关于黄土湿陷性评价和剩余湿陷量的新认识

在总结诸多大型浸水现场试验成果的基础上,提出了一些关于湿陷性评价方法和剩余湿陷量合理控制等问题的新认识,目的是为了修正自重湿陷性黄土场地的自重湿陷量计算值与其实测值之间的差异,并减小地基处理深度。在获取自重湿陷量的计算值时,引进了一个深度修正系数?,使自重湿陷量和湿陷量的计算值接近实测值,这在一定程度上降低了较深部位黄土的剩余湿陷量。在获取湿陷量计算值时,提出了扩大湿陷系数阈值(0.015)的方案,并与深度修正系数?联合使用,达到了扩大湿陷量的计算值和降低较深土层的剩余湿陷量的目的。提出了大厚度自重湿陷性黄土场地的湿陷临界深度的概念,通过若干资料将其初步确定为20²5 m之间,结合深度修正系数和扩大湿陷系数阈值方法,使用湿陷临界深度概念,可以更为有效地降低较深土层的剩余湿陷量。新的研究思路可为自重湿陷性黄土场地的类似工程和黄土规范的修订提供一定的参考。     

土层锚固体应力传递机制

基于锚固体轴对称受力特征开发了一种土层锚固界面试验装置,结合二维数字散斑相关方法,获得随着荷载加大锚固体周边土体的位移场及应变场变化规律。试验结果表明,锚固体的位移带动周边土体变形主要出现在靠近锚固体的一小薄层范围内,其变形具有范围稳定、连续、线性和剪胀等特征。采用与Coulomb屈服条件相关联的流动法则建立锚固体界面层的本构关系,并推导出了锚固体在拉拔荷载条件下的轴力和剪应力分布的表达式。分析结果表明,锚固体上的剪应力分布的均匀程度与土层密实度密切相关,土层的密实度越低,其抗力系数、内摩擦角越小,则锚固体上的剪应力分布越均匀,而抗力系数和内摩擦角较大的土层,其剪应力分布特征与岩石锚固体的理论及实测成果相似。     

渭北中阶煤中微量元素残留烃-无机矿物亲和性及其对煤成烃影响的研究

用数理统计相关分析法研究了渭北中阶煤中微量元素和残留烃的有机亲和性,提出了亲和系数的重要概念。发现微量元素在煤中有机质和矿物质中以及不同有机质之间有明显的分配规律。还阐释了渭北中阶煤中微量元素表现出不同于准噶尔低阶煤的和有机碳、S1高度关联的现象。认为这与不同成煤环境中微量元素不同的生烃催化效应有关,也与煤变质中其大分子结构中的芳香核缩合、官能团脱落以及成烃过程中微量元素在不同有机质中的重新“分配”、“迁移”有关,还与微量元素对不同成熟度的干酪根和轻重组分不同的烃类选择性富集有关。     

利用测井资料获取松辽盆地深部热物性参数

盆地导热系数是研究盆地深部热结构的重要参数,通常通过获取深部岩心测试获得,但这种传统方法经常会受到经费、取样条件等限制,并且对于地热井来说,因受温度压力条件的影响,室内测试结果也不能代表岩石原位导热系数。本研究获取了松科2井三开3 289m至4 536m岩心实测导热系数和测井参数,分析了砂岩、泥岩、流纹岩导热系数与测井参数之间的关系,结果显示砂岩的测井参数孔隙度、波速与导热系数之间具有明显的相关性,泥岩和流纹岩的相关性并不高。在此基础上,本研究分析了松辽盆地温度、压力对导热系数的影响,认为温度效应造成松辽盆地松科2井三开导热系数与室内实测值偏小约30%;压力效应使盆地三开段导热系数相对室内测试值偏大约10%。本研究成果可以为我国盆地深部导热系数以及大地热流值的获取提供新的思路,尤其是对于一些具有测井数据但无法获取深部岩心的废弃井具有更大的意义。     

海积软土前期固结压力与结构强度的关系及成因分析

通过对不同地区海积软土的大量试验，对原状土样和重塑土样的压缩曲线确定了海积软土前期固结压力和结构强度，并研究了海积软土前期固结压力及结构强度的关系。由于考虑了土的结构强度，对结构性土根据超固结比(OCR)对土的压密状态的判断与实际结果更加相符。为了定量地反映海积软土的结构强弱，首次引入反映海积软土结构性及其对扰动敏感程度的结构稳定系数，反映了海积软土结构性的稳定程度。初步分析了海积软土结构强度的成因。     

管井出水量影响因素分析

本文通过灰色关联度分析和典型相关分析，说明在层状含水层分布地区影响管井出水量的主要因素是井径、含水层厚度及其岩性；给出了哈尔滨地区Ｑ＝ｆ（Ｓ，ｒ，Ｈ）关系式及不同井径管井间出水量换算系数公式。     

黄河冲积平原灌溉回渗系数研究

在黄河下游冲积平原,划分不同的包气带岩性组合,通过野外灌溉回渗试验,科学合理地确定灌溉回渗系数,为平原区浅层地下水资源评价中重要的补给项——农田灌溉回渗量的准确计算提供依据。     

应用富集系数法和地累积指数法研究济宁南部区域土壤重金属污染特征及生态风险评价

评价土壤中重金属污染的方法有单因子指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法等,但迄今尚没有成熟的、统一的标准。本文以济宁城区南部农田为研究区域,采集77件土壤样品进行调查,光谱、质谱等技术分析结果表明土壤环境中8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)平均含量分别为16.7、0.270、88.4、33.0、0.050、40.4、29.3、89.1 mg/kg,与黄淮海平原土壤生态地球化学基准值相比,Hg、Cd分别高于基准值的1.50倍、1.39倍,其他重金属高于基准值的0.26~0.52倍。Hg与As、Cr、F、p H、Cu、Ni、TFe2O3呈显著负相关,表明土壤受到了Hg的不同程度人为污染。用富集系数法和地累积指数法分析区内8种重金属元素的污染(富集)程度,均表明土壤环境中Hg、Cd为轻微污染(富集)程度,其他6种元素均为无污染。将该区域重金属含量与其生物毒性系数、生态效应、环境效应相结合,运用潜在生态危害指数法对重金属污染进行生态风险评价。结果显示,8种重金属的潜在生态危害由强至弱依次为:HgCdAsCuPbNiCrZn,与污染(富集)程度排序差异明显;尽管Hg、Cd在研究区内仅仅为轻微(富集)程度,但都具有较高的毒性响应系数,两元素对土壤综合潜在生态危害的贡献率之和达到了81.26%。借助Map GIS绘制研究区潜在生态风险程度评价图,表明区内土壤环境总体上处于"中度"潜在生态风险,约6.83%的面积呈"强"和"很强"潜在生态风险,其中复兴河、姚楼河、京杭运河3条河流交汇处的局部区域(占研究区面积的0.50%)达到了"很强"潜在生态风险。通过调查可疑人为污染源发现,"强"和"很强"潜在生态风险区域的布局恰好与区内煤矿生产开采活动相关。本文提出,应当注重对煤矿开采矿井周边区域土地复垦及污染防治工作,尤其是加强土壤中Cd、Hg的物理化学改良及生物治理修复工作,防止Hg、Cd进一步污染扩散。     

哈尔滨高等级公路路基沉降监测反分析

本文应用双曲线配合法对哈尔滨高等级公路路基实测沉降进行了分析，推算了地基的最终沉降量，并由此用太沙基方法反算出地基中粘土层的平均固结系数和渗透系数。把用本文方法推算的渗透系数应用于太沙基方法计算路基沉降，发现比选用实验室测得的渗透系数计算的结果更接近实际沉降。通过本次反分析研究得出：路基中粘性土的固结系数和渗透系数明显高于室内土工试验测得值。这给相似地基高等级公路的设计、施工提供了参考依据。     

基于统计参数的二维节理粗糙度系数非线性确定方法

岩体节理粗糙度系数JRC与其统计参数之间具有复杂的非线性关系,单一统计参数因存在对结构面形貌描述的片面性,从而导致JRC计算结果的可靠性较低。从结构面起伏角、起伏高度及其分布特征的角度选取了平均起伏角avei、平均相对起伏度H/L、起伏角标准偏差iSD和起伏高度标准偏差hSD 4个参数共同反映结构面形貌。以已知JRC试验反算值的102条结构面剖面线作为样本数据对支持向量机进行训练,构建JRC与所选取的统计参数之间的非线性映射关系,建立了JRC支持向量回归(SVR)预测模型,并通过Barton标准剖面线的JRC预测值与试验反算值的对比证明了模型的可靠性。以三峡库区秭归县马家沟滑坡所处地层岩体结构面为例,基于三维激光扫描试验获取了其表面形貌数据并建立了三维形貌模型,开展室内直剪试验反算得到了其JRC。实例JRC的计算结果表明,SVR模型预测结果与试验反算值的相对误差仅为4.5%,不同统计参数回归关系式对于相同剖面线的估算结果存在较大差异,表明基于所选取的统计参数,采用SVR模型预测得到的JRC更加可靠。该方法为JRC的定量确定提供了新思路。