究的技术方法、理论支持体系和基本特征 ,提出了现代矿物学的 4个一级分支和 2 1个二级分支 ,并介绍了各分支的主要研究内容以及生命矿物学和纳米矿物学的研究方向。     

垃圾填埋场复合衬垫剪切特性单剪试验研究

针对垃圾填埋工程中复合衬垫的界面抗剪特性,利用改进的叠环式单剪仪,对由砂土-无纺型土工布-土工网格-土工膜-夯实粘土组成复合衬垫进行了整体剪切试验研究。重点讨论了复合衬垫整体单剪试验的应力-位移曲线、相同剪切应力下各个界面的位移大小与变化特征和强度特性。研究结果表明：复合衬垫整体单剪试验的应力-位移曲线在低法向应力试验中没有呈现明显的软化特征,在高法向应力试验中有硬化现象;随法向应力增加剪切破坏面会发生转移;目前常用的把复合衬垫拆分为单个界面进行研究来确定最危险界面的方法不能够正确地反映填埋场中的复合衬垫在加载过程中的衬垫单元的实际受压变形情况和在剪切变形过程中最危险破坏面转移的情况;复合衬垫界面的抗剪强度包线呈现双曲线性质。     

秦岭卡林型金矿床金、砷地球化学探讨

讨论了秦岭卡林型金矿床中Ａｕ 、Ａｓ 的元素地球化学、矿物学特征。在含矿岩系中获得的Ａｕ、Ａｓ 等成矿元素初始含量较高,且主要集中在成岩黄铁矿中。在矿石样品中对含砷硫化物矿物的研究表明,Ａｕ 、Ａｓ 在矿物显微结构中具有强的正相关性。在大量金进入到硫化物结构之前,就已有［ＡｓＳ］３ － 的存在。在含砷硫化物矿物中,金多半以一种带电类型（Ａｕ３ ＋） 存在, 它很可能替代铁位置上的过剩砷, 以固溶体方式沉淀于硫化物矿物中。此时, 黄铁矿构成（Ａｕ３ ＋ ,Ｆｅ２ ＋）（［ＡｓＳ］３ － ［Ｓ２］２ － ）,毒砂构成（Ａｕ３ ＋ ,Ｆｅ２ ＋）（［ＡｓＳ］３ － ［ＡｓＳ］３ －） 。通过电子探针（ＥＭＰ） 和透射电镜（ＴＥＭ） 对秦岭卡林型金矿含砷硫化物矿物中金的赋存状态的研究表明,在金的成矿作用早期阶段, 金主要以固溶体形式优先富集于含砷黄铁矿和毒砂及砷黝铜矿之中,并且认为是以金的氧化和砷的还原的共沉淀方式发生的。在此之后的金成矿作用晚期阶段,由于热液蚀变和结晶作用程度的增高,寄主矿物耐熔性质相对降低,加之金本身的聚集能力,和因过量砷加入而造成的含砷硫化物矿物的晶格缺陷,致使已形成的固溶体金以“出溶”形式发生再分布,赋存于硫化物矿物晶粒     

早子沟金矿矿石质量特征、选矿试验研究及选别效果

本文依据早子沟金矿矿区勘查及选矿工艺矿物学研究资料,从金矿石的结构构造、矿石类型、矿物成分、金的赋存状态及其主要载体矿物的嵌布特征、共伴生组分等方面综述了矿石质量特征,重点分析了以上矿石质量特征要素对选矿的影响;简述了选矿试验研究的成果及选别效果。矿区矿石工艺类型属少硫化物微细粒浸染型含金矿石,金的赋存状态复杂,利用重选—浮选中矿再磨的重浮联合流程可获得较理想的选冶回收指标。     

青藏冻结粉土与混凝土基础接触面本构关系研究

土冻结过程中,冰胶结作用使周围土体颗粒与建（构）筑物基础联成一体,这种胶结力称为土与基础间的冻结强度,通常采用冻土沿物体（例如基础材料）表面的剪切强度来度量。因而,冻土与基础接触面的应力-应变关系及其强度特征是确定冻土区基础工程承载力、抗拔性能和分析构筑物与冻土相互作用的基础和关键。为了更好地服务于工程实际,通过大量的冻结粉土与混凝土基础接触面剪切试验,总结了冻土接触面的基本力学特征和受力变形规律。根据获取的剪应力-位移曲线和冻结粉土接触面强度变化规律,利用标准本构模型建模方法,建立了冻结粉土接触面应力-位移-温度本构方程。该模型可以较好地描述不同温度冻结粉土接触面应力-位移变化规律,并为冻土区构筑物受力和变形数值计算提供基础。