传感光纤-砂土界面力学性质的试验研究

近年来分布式光纤感测技术在岩土与地质工程领域的应用研究已成为一个研究热点,但工程实践表明,埋入式传感光纤与被测岩土体之间的变形协调性会对监测结果产生显著的影响,该问题一直制约着光纤感测技术在工程监测中的推广。本文通过一系列室内拉拔试验,对比了3种预埋于砂土中的单模光纤在不同上覆压力的作用下的拉拔力-拉拔位移曲线,并建立了一个用于描述光纤-砂土界面力学性质的三段式的拉拔模型,分析峰值拉拔力、残余拉拔力、有效拉拔位移和残余拉拔位移4个参数在不同上覆压力作用下的变化情况。分析结果揭示传感光纤-砂土界面的力学特性和应力传递规律,为分布式光纤传感技术在岩土体变形监测中的应用,尤其在变形监测光纤的选用标准方面,提供了参考依据。     

地质和岩土工程光电传感监测研究新进展——第六届OSMG国际论坛综述

第六届地质(岩土)工程光电传感监测国际论坛于2017年11月3~5日在南京大学顺利召开。本届论坛主题为"基础设施监测技术前沿及应用",共设置了35场特邀报告,来自近20个国家和地区的350余位代表参会。本届论坛显示,近几年来国内外地质和岩土工程光电传感监测领域的研究工作又取得了很多新进展:(1)光电感测解调技术不断成熟和完善,监测信噪比、空间分辨率等指标也突飞猛进;(2)国际上出现了一系列适用于地质与岩土工程监测的新型光电传感器,如聚合物光纤土工织物等;(3)光电传感器及其监测系统成为保障隧道、堤坝、核电站、桥梁等基础设施安全运营的有力工具,为这些设施的健康状态诊断和损伤识别提供了数据支撑;(4)光电传感监测技术在地质灾害监测预警中扮演了越来越重要的角色。未来的研究热点主要集中于3个方面:(1)高性价比的分布式光纤传感解调技术的研发;(2)匹配地质和岩土工程监测需求的新型光纤传感器及其布设工艺的研发;(3)基于人工智能的监测数据处理和灾害预警系统的开发。     

羌塘盆地新构造活动与环境地质效应

本文将羌塘盆地新生代构造运动划分为三个阶段:古近纪为剥蚀、夷平和地壳加厚阶段;中新世为强烈挤压、褶皱阶段;上新世-全新世为高原缓慢整体抬升阶段。羌塘盆地的环境变迁和地质灾害与新生代构造活动密切相关。本区的强烈隆起、半荒漠化、沙尘暴、山洪、泥石流、冰川崩塌和雪崩、地震等均受新构造活动控制。     

江西信江盆地罗塘凹陷膏盐微量元素地球化学特征

江西信江盆地罗塘凹陷发育一套晚白垩世周田组暗色泥岩与膏盐岩互层沉积,为了解膏盐岩成因,综合利用钻井资 料和地球化学分析手段进行研究。结果表明,研究区膏盐岩主要发育在周田组二、三、四段,岩性为含钙石膏泥岩和泥质 石膏岩,其次为（硬） 石膏岩。稀土和微量元素地球化学特征揭示了膏盐岩与围岩的物源均来自陆源,而非深部卤水。膏 盐岩具有早期高水位浅水区和晚期低水位深水区两种沉积模式。早期高水位浅水区沉积模式主要分布在盆地边缘,沉积了 紫红色含钙质结核泥岩夹膏盐岩;晚期低水位深水区沉积模式主要分布在盆地中心,发育了膏盐岩与暗色泥岩互层沉积, 并组成多个盐韵律。平面上由盆地边缘到中心依次沉积了碳酸盐岩、膏盐岩类的典型蒸发岩序列。     

基于主动加热光纤法的冻土相变温度场特征分析

冻土温度场分析对于冻土特性研究及冻土地区工程建设具有重要的作用,而冰水相变所产生的相变潜热大大增加了冻土温度场分析的复杂性。针对该问题,基于线热源模型和冻土传热基本理论,在考虑未冻水和相变潜热的情况下计算了冻土导热系数、体积热容和相变热容,分析其与测量初始温度的关系;在分析结果的基础上,对冻土含冰量的光纤测量技术进行了理论修正。基于主动加热光纤（AHFO）法,开展了一系列室内验证试验:在恒定的加热功率和时间下,采用自主研发的光纤光栅（FBG）刚玉管传感器,对同一初始含水量的冻土试样进行温度监测。结果表明:在本文试验条件下,FBG刚玉管传感器的影响半径小于5 cm,可以忽略边界效应;传感器所测温度增量与时间对数线性关系良好,主动加热对于冻土导热系数影响较小,线源模型适用于冻土导热系数测量;冻土导热系数与试验初始温度呈线性增长关系;在初始温度低于-6 ℃时,相变热容趋于稳定;在-6~0 ℃时,相变热容随温度升高逐渐增大,且变化趋势愈渐强烈;当初始温度高于-5 ℃时,相变热容甚至大于冻土自身的体积热容。相关结论为进一步提高冻土含冰量测试技术的精度提供了参考。     

冰川区不同气温估算方法评估 ——以藏东南帕隆4号冰川为例

冰川作为地表特殊的下垫面,冰川区内气温明显低于同高度非冰川区大气温度。如何利用低海拔非冰川区观测资料精确估算高海拔冰川区气温,直接关系着青藏高原冰川消融估算及其水文效应的评估。利用架设在藏东南帕隆藏布4号冰川不同高度带的四台自动气象站资料,分析了冰川区与非冰川区气温的波动特征,评估了迄今为止通用的线性递推模型（DT模型）、分段拟合模型（SM模型）和简化热力学模型（GB模型）三种方法在藏东南冰川区气温估算方面的应用效果。对比研究发现：SM模型在帕隆4号冰川上的模拟效果最为理想且操作相对简单;传统DT模型在消融区存在严重的高估,帕隆4号冰川表面夏季（6-8月）正积温的高估比例接近39%;GB模型由于受到诸如冰川风边界层厚度等不确定性的影响,降低了大范围温度估算的可操作性。     

地下河系统水动态监测网络优化对比分析:以桂林海洋-寨底地下河系统为例

基于我国南方地区岩溶发育极不均匀、水位水质动态变化快的特点,通过对信息熵法和防污性能法所得结果的对比,分析在缺少系列监测资料条件下,利用岩溶水系统防污性能评价结果快速布设地下河系统水动态监测网的可行性及其布设原则。根据防污性能评价结果,结合水循环特征,桂林海洋-寨底地下河系统水动态监测网需由17个监测站组成;采用信息熵法对现有35个监测站进行优化后,认为只需要12个监测站就可组成最优监测网,但这12个监测站点与采用防污性能评价法得到的点位完全重合,且均位于防污性能差的地区。对比分析认为,以地下水系统防污性能评价结果布设地下水动态监测网是可行性的,因为岩溶发育区既是防污性能差的地区,也是地下水动态变化快的地区,能充分反映地下河系统水质水量变化。采用防污性能评价法布设地下水动态监测网时,需要充分认识和了解地下河系统水文地质条件和地下河管道结构特征,且需要遵循以下原则:(1)在岩溶发育相对较弱的系统中部(基本上不存在防污性能差的地区)不设置监测站点;(2)在距离地下河出口较近的岩溶发育区内(即防污性能差的地区)监测站点可由地下河出口替代;(3)对于多支管道系统,岩溶发育相对较弱且距离较短的小型支管道上可以不布设监测站,由支管道与主管道交汇处的监测站代替。     

山西榆社盆地新近系马会组砾岩层砾组特征及其地质意义

通过对山西榆社盆地新近系中新统马会组砾岩层的分布特征、剖面特征和砾组特征分析,结合盆地内部和四周山区的岩性特征分析,阐述了砾岩层本身的性质、成因、来源和搬运方式等,探讨砾石沉积时盆地的水动力条件、气候环境、地貌特征和构造条件等。研究表明,马会组砾岩层为榆社盆地新近纪河湖相沉积的底砾岩,其中所含的3层砾岩在成因、来源、搬运和沉积环境上具有较好的一致性。马会组砾岩层为多期次、多来源、非稳定的冲湖积成因,为湖泊水进期的沉积物,指示干冷向温湿转变的气候环境;砾石的主要来源是盆地内部的基底地层及其东缘、北缘和西缘的山区;砾石遭受了较强的物理化学作用,还存在一定的生物作用;含量较少的花岗岩砾石经受了较长距离的搬运,其他岩性砾石经受了近—中距离的搬运。榆社盆地为喜马拉雅运动二幕晋东地区山地相对抬升形成的山间盆地,砾石沉积时已形成了中间低、四周高的盆地雏形。     

东秦岭古生代蛇绿岩套

长期以来,地质学家们认为东秦岭地区是中国两大古陆边缘交接的重要构造域。一九七三年李春昱先生就曾预测该域内可能存在着蛇绿岩套。其后,长春地质学院秦岭队在东秦岭的五年工作中,陆续发现了有关蛇绿岩套的一些线索。在撰写《中国东秦岭变质地质》一书时,曾对蛇绿岩套在本区的存在提出了初步意见,但未作专门性的讨论。旨在引起地质学家研究秦岭地质时对此问题的兴趣和关注,现成此文,以供参考。     

某农药化工企业密集区地下水污染评价

通过分析研究某农药化工企业密集区地下水水质及污染状况,按照国家有关标准,采用单指标评价法和内梅罗指数法对地下水的质量进行评价。评价结果显示：该区域地下水水质普遍较差,大部分为Ⅳ类及Ⅴ类水质,已不适于饮用。然后对该区域地下水污染进行评价,结果显示地下水有机和无机污染严重,并形成了以某农药化工企业为污染源并沿岩溶地下水流向的一个卤代烃类有机物污染羽,这表明造成该研究区岩溶地下水污染的主要污染源为某农药化工企业。最后根据评价结果,提出相应的控制地下水污染的建议和措施,为该地区制定地下水开发利用规划提供科学依据。