厦蓉高速公路某隧道洞口段开挖对仰坡变形影响的数值分析

针对一座浅埋偏压隧道,采用FLAC3D对该隧道进口段进洞开挖进行动态施工三维数值模拟。基于围岩应力分布特征,仰坡坡面轴向和横向位移的变化特征,分析了偏压浅埋隧道洞口段开挖引起的仰坡变形规律。计算结果揭示：仰坡后缘下沉,前缘向洞心外有移动趋势;隧道开挖引起隧洞洞身附近岩体出现较大应力集中和变形现象,洞口段洞身以上仰坡坡面主要以竖向沉降为主,洞身两侧向洞内挤压。在此基础上提出了保证仰坡稳定和安全进洞的一些建议。     

六盘山典型植被类型土壤中石砾对大孔隙形成的影响

六盘山山区土壤中存在大量的石砾,对土壤大孔隙的形成具有重要影响。为了深刻了解和评价土壤中石砾对大孔隙形成的可能作用,本研究分析了六盘山典型植被类型下土壤中的石砾体积含量、大孔隙度变异以及石砾体积含量对大孔隙度、大孔隙半径与密度的影响。结果表明,石砾含量增加导致土壤大孔隙的平均半径和体积增大,特别是导致半径大于1.4 mm的大孔隙密度的增大,但对较小半径的大孔隙密度影响不大;总体上,石砾对土壤大孔隙度的形成影响随土深的增加而越来越明显,说明六盘山地区土壤的大孔隙明显同时受到生物因素和石砾含量因素的影响。     

硫化物风化产酸对流域岩石风化和碳循环的影响——以黄河支流三川河流域为例

硫化物风化产酸可加速岩溶作用但抑制大气二氧化碳参与流域碳循环,其复杂的地球化学机制和过程待阐明。本文以黄河二级支流三川河流域为例,通过采集20个三川河及其支流地表水点样和30个柳林泉地下水点样,经实验测试获得了流域比较系统的水化学资料和δ¹³C、δ³⁴ S数据,运用碳、硫同位素分析与水化学平衡计量方法,量化了流域硫化物风化产酸对岩石风化作用的贡献以及对碳循环的影响。计算结果表明：煤系地层硫化物和矿床硫化物的氧化及大气酸沉降所形成的硫酸明显促进了流域碳酸盐岩的溶蚀,对碳酸盐岩溶蚀的贡献约占64.59%;柳林泉水石膏溶解来源的SO₄^2-占69%,河水中石膏溶解来源的SO₄^2-占30%,但这些部分SO₄^2-没有参与溶蚀作用,应当扣除;三川河流域平均岩石风化速率为10.02 mm/ka,其中碳酸盐岩、硅酸盐岩的风化速率分别为9.14 mm/ka和0.88 mm/ka,低于国内外很多流域;由于硫酸抵消了碳酸盐岩石风化作用对大气二氧化碳的吸收,流域岩石风化消耗大气/土壤CO₂通量为116.58 mmol/（km² ·a）,不足珠江流域的1/5,且硅酸盐岩风化的贡献占63.3%。

     

护桩在强风化软岩CFG桩复合地基中的应用

通过对CFG桩复合地基性能分析发现,CFG桩-筏复合地基在边桩外侧约一倍桩距的区域形成了一条塑性变形带,是导致复合地基的整体失稳的主要原因。在塑性变形带增加一排护桩,并对加桩前后复合地基的应力变化、地基沉降等特征进行对比分析,发现加桩后地基性能得到明显改变,在相同条件下,地基沉降量明显减少,地基稳定性明显提高。     

Rock warming and drying under simulated intertidal conditions,part II: weathering and biological influences on evaporative cooling and near‐surface micro‐climatic conditions as an example of biogeomorphic ecosystem engineering

The way in which rocks and engineering materials heat‐up and dry‐out in the intertidal zone is of relevance to both weathering and ecology. These behaviours can be measured in the laboratory under controlled conditions designed to replicate those occurring in the field. Previous studies have demonstrated differences in thermal behaviours between rock types and through time as a result of soiling in terrestrial environments, but the influence of weathering and colonization on rock behaviours in the intertidal zone has not been previously assessed. We measured the warming and drying of blocks of rock (limestone and granite) and marine concrete during ‘low‐tide’ events simulated in the laboratory, before and after a period of exposure (eight months) on rock platforms in Cornwall, UK. As well as differences between the material types, temperatures of control (unexposed) and field‐exposed blocks differed in the order of 1 to 2 °C. Drying behaviours were also different after field exposure. Differences during the first few hours of exposure to air and heat were attributed to discolouration and albedo effects. Over longer periods of time, changes in the availability of near‐surface pore water as a result of micro‐scale bioerosion of limestone and the development of bio‐chemical crusts on marine concrete [observed using scanning electron microscopy (SEM)] are suggested as mechanisms enhancing and reducing, respectively, the efficiency of evaporative cooling. The retention of moisture by epilithic biofilms may also influence thermal and drying behaviours of granite. These observations represent one of the first examples of cross‐scalar biogeomorphic linkages in the intertidal zone. The significance of the results for the subsequent efficiency of weathering, and near‐surface micro‐climatic conditions experienced by colonizing organisms is discussed. The involvement of microorganisms in the creation of more (or less) ecologically stressful conditions through the alteration of substratum geomorphic properties and behaviours is suggested as an example of ‘biogeomorphic ecosystem engineering’. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄河中游岩土侵蚀问题及防治对策探讨

黄河中游出露地层岩性主要有古生界奥陶系碳酸盐岩、石炭系和二叠系碎屑岩;中生界三叠系砂泥岩、侏罗系砂泥岩和白垩系砂泥岩;新生界古近系砂泥岩、新近系(原为第三系)红土及第四系风积黄土和现代风积沙。第四系黄土厚度大,结构松散,遇水易解体,具湿陷性,是黄河中游粗泥砂的主要物源;第四系风积沙分布于黄河中游北部,亦是黄河中游粗泥砂的主要物源。岩土侵蚀类型有五:一是风力侵蚀—风沙侵蚀;二是降雨对谷坡面的面状冲刷—坡面侵蚀;三是地表径流对谷底的侧蚀—沟谷侵蚀;四是滑塌对谷坡坡体的破坏—重力侵蚀;五是潜蚀。并对不同侵蚀类型提出了不同的防治对策。     

孔隙流体对岩体变形局部化的影响及数值模拟研究

本文首先叙述了孔隙流体对固体变形局部化影响的若干研究进展,并利用三维连续体快速拉格朗日分析,模拟了孔隙压力对岩体变形局部化应变场(剪切带)的影响。数值模拟结果表明,孔隙压力对变形局部化应变场有较大影响,随着孔隙压力的增加剪切带趋于不明显,岩体试件倾向于发生拉伸破坏。      

岩石锚杆基础抗拔承载力计算方法探究

岩石锚杆基础作为架空输电线路塔基中的一种特殊基础型式,可以充分发挥原状岩体的力学性能,具有良好的抗拔性能。根据目前岩石锚杆基础原型试验的结果,《架空送电线路基础设计技术规定》中所推荐的单锚基础抗拔承载力计算模型中,理想45?破坏模式与实际不符,按其设计计算值偏差较大,可能导致设计成果不安全。为此,依据极限平衡原理基于围岩强度建立了较为合理的抗拔承载力计算模型,力学推导得出了相关公式,并进行了简化。通过推导公式计算值与实测值、设计值对比验证可知,抗拔承载力极限值位于 ～ 区间内,与推荐公式 的计算值一致性较好,能满足工程应用精度,具有可行性。     

基于DGT和化学提取法研究浙西北地质高背景区土壤镉生物有效性

地质高背景区相较于人类活动引起的土壤镉污染影响范围更广,在区域尺度上对生态系统和人类健康构成危害。土壤镉生物有效性是决定其生物可利用性、生物毒性的关键因素,因此探寻可行的土壤镉生物有效性评价方法对污染农用地安全利用和风险管控具有重要的理论和实际意义。DGT技术、单一提取法、连续提取法和土壤溶液法常用于测定土壤有效镉,但已有研究成果主要基于同种土地利用类型土壤的室内盆栽实验,难以代表自然污染土壤中的复杂情况。为探明各土壤重金属有效态提取技术对地质高背景区不同土地利用类型土壤Cd生物有效性评估效果,本文以浙江西北部土壤Cd高地质背景区水田土壤-水稻籽实和旱地土壤-小白菜样品为研究对象,实验应用DGT技术、单一提取法（0.01mol/L氯化钙提取）、连续提取法（七步连续提取）和土壤溶液法评价土壤中镉生物有效性。结果显示：①研究区水田和旱地土壤Cd平均含量分别为1.07mg/kg和0.73mg/kg,显著高于浙江和全国土壤平均水平,Cd的异常富集主要与浙西北地区广泛分布的黑色岩系有关。②相较于碳酸盐岩区,黑色岩系区土壤中Cd的生物有效组分占比较高,水田和旱地土壤Cd的活动系数（MF）高达59.9%和51.8%,Cd易在土壤-作物系统中发生迁移富集;③植物体内镉含量Cd-P与不同方法测定的有效镉含量均呈显著正相关,但Cd-P与DGT技术测定的有效镉含量相关性优于其他三种方法,水田土壤测得的有效Cd与水稻籽实相关关系：$ {{C}}_{\text{soln}} $>CDGT>$ {{C}}_{{\text{CaCl}}_{\text{2}}} $>$ {{C}}_{{\text{F}}_{\text{1}}\text{+}{\text{F}}_{\text{2}}\text{+}{\text{F}}_{\text{3}}} $,旱地土壤测得的有效Cd与小白菜相关关系：CDGT >$ {{C}}_{{\text{CaCl}}_{\text{2}}} $>$ {{C}}_{{\text{F}}_{\text{1}}\text{+}{\text{F}}_{\text{2}}\text{+}{\text{F}}_{\text{3}}} $>$ {{C}}_{\text{soln}} $。综合比较不同土壤有效Cd测定方法的优缺点,DGT技术可以模拟植物体对Cd的动态吸收过程,更能准确地反映土壤Cd生物有效性,预测作物Cd含量水平,这与已有研究成果一致。此外,本文研究成果表明DGT技术评价土壤Cd生物有效性,不仅适用于人为污染区,也可应用于地质高背景区。     

云南墨江金矿热水喷流沉积成岩成矿的地质地球化学证据

在墨江金矿区发现了两个热水喷流沉积旋回，赋矿地层烂山段出露的硅质岩和（黄铁矿）硫化物岩具有低TiO2,Al2O3和富含As,Sb,Au,Ag,Hg含量特征，稀土元素具有总量低，轻稀土总量高于重稀土特征，其球粒陨石标准化模式为向右倾曲线，大多数样品具有负Eu异常；而其北美页岩标准化曲线向左倾，在SiO2-Al2O3,Al-Fe-Mn和Al2O3-TFeO-CaO等地球化学图解上，大多数样品位于热水沉积区，当样品中含有火山角砾成分时偏离热水沉积区，研究表明硅质岩和（黄铁矿）硫化物岩主要由热水喷流沉积形成的，再结合矿床地质特征，认为墨江金矿存在早期热水喷流沉积成岩成矿作用，形成了矿化或低品位矿石，并可能与下伏火山喷发有关，这为墨江金矿的成因研究和进一步找矿开辟新的思路。