反复入渗对重塑黄土渗透特性的影响

甘肃黑方台黄土经历长期的灌溉入渗破坏了其原生结构，改变了不同深度黄土的颗粒级配，影响了土体的力学性质。为研究反复灌溉入渗对坡体的影响，通过室内土柱渗透试验研究了反复入渗对甘肃黑方台黄土渗透特性的影响，并研究了渗透作用下黄土中细颗粒运移的规律与模式。研究表明:①水力梯度对渗透速率影响较小而干密度对渗透速率影响较大；随着入渗次数的增加，重塑黄土的渗透性能变弱；②黄土在渗流力的作用下，存在细颗粒沿渗流方向运移的现象，且细颗粒在土柱中上部聚集最多；③影响细颗粒运移的因素有:水力梯度、干密度和渗透次数；其中细颗粒的运移量与水力梯度、渗透次数呈正相关，与干密度呈负相关，且水力梯度是影响细颗粒运移的主要因素；④在渗透过程中，细颗粒运移堆积，最终填充土体内孔隙，导致黄土的渗透性下降。      

小江流域不同岩性风化物颗粒级配特征实验研究

松散固体物质的颗粒级配决定着它的结构和连接特征,影响着其力学性质,是影响泥石流起动的决定因素之一。以中国泥石流极为发育的小江流域为研究区,采集流域上、中、下游5个流域、9种岩石类型的48个随高程变化的风化产物样品及5个典型泥石流沟的堆积样品,采用筛析和激光粒度分析相结合的方法对各样品进行颗粒分析。选择与泥石流起动、运动密切相关的d_(50),C_u,C_c及粘粒含量4个指标构建指标体系,系统分析了各类岩性对于各项指标的差异规律,结果表明,对于各项指标,各类岩性风化物均差异显著,且随指标不同,其级配特征差异规律显著不同;5个典型流域泥石流堆积物在各项级配特征指标上均具有较好的一致性。d_(50),C_u,C_c及粘粒含量所构建的指标体系能较为客观、系统、合理的反应各风化产物的物理性质,可为基于风化物颗粒级配特征的泥石流对岩性的敏感性研究提供帮助。     

矿渣类颗粒介质结构对力链发展规律的影响

矿业活动产生的渣体是不规则颗粒介质,具有级配复杂、结构不稳定的特征,颗粒间通过力链传递应力。以典型铜矿渣为研究对象,借助CT扫描技术获得矿渣的颗粒结构形态,通过开展不同粗颗粒含量的平面压缩试验和数值模拟试验,得到宏观力学变形曲线及力链发展过程和颗粒结构变化,讨论颗粒结构和力链发展协同作用对宏观力学性质的影响机制,以及颗粒介质材料压缩发展规律。结果表明：矿渣类颗粒介质材料的力链发展方向与压力方向一致;矿渣宏观抗压性能随>5 mm粗颗粒含量的增加先增后减,在最优粗细颗粒配比50%处达到最大抗压强度;颗粒结构和力链间软硬结构存在显著的协同演化;压缩过程中内部存在快速压密、颗粒破碎和稳定压缩3个阶段。在矿渣堆填过程中,除控制其粗颗粒在最优级配外,保持均匀填筑和合理的压实使其进入稳定压缩阶段也非常重要。     

雅布赖盆地新河组砂岩颗粒包膜特征

根据铸体薄片和扫描电镜观察,研究雅布赖盆地新河组砂岩颗粒包膜的赋存状态,分析颗粒包膜的成因及其对物性的影响。结果表明:雅布赖盆地新河组砂岩颗粒包膜为伊利石膜和蛋白石膜。伊利石膜具有充填状和环边状两种赋存形式,充填状伊利石膜由沉积作用形成的团块状蒙皂石转化而来,环边状伊利石膜由沉积作用形成的环边状蒙皂石转化而来。蛋白石膜来源于长石和火山岩岩屑溶蚀提供的硅质流体,沉淀在次生石英加大、次生长石加大、方解石胶结物等颗粒表面。环边状黏土膜发育的粒间孔全充填方解石,SiO_2流体含量过高,胶结物发育的粒间孔适宜蛋白石微粒沉淀。自生矿物的形成取决于成岩环境,颗粒包膜不能抑制次生石英加大和方解石沉淀而保护孔隙。含油气沉积盆地砂岩中普遍发育颗粒包膜。该结果可为研究区优质储层分布规律研究提供参考。     

松嫩平原含水层沉积物特征及其对砷赋存态分布的影响

松嫩平原西部地区为中国砷中毒区域,含水层沉积物特征及砷赋存态对地下水砷迁移、转化的影响并不清楚。在对研究区高砷区与低砷区钻孔沉积物进行取样的基础上,运用激光粒度分析、Tessier五步提取法和Keon分步提取法分别确定了不同深度沉积物的粒度分布和不同赋存态砷含量,系统研究了沉积物的水力传导系数、不同赋存态砷的分布及其与高砷地下水形成的关系。结果表明:沉积物5种赋存态砷(包括可交换态、碳酸盐吸附态、铁/锰氧化物吸附态、有机物或硫化物吸附态和基质态)中,铁/锰氧化物吸附态砷含量最高,并且砷含量与铁、锰含量呈明显正相关性;高砷区钻孔沉积物铁/锰氧化物吸附态砷质量分数为(1.18~6.11)×10-6,低砷区为(0.67~2.60)×10-6;高砷区钻孔沉积物以粉砂、黏土为主,水力传导系数介于0.004~0.027m·d-1,低砷区钻孔沉积物以细砂、中砂为主,水力传导系数介于0.005~0.2m·d-1;沉积物中粉砂或黏土含量越多,则沉积物颗粒越小,其水力传导系数越低,各赋存态砷含量越高,因此,高砷区低水力传导系数有利于还原环境的形成。通过地下水的循环,高砷含水层沉积物的淋滤作用和铁/锰氧化物的还原性溶解形成了研究区高砷地下水。     

渗透作用下滑带细观结构演变特性

库岸滑坡受到库水升降作用影响,内部渗透压力会产生周期性的变化。动态渗透压力会导致滑带结构与强度产生劣化,进而影响滑坡整体稳定性。为揭示滑带在渗透作用下的结构演变特征,通过室内渗流试验结合CT扫描技术获取了黄土坡滑坡滑带在不同渗流条件下的细观结构特征,采用Avizo软件量化滑带细观结构参数,定量分析了不同渗透条件下滑带结构的演变规律。结果表明,滑带的渗透系数随渗流时长的增加而呈指数形式下降,且水力梯度越大最终试样的渗透系数越小;连续的CT重构图像显示渗流过程中部分黏土团聚体发生解体,大孔隙被附近的细颗粒逐渐充填,试样结构的宏观均一性增强;统计数据表明滑带土的表观孔隙率由5%下降到了1%,等效直径小于80μm的孔隙占比随渗流时长的增加而增多,而等效直径大于80μm的孔隙占比随渗流时长的增加而减少。结果证明周期性渗透作用会影响滑带内孔隙结构的分布特征,细观上表现为大孔隙被小颗粒充填,导致渗流通道变得细长而弯曲,孔隙的有效连通性被削弱,宏观上表现为渗透系数随渗流时长的增加而降低。     

玛西斜坡区百口泉组储层孔隙结构特征及控制因素分析

以近源粗粒扇三角洲为研究对象,根据铸体薄片观察与扫描电镜图像分析,结合压汞测试特征分析与岩心精细观察描述,识别准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡区下三叠统百口泉组砂砾岩储层孔隙喉道类型,拟合孔隙结构渗流系数,划分孔隙结构类型,分析孔隙结构的控制因素.结果表明:粒内溶孔、残余粒间孔、微裂隙及晶间孔是研究区的主要孔隙类型;渗流通道以片状喉道为主;百一段结构渗流系数较大,主要发育Ⅰ类和Ⅱa类孔隙结构,储集性能最好,百二段的次之,百三段的较差;研究区储层原生孔隙结构主要受岩相控制,优质孔隙结构主要发育于槽状交错层理砾岩相和同级颗粒支撑砾岩相;研究区储层处于中成岩阶段B,压实作用和溶蚀作用分别为破坏和建设储层孔隙结构后生变化的主要成岩作用.该研究结果为预测研究区有利储层分布、下一步勘探部署提供地质依据.     

森林火灾对岩土体物理力学特性的影响

2020年3月30日四川省西昌市森林火灾发生后,该地区的地质灾害显著增多,火灾对表层土壤产生一定影响,但目前对火灾影响土壤的物理力学性质的机制及致灾特征研究尚浅。以未遭受火灾区域和遭受火灾区域的表层土样为研究对象,进行了总有机碳、颗粒级配和X射线衍射分析,并结合室内相关力学试验研究了火灾前后土样的黏土矿物含量及力学强度特性。试验结果表明：(1)火灾发生后土壤有机质含量降低,导致不稳定的无机土壤裸露;土壤团粒结构稳定性降低,土壤中细小颗粒含量增高,细小颗粒容易阻塞土壤表层孔隙,不利于雨水或地面径流的下渗;(2)火灾的高温过程使得土壤中黏土矿物含量变化,高岭石(Kao)相对含量减少了10%,伊利石/蛭石混层增加了1%,伊利石(It)减少了20%,蛭石(V)增加了29%,变化最为明显;(3)火灾发生后土壤黏聚力(c)、内摩擦角(Φ)明显衰减,应变软化现象更为明显,这是土壤黏土矿物含量的变化,即蛭石矿物含量增高导致的。森林火灾会从颗粒粒径,矿物含量和强度参数3个方面显著影响土壤的物理力学性质,从而导致火烧迹地遭受泥石流、滑坡等地质灾害的风险增加。     

莱州湾早全新世高黏粒软土工程地质特征及岩相古地理

依据工程地质调查、土工试验、~(14)C测年及古生物鉴定,从莱州湾滨海地区的早全新世高黏粒软土中识别出3种古地理沉积环境。分析发现,软土黏粒含量高、呈暗色调,属埋藏型。颗粒级配、压缩模量等物理力学指标差异则指示了同期异相沉积软土的工程地质特征。采取Q型聚类分析,将莱州湾早全新世高黏粒软土划分为下三角洲相沉积软土、潮平相沉积软土、湖沼相沉积软土。通过统计分析,掌握了滨海区软土工程地质特性,为合理选取土工试验参数提供沉积学依据,为合理利用天然地基提供参考。     

基于室内大型剪切试验及工程地质类比法的弃渣场抗剪强度参数综合取值与稳定性研究

目前工程实践中弃渣场抗剪强度参数主要采用工程地质类比法进行取值, 参数误差较大, 有必要采用多种方法对弃渣场抗剪强度参数进行综合取值研究。以某公路弃渣场为工程实例, 通过室内颗分试验确定弃渣场弃渣的颗粒级配, 在此基础上采用室内大型剪切试验及工程地质类比法综合确定该弃渣的抗剪强度参数, 并以此参数计算弃渣体的稳定性。计算结果表明, 弃渣体在天然工况条件下稳定性系数为1.369, 在暴雨工况条件下稳定性系数为1.083, 弃渣场在计算工况条件下处于基本稳定-稳定状态, 与现场巡查及监测结果基本一致。说明该弃渣抗剪强度参数取值比较合理准确, 可为公路弃渣场参数取值提供参考。