孔隙结构和水动力对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积特性的耦合影响

为了研究孔隙结构和水动力对悬浮颗粒在饱和多孔介质中沉积和迁移特性的影响,对天然硅粉（悬浮颗粒）和荧光素钠（示踪剂）在饱和多孔介质中的渗流迁移特性进行土柱试验,分别得到了5种不同渗流速度（0.033、0.066、0.132、0.199、0.265 cm/s）、两种不同多孔介质（石英砂和玻璃球）的悬浮颗粒和示踪剂全组合下的20条穿透曲线。根据试验结果,研究孔隙结构、渗流速度对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积过程中水动力作用机制、弥散效应、加速效应的影响。研究表明,悬浮颗粒的穿透曲线可以用一阶沉积动力学对流弥散方程的解析解来描述。随着渗流速度的增大,水动力学作用对颗粒出流浓度的影响越来越大,而孔隙结构的影响则相对减弱。同时,存在一个临界渗流速度值。当渗流速度超出该值时,悬浮颗粒迁移要快于示踪剂,而且临界渗流速度对于玻璃球和石英砂两种多孔介质是不同的;其次,在两种介质中,随渗流速度增大,弥散度增加,回收率和回收悬浮颗粒粒径增大,沉积系数先增大后减小。此外,在孔隙比相近的情况下,悬浮颗粒在玻璃球介质中的回收率要大于其在石英砂中的。可见,孔隙结构和渗流速度是影响饱和多孔介质中颗粒输运的重要因素,渗流速度越大,孔隙结构的作用越明显。     

东亚三次典型沙尘过程移动路径和特征

东亚地区沙尘移动路径主要有三条,即西北路径、偏西路径和偏北路径,利用CALIPSO卫星的Level 1和Level 2两级数据产品,对不同移动路径沙尘天气的沙尘在远距离传输过程中的空间特征进行对比研究。结果表明:西北和偏西路径沙尘天气过程中,沙尘气溶胶垂直分布高度较偏北路径沙尘天气高;偏西路径较西北路径的沙尘天气而言,污染性沙尘粒子有所增多;不同的沙尘源区和移动路径导致大气中气溶胶粒子类型占比不同;西北和偏西路径的沙尘退偏振比均值相近,表明这两次沙尘天气沙尘成分可能相同。     

隧道下穿既有结构物引起的地表沉降控制标准研究

解决好隧道下穿既有结构物引起的地表沉降问题,对城市地下交通和高速铁路的建设具有重要的意义。在调研国内大量隧道下穿开挖引起的地表沉降控制标准和方法的基础上,根据隧道下穿公路、铁路、隧道和建筑物时引起的地表沉降的不同特点,结合隧道的施工、开挖面积、埋深和工程地质条件等因素,对隧道下穿不同的结构物提出不同的控制沉降措施和建议沉降标准。作者认为,目前的隧道下穿引起的地表最大沉降控制标准是不合理的,沉降控制标准应综合考虑既有结构物的特点、地质条件和施工特点等因素。     

岩质顺层边坡的平面滑移破坏机制分析

沿岩层层面的平面滑动破坏是顺层边坡发生最多、规模很大的一种破坏模式,根据其顺层滑移的力学机制将平面破坏分为滑移-拉裂型和水力驱动型两种类型。根据平面刚体模型,给出了滑移-拉裂型滑坡的失稳判据,即滑坡的条件为边坡高度要大于临界高度。地下水在顺层边坡后缘张裂隙和滑动面形成的渗流通道中运动时,对滑体将产生3个方面的力学作用：张裂隙静水压力、滑动面扬压力和拖曳力。根据水力-驱动型滑坡的计算分析表明,边坡后缘张裂隙充水高度直接决定了3种水压力的大小,当张裂隙充水高度达到临界值后,边坡在水压力作用下发生滑移破坏。     

西宁盆地南部天然CO2泄漏和浅部含水层响应

CO₂地质封存是重要的CO₂减排技术之一, 其中泄漏风险评价是该技术实施的关键, 而天然CO₂泄漏研究是获取泄漏评价关键信息的重要手段。通过野外调查, 现场测量以及水样、气样和岩样的采集和测试, 分析了西宁盆地南部CO₂的来源、泄漏特征和其泄漏到浅部含水层后相关的响应规律。结果显示西宁盆地南部发现了多处天然CO₂泄漏, 包括高含CO₂的泉、废弃钻孔的间歇水气喷发和CO₂井喷等多种形式的泄漏显示, 以及与之伴随的较大范围的钙华。气体中CO₂占绝对含量, CO₂碳同位素介于-2.5‰~-0.4‰, 指示泄漏的CO₂来源于深部无机成因, 并通过深部断层泄漏进入浅部承压含水层, 与地下水一起径流、排泄或在浅部二次聚集。CO₂泄漏区域土壤222Rn浓度异常(超过9 000 Bq/m3), 这可作为识别隐伏泄漏通道的重要方法。地下水对CO₂的泄漏产生了明显的物理化学响应, 包括现象独特的井筒间歇喷发(喷发200 s和停止130 s), 地下水水化学特征的变化(比如pH值的降低(小于7), 电导、HCO_3-、Ca2+的升高和氧同位素的漂移), 以及地表大面积特征明显(比如气泡构造)和成分以方解石为主的钙华。该场地天然CO₂泄漏特征与美国Utah场地具有很高的相似性。研究成果不仅能为CO₂地质封存的泄漏风险评价提供天然类比知识, 而且还有助于了解地球深部地质活动。      

内蒙古武川县富龙金矿成矿地质特征及其找矿方向

本文通过对大青山富龙金矿地质特征的研究,提出了该区穹窿构造与断裂构造的双重控矿的金矿成矿机制,据此就区域内找矿前景进行了预测。     

盖层泥岩的渗透率－变形关系

许多能源与废弃物地下处置工程都需要良好的盖层。泥岩的渗透率极低,是最常见的地质盖层。渗透率及其变化是动态评价盖层密封性的重要指标,但对泥岩渗透率及其变化的测 量、估计比较困难且成本 较 高。建立了泥岩的孔隙度－变 形 关 系,结合前人关于泥岩的渗透率估计模型得到了渗透率 － 变 形 关 系,用以估计渗透率的演化,这些关系可以对实际工程应用提供指导。      

单井点和单排井点布置的真空降水现场试验及比较研究

研究单井点和单排井点真空降水条件下,地层中地下水水位和抽水流量,在重力场和真空压力场耦合作用下的变化过程,并进行比较分析。试验表明,对于单井点排水条件,随着真空负压力和抽水井深度的增大,水位的下降有一定增加,而离开抽水井点较远处的水位下降更为明显。单排井点布置条件下,随着抽水井深度和抽水井间距的增大,无论是抽水井点布置方向还是垂直于抽水井点布置方向的地下水位的下降深度将有明显增大,而沿抽水井布置方向的水位下降深度更为显著。此外,在多次反复降水条件下,后续降水过程中地下水位的下降速率将有增快的趋势。试验还表明,抽水井井口的负压力小于真空泵出水口处的负压力,损失量可达12.5%,因此,在进行真空降水设计时需要考虑出水管道的长度。     

城市生活垃圾生态填埋技术研究概况和进展

对城市生活垃圾生态填埋技术的发展概况及研究进展进行了综述,包括生态填埋技术的概念、意义、现状和发展趋势,并提出了目前该领域研究中需重点研究的课题和一些新的思路。     

内蒙古白乃庙铜矿白乃庙组变质安山岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年

白乃庙组由内蒙古二○八地质队于1960年开展"白乃庙铜矿普查"时创建,当时称白乃庙群,命名地点在四子王旗白乃庙铜矿。1991年,内蒙古自治区地质矿产局编写《内蒙古自治区区域地质志》时改称白乃庙组,其时代归属一直存在分歧。为进一步确定其形成时代,本文对下部层位含铜变质安山岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年。²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为452.1±2.8 Ma,是岩浆锆石结晶时代,表明安山岩形成于晚奥陶世。结合前人的研究成果,本文确定白乃庙组的沉积时限应在443—500 Ma之间(∈_3–O)。