砾钢渣抗液化特性试验研究

陈化的钢渣作为土工回填材料是废弃钢渣循环利用的主要途径之一。按土的工程分类方法,将废弃钢渣划分为砾钢渣、粗钢渣和细钢渣。针对砾钢渣,考虑固结应力比、振动频率、围压和含砾量等影响因素开展动三轴试验研究。分析了砾钢渣的应力、应变和动孔隙水压力的特性,分析了砾钢渣试样的动强度与振动次数、动应变与振动次数、孔隙水压力与振动次数和动应力与动应变关系。采用Seed和Finn提出的饱和砂土动孔压计算模型分析砾钢渣的动孔压曲线类型,并与传统砂砾土的抗液化强度进行比较。得出砾钢渣的抗液化特性较好,工程中可以用砾钢渣替代传统的砂土、砂砾土、砂砾料和砂卵石作为回填料,解决砂砾资源日渐短缺的问题。     

砂土微观结构样品制备技术及量化方法研究

土体的微观结构是决定其工程特性的重要内在因素,但对于砂土而言,如何制备适合微观分析的样品以及快速准确量化结构参数一直面临诸多挑战。为此,提出一种真空冷冻干燥?注胶相结合的砂土样品制备技术,该技术可在有效去除土样水分的同时保持样品原状结构不被扰动,并可用于后续加工处理。针对不同粒度的砂土样品,分别使用扫描电子显微镜和光学显微镜对制备的试样进行观察,基于自主研发的土体微观结构定量分析系统SMAS对拍摄的照片进行精细量化分析,提出了由土颗粒数量、颗粒周长、表观孔隙率、形状系数、等效直径、分形维数和形态比等参数构成的量度指标体系对砂土样品微观结构特征进行定量评价。研究结果表明：提出的真空冷冻干燥?注胶相结合的砂土样品制备技术具有操作简单、稳定可靠等特点,能有效维持砂土的原状结构;比较而言,扫描电镜更适用于粉细砂的微观结构分析,而光学显微镜更适用于中粗砂的微观结构分析;SMAS能有效识别微观结构图像中的土颗粒及孔隙,为定量分析砂土或其他土体的微观结构特征提供了高效的工具。     

特殊用煤研究进展及工作前景

基于煤炭地质转型及煤炭清洁高效利用要求的精细化勘查,梳理以往研究中稀缺煤、稀缺煤种、特殊煤、特殊煤种的含义,指出了特殊用煤是基于煤炭清洁高效利用具有特殊工业用途的煤炭资源,其主要种类有液化用煤、气化用煤、焦化用煤以及特殊高元素用煤。本次特殊用煤资源评价以煤岩煤质评价为基础,以煤炭分级分质利用为目标,归纳了特殊用煤资源评价的关键技术指标、经济指标及评价参数,初步提出了基于煤岩煤质特征、资源分布、产业布局的特殊高元素用煤–焦化用煤–液化用煤–气化用煤的特殊用煤评价原则及评价方法,并对晋陕蒙3省的煤炭资源进行了分级评价,统计了75个国家规划矿区液化、气化和焦化特殊用煤保有资源/储量。认为新形势下特殊用煤的研究方向是修改完善煤炭地质勘查规范、制定煤炭利用的分质分级评价标准,按照煤炭利用工艺要求实现煤质和资源的动态评价。      

高原季节性冻土区砂土液化探讨——以阿克陶MS6.7地震为例

2016年11月25日新疆阿克陶县木吉乡发生MS6.7地震,发震构造为公格尔山拉张系北端的木吉断裂,断裂总长度超过100 km,以右旋走滑为主兼有一定的拉张分量。文章在对震区进行了初步的地震地质灾害调查,总结砂土液化和地裂缝在高原季节性冻土地区的分布及发育特点的基础上,发现:1)在研究区Ⅰ维日麻村的砂土液化主要沿原有泉眼或沿地裂缝发育,沿泉眼形成的砂土液化其喷砂锥的覆盖面积达36.1 m2,占总液化面积的60%,研究区Ⅱ布拉克村的砂土液化则主要是沿草甸的根系喷出,在地表形成大面积的最新涌水结冻特征;2)对研究区Ⅱ布拉克村地裂缝的深度进行统计,反演出区域冻土层厚度,结合探槽揭露的地层剖面,推断冻土层发生大面积地裂缝是因为地震引起冻土层下部融土层发生砂土液化导致土层变形失稳,从而使冻土层发生形变产生一系列规律性的地裂缝。     

砂与黏土混合物强度特性环剪试验研究

为分析砂和黏土混合物的强度特性,将石英砂和高岭土按不同质量比配制试验土样,开展了一系列固结排水条件下的环剪试验。通过设置轴压为75 kPa、150 kPa、300 kPa和600 kPa状态下开展试验,得到土样剪切角与剪切应力的关系曲线。根据试验曲线的峰值剪应力,通过莫尔-库仑准则得到土样的黏聚力和摩擦角。结果表明,砂和黏土混合物的黏聚力在5~18 kPa范围内波动,当高岭土含量为50%时黏聚力值达到最小值。当高岭土含量小于50%时,摩擦角随高岭土含量增加略有减小;当高岭土含量超过50%时,摩擦角随高岭土含量增加而减小的趋势更明显。     

浙西下寒武统大陈岭组地震液化脉微量元素特征研究

地震液化脉是地震作用引起的软沉积变形的重要构造之一,前人对脉体形态学和动力学做了大量的研究工作,但对其成因的微观地球化学行为研究较少。笔者采取开化裴岭脚剖面2期地震事件沉积的3套地震液化脉层样品21块,分别对其脉体和含脉体围岩做了微量元素分析。结果显示,液化脉中Cs、Ba、Th、Zr、Hf、Cr、Rb、Nb等反映陆源性质元素明显高于含脉体围岩,而Sr、Y、Ni反映海相沉积特征元素则表现为含脉体围岩高于脉体。通过对V、Mo富集度和微量元素特征参数Sr/Ba、Th/U等的综合研究,发现液化脉体表现为氧化环境,含脉体围岩为还原环境,且脉体和围岩均具有淡水作用特点。研究认为,早寒武世大陈岭期白云质灰岩沉积过程中有蚀源区陆源碎屑物的补入;在地震突发振动力作用下,富含水的软沉积层液化泄水,因化学沉积物和碎屑沉积物性质的差异,塑性碳酸盐沉积物随水部分流失,使得单位体积内碳酸盐沉积含量低于围岩,导致脉体中更富陆源物质;地震事件沉积层属潮上带,特别是地震液化泄水后期至成岩期,含地震液化脉沉积层曾暴露地表,受后期陆源物的再补给及大气降水淋滤蚀变作用影响,表现为古气候和古盐度异常,为浙西大陈岭组浅水沉积提供了地球化学的证据。     

胜利东二号露天矿6煤层直接液化性能评价

基于褐煤直接液化特性与煤性质的关系,从煤岩组分和煤质基本性质出发,结合前人对与褐煤直接液化相关的煤岩组分和煤质指标研究成果,通过采样测试与收集数据,探讨了胜利煤田东二号露天矿6煤层煤岩组分、灰分、挥发分、H/C原子比对其直接液化的影响,提出了褐煤作为直接液化的指标要求范围。结果表明:该煤层活性组分(腐植组和稳定组)含量较高,挥发分含量大于35%、H/C原子大部分大于0. 70、浮煤灰分大部分小于10%,符合液化指标要求,可作为较理想的直接液化原料煤。     

1957-2014年库布齐沙漠地面风场特征

风对沙漠化过程具有重要影响,起沙风是塑造沙漠地貌格局的主要动力。根据1957-2014年库布齐沙漠周边4个基准气象站的地面风资料,从风速、风向和输沙势等方面分析库布齐沙漠的地面风场特征。结果显示：（1）库布齐沙漠的起沙风频率与平均风速有很高的相关性;（2）年平均风速为2.7 m·s^-1,全年盛行风向为WNW-NW,为中等变率锐双峰风况,合成输沙风向约为310°。4月风速最大,为中等变率环境;8月风速较小,为高变率环境;1月风速最小,为低变率环境。3-6月风速最大,风向集中度一般;11月至翌年2月风速较大,风向集中度高;7-10月风速最小,风向集中度差;（3）20世纪80年代中后期和2007年前后风速、起沙风频率和输沙势发生了较大变化,尤其是2007年前后由减小向增大发展;（4）大气环流和地表粗糙度的改变是库布齐沙漠地面风场变化的重要原因。     

策勒沙漠-绿洲输沙及动力环境特征

利用2012年4月9日—5月9日策勒沙漠和绿洲内部测点的输沙及气象资料,分析了沙漠与绿洲内部沙尘传输的差异性,并从风动力环境上揭示了成因。结果表明:(1)观测期间,通过沙漠测点100 cm(宽)×200 cm(高)断面的沙尘总量为117.5 kg,通过绿洲内部棉田相同断面的沙尘总量为15.1 kg,比沙漠测点减少了87.1%;(2)过渡带和防护林带对风速的消减作用明显,观测期间,沙漠测点起沙风的持续时间为97.4 h,棉田测点仅为18.9 h;(3)观测期间,沙漠测点的总输沙势为114.2 VU,合成输沙势为72.8 VU,合成输沙方向为65.5°;棉田测点的总输沙势为16.1 VU,合成输沙势为15.1 VU,合成输沙方向为104.5°。荒漠过渡带和绿洲防护林通过降低绿洲内部的风速,改变动力环境,削弱沙尘在绿洲区的传输。