高强复合玻璃纤维加固RC梁疲劳性能研究

现有桥梁中有一部分需要进行加固,而采用高强复合玻璃纤维进行加固在国内尚属起步阶段,研究其加固性能,尤其是加固后的疲劳性能是一项有意义的工作。本文进行了高强复合玻璃纤维加固RC梁在重复荷载作用下的弯曲性能试验研究。试验表明:粘贴高强复合玻璃纤维后混凝土梁的疲劳寿命提高了2倍多,其疲劳变形减少了61%~65%,加固梁的疲劳抗裂性能得到了较大改善。因此,粘贴复合玻璃纤维是提高混凝土梁疲劳性能的有效方法,可用于延长混凝土梁的使用寿命。本文还通过加固梁的钢筋应力幅值与疲劳寿命的关系,拟合出S-N曲线。     

自生片钠铝石的碳氧同位素特征及其成因意义

自生片钠铝石的碳氧同位素特征可以为片钠铝石的成因研究提供重要的地球化学依据。以海拉尔盆地乌尔逊凹陷和松辽盆地孤店构造片钠铝石碳氧同位素分析为基础,结合国内外已报道的自生片钠铝石的碳氧同位素数据,对自生片钠铝石的碳氧同位素特征及其成因意义进行了探讨。研究表明,海拉尔盆地乌尔逊凹陷和松辽盆地南部孤店CO2气田砂岩中片钠铝石的δ13C范围分别为–5.3‰～–1.5‰（PDB）、–1.9‰～+0.3‰（PDB）,均分布于含无机碳物质δ13C分布区间（－9.0‰～＋2.7‰）内。计算出的海拉尔盆地和松辽盆地与片钠铝石平衡的CO2气碳同位素分布范围分别为－10.7～－7.0‰（PDB）、－8.7～－6.9‰（PDB）,表明片钠铝石绝大部分形成于无机CO2背景。实际地质观察中形成片钠铝石的CO2绝大多数为岩浆脱气来源,岩浆成因片钠铝石碳同位素分布范围为－5.5～＋4.5‰（PDB）。海拉尔盆地和松辽盆地的片钠铝石是岩浆成因CO2气运移、聚集的特征矿物。计算出的海拉尔盆地和松辽盆地片钠铝石沉淀时介质水的δ18O值范围为-14.3～-9.4‰（SMOW）,表现为轻同位素的特点,表明片钠铝石形成时地层水为大气降水。计算出的海拉尔盆地片钠铝石同位素为52.7～93.6℃,与样品所在深度处的古地温范围（65.4～87.6℃）基本吻合。     

酸雨对桂林枯水期岩溶地下水δ13CDIC及碳汇效应的影响

定量评价硫酸对岩溶碳汇效应的影响有助于提高岩石风化碳汇通量估算精度, 对当前全球气候变化研究意义重大.选取受酸雨影响的桂林岩溶区为研究对象, 在枯水期对研究区14个岩溶大泉和15条地下河水化学成分和碳同位素进行了测试分析, 结果表明: 岩溶大泉和地下河中阳离子以Mg2+和Ca2+为主, 阴离子以HCO₃-为主, 分别占阳离子和阴离子组成的90%以上, SO₄2-含量较低, 其含量范围为0.004~0.213mmol/L; 所占阴离子组成比例为0.12%~6.11%;δ13C_DIC、[Ca2++Mg2+]/[HCO₃-]更偏向于碳酸溶解端元, 离硫酸溶解端元距离远, 证实硫酸参与碳酸盐岩的溶解对地下水无机碳(dissolved inorganic carbon, 简称DIC)及δ13C_DIC的影响有限; 与Sr2+/Ca2+值一样, δ13C_DIC主要受径流条件控制, 其大小可以反映地下水径流条件的强弱.利用化学计量关系计算出由硫酸溶蚀碳酸盐岩的平均比例为22.64%, 产生的DIC(HCO₃-_H2SO4)占总DIC的平均比例为13.04%, 碳酸产生的DIC(HCO₃-_H2CO3)占地下水总DIC的比例为86.96%, 其中来源于土壤大气中的HCO₃-比例为43.48%.因此, 扣除硫酸对地下水中DIC的贡献后, 岩溶碳汇效应将减少13.04%.      

The contribution of agricultural and urban activities to inorganic carbon fluxes within temperate watersheds

The lateral transport of bicarbonate as dissolved inorganic carbon (DIC) to the oceans is an integral component of the global carbon budget and can represent the sequestration of CO₂ from the atmosphere. Recently studies have implicated land use change, in particular agricultural development, as an accelerator of bicarbonate export. However, due to the co-variation of land use, bedrock and surficial geologies, and the relationship between bicarbonate export and climate, the impact of anthropogenic activities on DIC export remains an important research question. In order to examine the land use controls on DIC export from small temperate watersheds we sampled 19 streams draining catchments of varying land uses with similar bedrock and surficial geologies. In addition to an agricultural effect, there was a strong correlation between the percent of watershed in urban development and DIC concentrations and DIC yields. Urban watersheds exported 7.8 times more DIC than their nearby forested counterparts and 2.0 times more DIC than nearby agricultural catchments. Isotopic data suggest that excess DIC export from altered systems results from increased chemical weathering, enhanced CO₂ production within urban green spaces, and as a result of organic matter loading from septic systems and leaky sewer lines. Furthermore, we found that nitrogen additions (e.g. fertilizers and manure) are aiding in the dissolution of lime, increasing the total export of DIC from agricultural watersheds. Calculated anthropogenic loading rates ranged from 0.43 to 0.86 mol C m^− 2 yr^− 1. These loading rates suggest that a significant portion of global DIC export might be attributable to human activities, although the impacts on CO₂ sequestration are difficult to determine.     

Effects of land use and cultivation time on soil organic and inorganic carbon storage in deep soils

The vertical distribution and exchange mechanisms of soil organic and inorganic carbon(SOC, SIC) play an important role in assessing carbon(C) cycling and budgets. However, the impact of land use through time for deep soil C(below 100 cm) is not well known. To investigate deep C storage under different land uses and evaluate how it changes with time, we collected soil samples to a depth of 500 cm in a soil profile in the Gutun watershed on the Chinese Loess Plateau(CLP); and determined SOC, SIC, and bulk density. The magnitude of SOC stocks in the 0–500 cm depth range fell into the following ranking: shrubland(17.2 kg m~(-2)) grassland(16.3 kg m~(-2)) forestland(15.2 kg m~(-2)) cropland(14.1 kg m~(-2)) gully land(6.4 kg m~(-2)). The ranking for SIC stocks were: grassland(104.1 kg m~(-2)) forestland(96.2 kg m~(-2)) shrubland(90.6 kg m~(-2)) cropland(82.4 kg m~(-2)) gully land(50.3 kg m~(-2)). Respective SOC and SIC stocks were at least 1.6-and 2.1-fold higher within the 100–500 cm depth range, as compared to the 0–100 cm depth range. Overall SOC and SIC stocks decreased significantly from the 5 th to the 15 th year of cultivation in croplands, and generally increased up to the 70 th year. Both SOC and SIC stocks showed a turning point at 15 years cultivation, which should be considered when evaluating soil C sequestration. Estimates of C stocks greatly depends on soil sampling depth, and understanding the influences of land use and time will improve soil productivity and conservation in regions with deep soils.     

电子探针化学测年技术及其在地学中的应用

电子探针主要应用于固体无机材料的微区化学成分定量测定和表面形貌研究。近十年来电子探针化学测年技术发展迅速，并取得了丰富的研究成果。本文在简单介绍该技术发展历程后，进一步详细介绍该技术的基本原理、样品制备与分析、年龄计算方法等内容，最后讨论了该技术的优缺点，同时指出电子探针测年技术在地学中的具有广泛的应用前景。     

环境矿物材料基本性能：无机界矿物天然自净化功能

重点阐述环境矿物材料基本性能，包括矿物表面吸附、孔道过滤、结构调整、离子交换、化学活性、物理效应、纳米效应及与生物交互作用等，旨在发掘、凝炼并新提出物理方法和化学方法之后与有机界生物同效的无机界矿物天然自净化功能的基础理论与应用方法，以发展和完善无机矿物与有机生物所共同构筑的自然界中存在的天然自净化系统，并就目前笔者在黄铁矿、锰钾矿、金红石、蛭石、蒙脱石、苋铁铁钒等天然矿物方面已经完成和正在开展的一系列环境矿物材料研究工作进行了举例说明。     

京津冀周边秸秆燃烧对PM2.5无机组分影响

华北平原是我国主要农作物产区,田间秸秆焚烧现象普遍存在,选取秋收季节（2014年10月）分析了秸秆燃烧的排放特征,利用区域化学传输模型WRF-Chem模拟研究了燃烧排放对气态前体物及其氧化产物的影响,以及最终导致的PM_2.5中硫酸盐、硝酸盐和铵盐的变化。研究表明:2014年秋收季节,河南和山东等省份的秸秆燃烧排放会在东南风的输送作用下影响京津冀地区;秸秆燃烧排放大量挥发性有机物（VOCs）,导致火点源及周边地区大气中主要氧化剂浓度上升,提升了区域大气氧化能力;当携带大量VOCs的秸秆燃烧烟羽与以化石燃料排放为主的城市气团相混合时,大气氧化性增强会加速城市地区人为源排放的NO_x和SO₂等气态前体物的氧化过程,提高硫酸盐和硝酸盐的形成速率、促进二次无机气溶胶的生成。     

滇池沉水植物生长过程对间隙水氮、磷时空变化的影响

2015年6-10月通过原位采集滇池沉水植物分布区和无植物对照区柱状沉积物间隙水,分析其溶解性总氮(DTN)和溶解性总磷(DTP)、溶解性无机氮(DIN)和溶解性无机磷(DIP)及溶解性有机氮(DON)和溶解性有机磷(DOP)浓度的时空变化,探讨沉水植物分布对间隙水氮、磷浓度、形态贡献及氮磷比的影响.结果表明:滇池沉水植物生长过程显著影响间隙水氮、磷浓度.与无植物对照区相比,沉水植物生长过程对间隙水氮浓度的削减主要发生在6、8月,而对间隙水磷浓度的削减主要发生在7月,反映了沉水植物对氮、磷两种元素的生物地球化学循环作用机制不同;间隙水氮形态贡献受季节性影响较大,6-7月以DON贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别达到61%和84%;而8-10月以DIN贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别为76%和75%;沉水植物分布区磷形态贡献随季节波动变化,沉水植物分布区以DOP贡献为主(63%),无植物对照区以DIP贡献为主(62%);沉水植物生长对沉积物间隙水各形态氮磷比影响显著.沉水植物生长显著增加间隙水DTN/DTP比,尤其是DIN/DIP比,相反降低DON/DOP比.沉水植物对间隙水氮、磷吸收及转化过程改变了沉积物氮、磷释放机制,从而影响上覆水氮、磷组成及氮磷比,很可能会影响到浮游植物生长及藻类水华过程,这对于湖泊水质管理具有重要意义.     

三峡小江回水区透明度季节变化及其影响因子分析

三峡成库后其季节调蓄过程使该水域湖沼学特征具有独特性.根据三峡小江流域回水区段为期2年的定位跟踪观测,对透明度(SD)和主要环境指标的相互关系进行分析研究.研究期间,小江回水区透明度均值为170±7cm,各采样点透明度差异不明显且季节变化过程一致,自春末夏初开始降至最低水平,夏季汛期相对稳定,夏末入秋持续升高,冬季维持在较高状态,入春后下降.对透明度和主要环境指标的相关性分析发现,无机悬浮颗粒(PIM)是影响透明度的主要指标.透明度同PIM、Chl.a多元回归模型为:SD=(-89.389±8.101)·lg(PIM)+(-84.008±8.624)·lg(Chl.a)+(264.132±8.232).汛期低水位状态下(145-150m)小江回水区水动力条件趋于天然河道,河道输沙量增加使无机悬浮颗粒含量远高于藻类生物量而成为影响透明度的主要环境指标.在中水位(150-156m)和高水位(156m以上),虽然藻类进入非生长季节,但水位抬升和水体滞留时间的延长促使悬浮颗粒物大量沉淀,悬浮生长于表层水体的藻类成为影响透明度的主要环境指标,生物作用对透明度的影响明显.