市政污泥真空预压模型试验研究

《城镇污水处理厂污泥处理处置技术规范》[1]执行前,市政污泥往往直接倾倒于填埋场形成污泥库,导致垃圾设计库容显著降低。为恢复填埋场库容,许多填埋场面临污泥库的原位加固处理。通过2组模型试验,探讨真空预压处理污泥的可行性。试验结果表明,真空预压后污泥含水率显著降低,强度提高至2~4 kPa;污泥排水固结系数随预压过程发展表现出非线性;排水板周围污泥含水率和渗透系数降低明显,阻碍离排水板较远处污泥排水固结,因此减少排水板间距可显著提高污泥处理效果;真空预压过程中污泥中孔压变化规律与常规淤泥质土有明显区别,特别是远离排水板的位置孔压消散幅度小,表明污泥中孔压消散规律不符合传统的太沙基固结理论;污泥真空预压过程中,间歇式通正气压会在处理初期阶段加快排水速率,但整体改善作用不明显;真空预压可作为污泥减量化的一种途径,如要满足后续堆载垃圾的要求,还需配合其他原位处理方法进一步提高强度。     

自适应锚索锚固岩质边坡地震动力响应分析

强震作用下常规锚索往往会因材料变形能力不足导致应力过载而被拉断,一旦锚索失效将直接危及整个锚固结构的安全。为研究自适应锚索的动力响应规律以及在自适应锚索支护下锚固边坡的动力特性,以新型抗震锚索为原型,设计自适应锚索锚固岩质边坡试验模型,并利用振动台试验系统对试验模型进行加载。试验中采用正弦波、天津波、EI波以及Taft波等4种地震波进行研究,监测锚索的应变和边坡动力响应。结果表明：锚索的轴力和地震波幅值、类型、地震激励频率等因素密切相关;锚固边坡坡面加速度及位移沿边坡高程均有不同程度的放大,相对于无锚索支护边坡,锚固边坡坡面加速度和位移峰值均有减小;自适应锚索随着预设滑移恒阻力的不同,锚索会产生不滑移、瞬间滑移、逐步滑移3种工况,对应的锚索应变时程曲线和锚固边坡动力安全系数时程具有显著不同的特征;自适应锚索滑移工况下,滑体的安全系数虽然有局部减小的阶段,但是锚固结构的安全储备较大,可适应边坡大变形和瞬态冲击荷载的作用。试验结果可为强震区路堑边坡的支护和自适应锚索抗震设计提供一定参考。     

帽峰山地区典型小流域主要森林类型土壤渗透性

采集帽峰山地区典型小流域主要林地类型(青冈林、毛竹林、凤尾竹林、桉树林)原状土样进行土壤剖面(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm)渗透系数及其相关因子的实验研究,结果表明:各种林地类型土壤渗透系数在剖面上均表现出从上到下递减的特点,毛竹、青冈、凤尾竹、桉树林的土壤剖面渗透系数变化范围分别为13.64~4.91、10.49~3.63、8.16~2.96、7.92~3.71 m/d。由于20~40 cm、40~60 cm土层渗透系数差异性相对较小,土壤渗透性剖面可简化为上、下两个亚层,上部亚层渗透系数是下部亚层的1.89~2.42倍。各种林地类型土壤渗透系数与孔隙度、根密度呈正相关,与干容重呈负相关,与根径关系相关性方向具有不确定性。不同林地类型土壤渗透系数与干容重、根密度、根径之间的相关程度存在较大差异,但均表现出与孔隙度之间存在良好相关性。     

钦-杭成矿带主要金属矿床成矿系列

钦-杭成矿带是华南地区最重要的Cu-Pb-Zn-Au、W-Sn-Bi-Mo和Fe-Mn-S多金属成矿带。在前人工作基础上,根据矿床的成因组合、形成构造环境及其随地质历史演化的特点,将钦-杭成矿带主要金属矿床归纳为中新元古代海底喷流沉积型铜多金属矿床、新元古代海相沉积-变质型铁锰矿床、古生代海相沉积-叠生改造型铜铅锌铁锰矿床、加里东期与花岗岩类有关的钨钼金银多金属矿床、印支期与花岗岩类有关的钨锡铌钽铀多金属矿床、燕山期与花岗岩类有关的铜铅锌金钨锡多金属矿床、与区域动力变质热液作用有关的金银矿床等7个矿床成矿系列。进而讨论了各成矿系列的主要矿床类型、矿床地质特征和时空分布规律,初步认为,中新元古代海底喷流沉积型块状硫化物铜多金属矿床与大陆边缘岛弧火山作用有关,主要分布于扬子陆块东南缘和华夏陆块西北缘古岛弧褶皱区;新元古代受变质铁锰矿床与大陆裂谷火山作用有关,并经受了后期区域变质、热变质作用的改造,主要分布于加里东期隆起区;古生代层控型铜铅锌铁锰矿床与海底热水沉积成矿作用有关,且不同程度地受到后期岩浆-热液活动的叠加改造,主要分布于海西—印支期坳陷区与隆起区的过渡部位;加里东期斑岩-夕卡岩-热液脉型钨钼金银多金属矿床与奥陶纪末—志留纪陆内造山作用有关,主要分布于加里东期隆起区;印支期斑岩-夕卡岩-热液脉型钨锡铌钽铀多金属矿床与印支板块向华南板块的俯冲碰撞有关,成矿作用发生在后碰撞伸展阶段,主要分布于海西—印支期隆起区边缘;燕山期斑岩-夕卡岩-热液脉型铜铅锌金钨锡多金属矿床与岩石圈伸展引起的玄武岩底侵作用有关,广泛分布于海西—印支期拗陷区或中生代盆地边缘;与区域动力变质热液作用有关的金银矿床成矿系列,与印支—燕山期大规模的逆冲推覆作用有关,主要发育于钦-杭结合带两侧古陆边缘。     

苏北盆地建湖隆起碳酸盐岩储层中的硫酸盐型热矿水成因

碳酸盐岩储层中的硫酸盐型热矿水是宝贵的旅游疗养资源。我国苏北盆地北部分布有丰富的热矿水,其中,盱眙县的一口热水井的单井流量达到3 616t·d-1,矿化度(TDS)达到4g·L-1,温度为53.5℃,为优质硫酸盐型热矿水。采用水化学和同位素方法,结合钻孔地质资料,研究了其形成机理。该地区热矿水的SO2-4离子含量较高,部分热矿水的阴离子中SO2-4离子占主导,成为硫酸盐型水。热水的氢氧稳定同位素(δ2 H、δ18 O)值证明了其来源于大气降水。建湖隆起存在石膏层,主要分布在白垩系浦口组,该组属盐湖相沉积,发育大范围的含膏质泥岩,其中石膏、硬石膏含量较多。根据水样的Sr/Ca摩尔比,该区热水中的硫酸盐来源于石膏的溶解。基于碳酸盐岩热水的pH值和SI值、14 C含量等数据的分析,排除了硫酸盐型热矿水的形成与金属矿的风化或氧化的关系,认为是石膏或硬石膏溶解形成。     

巴东组紫红色泥岩三轴压缩试验及本构模型研究

采用MTS压力试验系统对巴东组紫红色泥岩进行了4个不同级别围压的三轴压缩试验和单轴试验。得到了巴东组紫红色泥岩在这5个围压下的全应力-应变曲线。根据试验结果,把全应力-应变曲线分为4个主要阶段,并分析了屈服强度、峰值强度、残余强度随围压的变化规律,结果表明,它们与围压成线性增大关系,满足库伦-莫尔强度准则。同时,根据试验曲线,利用双线性-线性软化-残余理想塑性模型来模拟巴东组紫红色泥岩,并给出了每一段的本构方程,确定了相关参数,可供类似的工程参考。     

水力压裂脉冲频率对煤岩预制孔密封效果影响

脉冲水力压裂技术是改造低渗储层的一种重要手段,通过水楔效应和脉冲疲劳损伤双重作用沟通裂隙网络,提高低渗储层导流能力。在脉冲水力压裂室内试验中,试样中预制孔的密封问题是决定水力压裂试验成败的关键,而起裂压力又是评价脉冲封孔段密封效果的重要指标。通过煤岩脉冲水力压裂室内试验,建立了封孔段薄弱结合面与煤岩基体力学性质的关联,研究不同频率对煤岩起裂压力的影响,最终拟合相关数据得到：基于煤岩脉冲作用下起裂压力的预制孔封孔压力经验公式。研究结果为脉冲水力压裂室内试验的试样预制孔密封提供依据。     

陕北府谷矿区煤炭资源清洁利用潜势及方式探讨

为了厘清陕北府谷矿区煤炭资源的清洁潜势、探究其更加清洁高效利用的可能性,在整理分析相关煤炭勘查资料的基础上,通过对矿区主采煤层样品进行系统煤质分析、煤岩组分鉴定、微量元素测试以及相应的对比分析,以探讨其清洁高效利用潜势及途径。结果表明：府谷矿区煤具有中高灰、低硫、高挥发分、高氢碳原子比、低有害元素、富惰质组分等特点,较高的灰分是府谷矿区煤清洁利用的最主要障碍。经对比评价,府谷矿区原煤洁净等级为Ⅲ级,浮煤为Ⅱ级。低热演化程度、高挥发分、高氢碳原子比的特点使其在煤炭直接液化利用方面具有较大的优势,浮煤直接液化利用是府谷矿区煤炭资源清洁高效利用的选择之一。     

南极南设得兰群岛海域地质新进展:“海洋六号”南极科考初步成果

2016—2017年跨年度执行的中国第33次南极科考“海洋六号”航次, 首次获取了南极半岛南设得兰群岛北部海域、布兰斯菲尔德海峡以及欺骗岛三个区域的17 850 km2范围内多波束全覆盖高精度水深数据, 地形分辨率高于目前公开的国际数据。多道地震结果显示调查区多处存在天然气水合物地球物理标志BSR。地热测量热流值表明南设得兰群岛以北热流值与全球海洋热流值数据吻合, 不存在明显异常, 群岛以南热流值数据偏高。沉积物样品为典型的冰海沉积物, 在南设得兰群岛与南设得兰海沟之间, 沉积物以粉砂-砂为主, 夹杂砾石, 随水深增加, 沉积物粒径变细; 而在布兰斯菲尔德海区表层沉积物分布具有不对称性, 海槽南部陆架-上陆坡以及海槽东北和相邻陆架, 沉积物以砾石、砂质为主; 海槽和下陆坡为粉砂质硅质软泥。沉积物顶空气样品现场测试结果表明, 表层沉积物50 cm左右深度内的甲烷含量没有明显的差异性, 但在岛坡深水区两个测站甲烷含量在270 cm 左右深度时都存在局部高异常, 且两者总甲烷含量的变化趋势有一定的相似性, 可能与水合物分解迁移有关。     

滇西大平掌铜多金属矿地球物理特征及异常模型

大平掌铜多金属矿是滇西典型的火山喷流沉积矿床。总结了矿区电性特征,激电中梯异常、激电测深异常、高频大地电磁法(EH-4)异常及瞬变电磁法(TEM)异常特征,结合矿床地质特征,建立大平掌矿床物探异常模型,以期指导矿区深部和外围同类矿床找矿工作。