黄河三角洲粉质土海床临界起动切应力影响因素研究

在黄河口潮滩和室内环形土槽模拟新沉积的海床土体,观测固结过程中沉积物临界起动切应力的变化及对应的土体重度、含水率、贯入阻力、剪切强度指标值的变化,分析黄河三角洲粉质类土临界起动切应力的影响因素与变化规律。研究发现：黄河三角洲粉土的临界起动切应力与重度、贯入阻力和抗剪强度之间呈正相关关系,而与含水率呈负相关关系,并且与干密度、抗剪强度之间具有非常好的定量关系。将黄河三角洲粉土临界侵蚀切应力的试验结果与其他学者建立的计算公式进行了比较,发现在固结开始试验与计算结果间的吻合性较好,随着固结时间差异性变大,表现出黄河口粉质土的独特性。     

基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用

岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率较高的全局优化算法,以测点的实测值与计算值建立一种新的评价函数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,用混合罚函数法将约束问题变为无约束问题,构建了一种新的目标函数,将有限元程序ABAQUS作为一个模块嵌入到优化算法程序中,编制了有限元优化反演分析程序。并给出了应用实例验证了该法的有效性和实用性,是一种可行的参数反演方法,可应用于实际工程中复杂岩土介质初始应力场反演、渗流场以及位移反分析     

高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机研究

隧道工程二次衬砌施作时机是隧道界普遍关注的问题。依托正在修建的郑州-西安铁路客运专线大断面黄土隧道工程,以围岩及初期支护基本稳定速率作为二次衬砌施作时机判定指标,采用位移断面监测数据回归分析和数值分析相结合,建立基本稳定速率的理论求解方法,从而确定二次衬砌施作时机;同时,选取贺家庄隧道试验段作为工程实例,对高速铁路大断面黄土隧道二次衬砌施作时机进行研究。研究结果表明：当拱顶下沉变形速率值小于0.55 mm/d,边墙水平绝对收敛速率值小于0.11 mm/d时,即可进行二次衬砌施作。此次研究为类似工程的设计和施工提供了参考依据。     

高承台钢管桩受压稳定性的试验研究和数值分析

利用微型钢管桩进行基础托换是既有建筑物地下增层改造的有效方法。钢管桩的下端插入到混凝土桩头内,上端与托换承台相连,桩四周的土方开挖后稳定性降低,其受压极限承载力无法按现行规范求出。分别用1:2模型试验和非线性屈曲数值分析的方法得到了钢管桩顶部受压的应力分布和极限承载力,并进一步确定出其计算长度系数和受压稳定性系数。用模型试验求得钢管桩受压稳定性的计算长度系数为0.616,数值分析的结果为0.683,此时钢管处于底端固定、顶端铰接的约束状态。用数值分析得到的钢管桩受压极限承载力偏安全,可为工程设计提供参考     

饱和砂土液化特性的可视化试验研究

针对目前散粒体液化细观机制研究的局限性,对C.K.C型动态三轴仪进行改进,研制了可用于研究散粒体细观组构特征的动三轴可视化试验系统。利用该系统对循环荷载作用下标准砂的颗粒运动规律及细观组构特征进行初步探讨,从颗粒的运动规律、定向性、配位数和孔隙率等细观角度分析了循环荷载作用下饱和砂土发生液化的细观机制,认为液化的发生是土体在循环荷载作用下颗粒不断运动、重新排列的结果,指出颗粒长轴方向、配位数和孔隙率等细观组构参量是反映循环荷载作用下饱和砂土液化宏观响应的重要参量     

青藏块体东北缘跨断层形变典型震例总结与预测判据指标分析

针对青藏块体东北缘跨断层监测区及周边发生的5.8级以上地震, 结合以往研究结果, 对跨断层资料进行了重新梳理, 重点分析了1995年永登5.8级、 2000年景泰5.9级、 2003年民乐—山丹6.1级和2013年岷县漳县6.6级地震前出现的跨断层形变异常。 结果表明: 这4次典型地震前出现的跨断层异常数量较多, 为13~23项不等; 分布范围较广, 震中距在600 km范围内, 相对集中出现在300 km左右范围内, 也有近震区异常; 异常特征以逆断加速、 趋势转折、 活动加剧、 突跳、 大幅变化等为主; 震前2~3年或稍长时间开始出现异常, 震前半年至1年半时段异常集中出现, 具有中期背景或短期前兆意义, 异常空间分布有向震中区汇聚迁移的特征。     

四川盆地中南部地区洗象池群沉积旋回的碳氧同位素特征及地质意义

摘要：四川盆地中南部地区寒武系洗象池群碳酸盐岩的碳、氧同位素组成受后期成岩作用影响较小,基本保留了原始海洋的同位素组成,根据该地区采集的88个碳、氧同位素数据,研究、讨论了中上寒武统碳酸盐岩不同尺度沉积旋回中的碳氧同位素组成、演化及地质意义。研究表明,四川盆地寒武系洗象池群由下至上的地层序列中,碳、氧同位素具有明显的旋回性演化特征：其δ13C值变化于－56‰～3247‰之间,均值为-0979‰,绝大多数的样品都在-2‰～2‰的区间震荡,δ18O值分布于-111‰～-52‰之间,均值为-6934‰,主要集中在－9‰～-6‰的范围内波动。通过对不同尺度沉积旋回碳、氧同位素数据分析研究,认为在体系域尺度沉积旋回中控制碳氧同位素组成特征的主因是海平面变化,在米级旋回中主要受高频海平面变化、古气候、古构造等多方面叠加的影响;通过对碳、氧同位素数据分析研究,首次明确了该地区芙蓉统的底界,为地层的划分对比提供了有力证据;洗象池群早期和中期经历了短暂而快速的海侵后进入缓慢的海退,在晚期缓慢海侵后的快速海退,碳同位素组成反映的海平面变化趋势与沉积相演化一致。     

中国西北某煤化工区土壤中砷的人体健康风险及其安全阈值

本研究对中国西北某大型煤化工区的土壤样品进行采集。通过密闭消解后应用ICP CCT MS法对土壤样品中砷（As）含量进行测定,选取吸入土壤颗粒、皮肤接触、经口摄入3种主要的暴露途径,对煤化工区3个不同煤气化单元土壤中As的人体健康风险进行评价。结果表明,煤化工区土壤中As的单物质综合致癌风险为可接受水平的6~9倍,As的危害商则在可接受水平范围之内。煤化工区土壤中As的人体健康风险以经口摄入为主体暴露途径,该途径下致癌风险的贡献率占全部致癌风险的68.64%。在对各暴露途径致癌风险控制值计算的基础上选择致癌风险贡献率最高、控制值最低的经口摄入途径的控制值1.59 mg/kg作为该煤化工区土壤中As的参考安全阈值。结合中国煤化工行业发展特点、区域土壤中As的背景值水平、地区气候和地质特点等,考虑不同国家和地区As的人体健康风险可接受水平差异和可行性,才能综合确定特定煤化工区域土壤环境中As的安全阈值。     

柴达木盆地东部石炭系页岩气储层渗流特征研究

页岩气是一种潜在资源量巨大的非常规天然气资源,页岩气藏具有多尺度的孔渗结构及多种渗流形态,研究页岩气藏储渗特征能够为页岩气的勘探开发提供理论支撑。该研究选取了柴达木盆地东部石炭系克鲁克组与怀头他拉组的页岩钻井岩心共5个样品,应用氩离子抛光扫描电镜实验与孔径分布测试(包括压汞法、氮气吸附法、二氧化碳吸附法)对页岩的孔隙结构特征进行定性定量测试。基于页岩气质量流量渗流模型,给出页岩表观渗透率与平均压力的关系。通过甲烷渗流模拟实验测定页岩的表观渗透率。从表观渗透率随平均压力的变化特征出发,分析页岩储层中的气体渗流规律。研究结果表明：页岩气的渗流形态包括滑脱流、扩散流及达西流。在低压情况下,渗透率低的页岩中以扩散流为主,其次为滑脱流。随渗透率的增大,渗流主要形式转变为滑脱流。当压力大于2 MPa时渗流形态以达西流为主,滑脱与扩散行为不明显。研究区内页岩微孔与中孔发育较多,达西渗透率与大孔的孔隙体积相关性较大,扩散流对表观渗透率的贡献与50 nm以下的孔隙孔体积比例有一定的相关性。低压下扩散流对表观渗透率的贡献较大,扩散流是一种非常重要的页岩气运移形式。     

基于DEM的内蒙古狼山地貌参数提取及其构造抬升的差异性分析

基于30 m分辨率DEM数据, 利用ArcGIS10.0对内蒙古狼山东南坡河流流域地貌参数进行提取, 精确计算了其中15条规模较大的北西—南东向河流的面积-高程积分值(HI), 并据此对河流发育阶段以及构造运动进行分析。研究结果显示有8条河流的HI值处于0.3~0.6之间, 属于河流发展的壮年阶段; 7条河流的HI值大于0.6, 为幼年期, 未出现老年期河流。狼山西南部河流河谷V1—V14的HI值变化平缓, 波动幅度不大, 构造运动呈现出先增强后减弱的态势; 中北部河流V14—V22的HI值变化较剧烈, 尤其是V14—V19, 呈明显上升趋势, 河流受侵蚀后残存体积增多, 构造运动活跃性下降; V19以北HI值持续下降, 其构造运动的活跃性增加。由此认为狼山从西南到东北总体呈现增强—减弱—增强的差异性运动状态, 该结论与前人所做山前构造地貌研究结果较为一致。