联合机制下黏土垫层多离子扩散模型

扩散是工程领域中的一种重要现象,尤其是针对填埋场底部的压实黏土垫层。扩散过程受多种因素影响,如离子种类、离子价态和离子浓度等,因此建立准确的扩散模型对填埋场垫层系统设计和评估具有极其重要的意义。引入简化的Guntelberg活度系数表示真实溶液与理想溶液浓度值的偏差,采用化学势和扩散势共同表征多离子扩散的驱动力,并考虑黏土介质特有的半透膜性能对离子扩散规律的影响,建立了复杂机制联合作用下多组分并存时离子在黏土垫层中的扩散模型。采用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对所建扩散模型进行数值求解,结果表明,黏土半透膜效应、溶液非理想性和扩散势均显著影响多离子扩散行为,考虑黏土半透膜效应及溶液非理想性条件下,多离子扩散进程明显减缓,考虑扩散势时,阳离子扩散速度显著提高。复杂机制联合作用下,多离子扩散规律并非单一影响机制的简单叠加,各机制之间相互制约共同影响多离子扩散行为。     

基于多案例统计的基坑开挖引起侧方既有隧道变形预测公式及其工程应用

收集42个基坑开挖对侧方既有隧道影响的工程案例,统计每个案例中典型地层条件、基坑和隧道规模尺寸、相对位置、结构变形及控制措施等;分析重要因素对隧道竖向和水平位移的影响,明确了隧道发生隆、沉的判别条件,给出了坑外隧道竖向位移分区;提出了隧道水平位移综合预测指标,给出了3种地层条件下隧道水平位移经验预测公式。依托某实际工程,利用得到的预测公式对侧方隧道变形进行施工前预测,并把预测结果与现场实测结果进行对比,验证了预测公式的合理性。结果表明：侧方隧道受基坑开挖影响,水平位移均指向坑内,而竖向位移为沉降或隆起,具体与隧道拱顶埋深H_t和隧道距基坑水平距离L_t有关,统计得知隧道发生隆、沉的临界拱顶埋深为H_e+R,H_e为基坑开挖深度,R为隧道直径,拱腰距基坑临界水平距离为L_t=H_e,进而结合侧方隧道竖向位移分布特征,可将坑外范围划分为沉降区、过渡区和隆起区。基坑围护结构水平位移δ_hm、基坑开挖深度H_e、隧道与基坑水平间距L     

极谱催化波法测定化探样品中的钨钼

试样经高温焙烧、碱熔分解,铁、铜、锰、钴、镍、钛、铋、镁等元素呈氢氧化物沉淀与钨、钼分离。在硫酸—二苯乙醇酸—二苯胍—氯酸钾底液中,钼、钨分别于约-0.26V(相对饱和甘汞电极钼峰电位)、-0.76V(钨峰电位)产生灵敏的平行催化波,根据测定区间内极限扩散电流的大小(选定区间内峰谷间的垂直距离)同时测定这两种元素。方法适用于化探样品、水系沉积物、土壤及岩石等样品中ω(Mo或W)1.0¹00.0ng/mL的测定。     

巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段古盐度恢复及意义

巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段泥岩是中国高放废物深地质处置的目标研究层位之一,目前缺乏对该地层湖相泥岩粘土矿物组合特征及古盐度影响因素的相关认识。文章应用全岩的B含量、Sr/Ba比值、Rb/K比值及Na+K质量分数等方法和X衍射测试分析技术对巴音戈壁组上段古盐度进行综合判别。分析得出：（1）巴音戈壁组上段以半深湖—深湖沉积环境为主,发育有厚层深灰色泥岩,以半深湖至深湖相沉积为主;（2）研究区目的层岩性结构为泥粉质,该段泥岩伊利石、蒙脱石、伊蒙混层发育较好,绿泥石和高岭石极少;（3）选取样品的Sr/Ba、Rb/K、B/Ga、Na+K值同Couch公式恢复的古盐度变化趋向相似,其水体以半咸水、微咸为主;（4）随着深度增加,TZK-1井、TZK-2井的古盐度呈规律变化,具有升高—降低特点,与伊利石含量的变化一致,并且古盐度变化与古气候及氧化还原的相关研究在该岩性段位耦合。综上表明：目标区古盐度的研究不仅有利于湖盆古沉积环境的恢复,而且有助于揭示古盐度的变化特征对粘土矿物组合特征及演化的影响,为后期深入研究粘土矿物对核素吸附性能及核素在泥岩中的迁移情况提供一定依据。     

致密砂岩储层变岩电参数法饱和度计算模型:以苏里格气田西区盒8段例

致密砂岩储层是油气勘探的重点方向之一,由于致密砂岩储层具有低孔低渗、孔隙结构复杂、非均质性强和岩电参数变化等特点,在测井解释过程中不同于常规储层。Archie公式在致密砂岩地层中使用时,强非均质性导致岩电参数a、b、m和n会随着储层的变化而变化。针对苏里格西区盒₈段致密砂岩储层提出利用变岩电参数建立饱和度模型。依据研究区盒₈段储层25块岩心岩电实验分析发现胶结系数m与lgϕ呈二次函数关系、m与岩性系数a呈幂函数关系、束缚水饱和度S_wb对饱和度指数n有较大的影响。因此,在对孔隙度、束缚水饱和度和孔隙结构指数等因素分析的基础上,综合各因素影响特征建立了变岩电参数的饱和度模型。结果表明,该方法相对传统Archie公式饱和度解释,模型精度更高,为解释复杂孔隙结构砂岩储层提供了一种有效预测方法。     

人类活动影响下的龙口海岸带海底地下水排泄通量研究

在沿海地区,以²²³Ra和²²⁴Ra为示踪剂建立的镭质量平衡模型已广泛应用于海底地下水排泄量(SGD)的研究中,然而目前国内外关于在人类活动复杂影响较大情况下的SGD研究却极为少见。本文对比研究了在有防渗墙(A区)和填海造陆(B区)两种不同人为因素影响下的龙口海岸带水体表现年龄、海底地下水排泄量及其携带的氮磷营养盐通量。结果表明,A区平均水体表现年龄为14.26 d,B区平均水体表现年龄为10.64 d。此外,B区沿岸地下水以及近岸海水中的Ra活度均普遍高于A区,而盐度低于A区。在SGD方面,A区的SGD速率为1.26~1.60 cm·d^-1,B区为1.43~1.82 cm·d^-1,考虑SGD在评估方法上存在一定的误差,因此两个区域的SGD速率相差不大。但与我国其他自然海域相比,这两个区域的SGD速率均处于较低水平。此外,B区的氮磷营养盐浓度普遍高于A区,而且由SGD驱动的氮磷营养盐通量不同,地下水输入的不平衡的营养盐极易改变龙口海域的营养盐结构,对海洋生态环境产生不利影响,这也进一步证实SGD在沿海生态环境以及水体污染治理中的重要地位。     

基于聚丙烯扩散皿的碱解扩散分离-酸碱滴定法测定土壤中水解性氮

传统的碱解扩散分离-酸碱滴定法测定土壤样品中的水解性氮,通常采用玻璃扩散皿进行碱解扩散分离。但是使用该法对样品进行前处理和碱解扩散分离过程中,操作者常会面临如下三种困扰：一是玻璃扩散皿内室溶液极易被氢氧化钠溶液和碱性胶液污染;二是玻璃扩散皿和盖子之间容易出现氨气泄漏,而且发现时往往无法解决;三是玻璃扩散皿比较笨重易碎,实验操作不方便;最终导致测定结果不稳定性和操作者对该法体验不佳。本文采用聚丙烯扩散皿,通过改进扩散皿清洗方法和提升扩散皿密封性、统一还原剂加入量和氢氧化钠溶液浓度(1.8mol/L)、适当增加氢氧化钠溶液的加入体积和降低盐酸标准溶液浓度,提高了水解性氮测定的稳定性和准确性。该方法中发生的污染明显降低,避免了发生氨气泄漏,操作便捷。应用于分析土壤有效态标准物质的测定值与标准值一致,如水解性氮测定值<50mg/kg的标准物质GBW07416a,其绝对偏差为0.2～1.8mg/kg;水解性氮测定值在50～200mg/kg的标准物质GBW07415a、NSA-1、NSA-4、NSA-5、NSA-6,其绝对偏差为0～4.0mg/kg。还原剂对硝态氮转化为铵态氮的加标回收率在8...     

静态致裂作用下低渗厚煤层瓦斯增透数值模拟研究

为提高煤层静态致裂井下作业效率,优化致裂布孔参数,以中煤华晋王家岭矿12316综采工作面胶带巷为实验背景,结合煤层变形破坏方程、瓦斯扩散渗流方程和煤层渗透率演化方程,构建煤层破坏及渗透率演化模型;采用FlAC^3D-COMSOL Multiphysics对煤体静态致裂增透过程及影响因素进行数值模拟,揭示静态致裂作用下煤层应力分布、塑性扩展与瓦斯压力传递演化规律。通过优化选取致裂工艺参数开展现场试验,定量分析不同孔距下静态致裂过程中煤层瓦斯抽采量的变化特征。结果表明：静态致裂过程中膨胀应力在煤体内部沿致裂孔半径方向向四周均匀传递,单孔致裂过程中形成圆环状应力圈和塑性区;在双孔致裂条件下,两致裂孔内膨胀应力的水平叠加效果优于竖直叠加效果,使煤体水平方向破坏效果较竖直方向显著,且两致裂孔中间区域的煤层先于其他区域破坏。受静态致裂作用范围的限制,增透促抽后煤层内瓦斯压力大小与孔距呈正相关关系,煤层渗透率与孔距间呈负相关关系;现场试验表明,将孔距设为1.6 m以内进行静态致裂增透,在抽采负压为20 kPa条件下抽采30 d,测得致裂后瓦斯抽采纯量提升1倍左右,说明静态致裂对瓦...     

环境中氟的来源及健康风险评估研究进展

氟是存在于自然环境中的一种人体必需的微量元素,其在环境中的缺乏或过剩可能导致健康问题。本文综述了氟在自然界如大气、岩石、土壤、水体、植物中的来源,分析了其形态及含量受环境影响的因素如地形、雨水淋溶、土壤母质、土壤酸碱度、土壤有机质等。氟的来源广泛,目前全球超过2.6亿人受氟带来的环境问题影响,因此开展健康风险评估具有重要意义。氟的健康风险评估常用的风险评估模型有危害系数（Hazard Quotient）、危害指数（Hazard Index）,概率方法也常运用于风险分析中,目前还出现应用多途径暴露评估法对氟进行评估,不确定性和灵敏度的研究对于评估模型尤为关键。本文比较了传统模型的可行性和局限性,认为确定氟富集的途径,完善复合暴露评估的模式,考虑氟摄入的生物有效性,对于氟的健康风险评估十分必要;氟的健康风险评估下一步的研究还可以趋向于使用模型对氟的风险进行预测;对于氟的来源、赋存状态、迁移途径以及含量影响因素等仍然需要深入了解,全面评估其带来的健康风险。     

利用多代卫星测高数据计算中国近海及邻域重力异常

为提高海洋重力场数据的精度和空间分辨率,联合Jason-1/2、T/P、Envisat、ERS-1/2、Geosat等多代卫星测高数据计算中国近海及邻域(0°~42°N,100°~140°E)2′×2′重力异常。对卫星测高数据分别进行共线处理和自交叉点平差,并以T/P卫星测高数据为基准进行多星数据联合平差,有效削弱了卫星测高数据的时变影响和不协调性;利用逆Vening-Meinesz公式计算重力异常,与船测重力相比,均方根误差为5.4 mgal。结果表明,通过引入高精度的卫星测高数据,结合多项平差处理手段,提高了海洋重力异常的计算精度。