拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制及其稳定性研究

拉裂-滑移式黄土崩塌是黄土地区高速公路建设过程中常见的一种崩塌灾害。根据土体极限平衡方程,得到黄土斜坡后缘最大竖直拉张裂隙深度。引进水致弱化函数,分别建立了竖直裂隙面介质及潜在滑移面介质的本构方程。根据崩塌体能量守恒原理及尖点突变理论,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患的尖点突变模型。根据该模型,探讨了拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制。认为黄土斜坡开挖后,后缘形成拉张裂隙,在裂隙充水的作用下,竖直拉张裂隙的剪切模量增大,潜在滑移面的剪切模量减小,当黄土含水饱和度达到一定程度时候,系统发生突变,滑裂面形成,土体重心不断向临空面移动。其重心一旦滑出陡坡,就会产生崩塌。根据极限平衡方程,结合摩尔-库仑定律,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患体的稳定性计算公式。研究结果对黄土崩塌治理的设计与施工具有重要参考价值。     

岷县漳县6.6级地震黄土场地放大效应地脉动测试研究

2013年7月22日甘肃岷县漳县MS6.6级地震在极震区出现了黄土场地放大效应,为了从理论上解释黄土场地放大效应的原理,本文利用地脉动测试了极震区2个典型的黄土场地进行研究。结果发现:在黄土覆盖地区场地卓越频率特征显著,即在同一区域内山顶卓越频率较低,集中在1～2Hz,山沟卓越频率较高,集中在3～6Hz;同时,黄土场地随着高程的增加表现为厚黄土分布特征,其场地卓越频率在1.3～1.8Hz,与地震观测波的卓越频率1.0Hz接近,呈现出较明显的场地放大效应。结果与实际受灾情况相符。     

黄土的震陷性与其微结构特征的关系研究

借助电镜扫描分析手段，对Q3震陷性黄土的微结构特征、颗粒形态等进行了分析。结果表明黄土的显微结构对震陷系数有较大影响，并与震陷的临界动应力关系密切。通过孔隙含量的定量测试分析，探讨了中大孔隙对黄土震陷影响，并对土样的微结构某些指标进行了比较和分析。     

地下地膜截水墙--一种新的节水农业技术

简要分析了西北黄土梯地和四川紫色土旱坡地土壤水侧向运移的特点,介绍了地下水地膜截水墙阻断土壤水分侧向支移,保持耕地土壤水分,抗旱增产的基本原理和建设技术。陕北米脂黄土梯田的试验结果表明,该技术可以有效地减少梯田梯坎蒸发,增产效益显著。     

冲击压实技术在处治湿陷性黄土地基中的应用

基于冲击压实技术在某高速公路工程中处理湿陷性黄土地基的应用实践,通过土工试验和现场沉降观测试验,对冲击压实前后地基土的湿陷性、干密度、孔隙比、压缩模量及路基的沉降变形随土层深度、碾压遍数的变化规律进行了系统的研究。研究表明,冲击压实能使土的物理力学性质得到很大改善,路基的整体强度得到均匀提高,使得地基产生很大的沉降,是传统压实机械所达不到的。因此,冲击压实技术在处治湿陷性黄土地基中是有效的和实用的,而且生产效率高,有很好的发展和应用前景。     

中原邙山黄土与末次间冰期以来古季风特征

中原邙山赵下峪剖面出露S10以上黄土地层,厚度大于172.1m。末次间冰期S1古土壤厚15.7m,末次冰期L1黄土厚达77.3m,其中晚冰阶L1LL1黄土、间冰阶L1SS1古土壤和早冰阶L1LL2黄土分别厚41.6m、13.2 m和22.5 m。邙山黄土是厚度最大的晚更新世黄土地层剖面之一,记录了丰富的气候环境变化信息。用SPECMAP氧同位素曲线确定的阶段界限的日历年龄为标定点和磁化率年龄模式,获得相应的时间标尺,据以计算出S2以上各层段的平均沉积速率和分辨率。邙山黄土倒数第二间冰期以来不同冰期或冰阶与间冰期或冰阶的粒度、平均沉积速率和分辨率有很大的差异,其中以末次冰期晚冰阶L1LL1黄土的平均沉积速率为最高,达3.45 mm／a,而末次问冰期S1古土壤的沉积速率亦高达0.28 mm／a。本文主要根据赵下峪剖面的磁化率和>45μm粗颗粒含量变化曲线,并与格陵兰GRIP冰心和深海SPECMAP氧同位素曲线对比,讨论末次间冰期以来古季风特征及其相互关系。     

强降雨作用下黄土陡坡开裂特性测试

降雨诱发黄土边坡失稳具有严重的破坏性。为了研究强降雨条件下黄土陡坡的开裂特性,在陕北吴起开展了黄土陡坡现场人工模拟中雨和大雨试验,分析了坡体含水率及土压力响应,总结了边坡开裂特征、开裂模式及土工布隔离槽的工程效应。研究结果表明：24 h中雨条件下黄土陡坡含水率和土压力上升幅度有限,而144 h大雨条件下边坡表层形成较大厚度的临近饱和区且表层土压力增长明显;144 h大雨条件下黄土陡坡的破坏顺序为坡顶开裂—坡面鼓胀—局部滑动贯通,并且坡顶开裂具有易发性和先导性;边坡破坏模式为自坡顶至坡面的贯通浅层破坏。     

运城盆地栲栳塬晚更新世地层序列及地质意义

古汾河改道是运城盆地新生代时期一次重要的地表巨变过程,对于古汾河改道时限目前仍存在着中更新世和晚更新世2种观点,尚未有统一的定论。研究以运城盆地栲栳塬晚更新世沉积序列为调查对象,在光释光测年的基础上,厘定了沉积序列转换的关键时限;结合碎屑锆石U-Pb同位素测年,分析了栲栳塬晚更新世沉积序列的成因及地质主控因素。研究认为：运城盆地栲栳塬晚更新世沉积序列具有双层结构的特点,下部为一套河流相砂体,上部为一套风成相黄土,二者之间的界限大约在7.6～6.3万年;碎屑锆石年龄序列对比分析认为,栲栳塬晚更新世早期的河流相沉积与运城盆地汾河古河道的沉积特征基本一致,晚更新世中期,由于峨眉台地的区域性抬升,古汾河发生改道进而退出运城盆地,栲栳塬早期的河流相沉积之上开始接受持续的风成相沉积;运城盆地晚更新世中期的构造抬升事件在鄂尔多斯盆地周缘均有响应,预示着青藏高原在该时期存在一期明显的构造隆升,其远程效应是造成汾河改道退出运城盆地的主要动力。该研究成果从沉积角度为运城盆地古汾河的改道时限提供了新的证据。     

陕北黄土丘陵区乡村聚落土壤水蚀观测分析

通过2004年6月至10月, 在陕北对降雨形成的乡村聚落土壤侵蚀的定位观测, 其结果表明：①乡村聚落的平均径流系数为0.335, 其中延安最大, 为0.44;榆林和绥德较小, 分别为0.293、0.272。同时, 道路和庭院的径流系数较大, 分别为0.39、0.377, 户间空地较小, 为0.277;②径流平均含沙量以户间空地最大 (52.54 g/l), 次为户间道路 (41.42 g/l), 而院落径流含沙量较小 (17.78 g/l);③乡村聚落的平均侵蚀强度为5434.3 t/km², 已达强度级侵蚀, 其中户间道路、户间空地侵蚀较大, 分别为7348 t/km²、6873 t/km², 庭院相对较小, 为2081.7 t/km²;④乡村聚落土壤侵蚀的变化, 受人为影响更加突出。说明黄土高原乡村聚落土壤侵蚀较严重, 并且具有特殊性, 不可忽视, 应加强研究和防治。     

“巫山黄土”元素地球化学特征及成因和物源意义

为了探讨“巫山黄土”的成因及物源,对剖面73个样品进行了常量元素测试和分析,并与已知典型的黄土剖面的元素地球化学特征进行了比较．结果表明:（1）“巫山黄土”主要化学成分以SiO₂、Al₂O₃和TFe₂O₃(TFe₂O₃=Fe₂O₃+FeO)为主,三者的平均含量之和为84.84%,与上部陆壳(UCC)（86.2%）、洛川黄土（85.34%）、镇江下蜀土（86.76%）均非常接近。（2）“巫山黄土”常量元素质量百分含量与洛川、甘孜黄土和西风红黏土的均比较接近,显示了具有相同或相近的沉积环境和类型。（3）“巫山黄土”的TiO₂/Al₂O₃-K₂O/Al₂O₃的数据点主要分布区域与镇江下蜀土与川西的甘孜黄土大致相同,经UCC 标准化后的“巫山黄土”分布曲线与其它风成黄土也显示了较好的相似性,从而说明“巫山黄土”具有风积成因的特点。（4）元素比值分析显示“巫山黄土”与甘孜黄土、洛川黄土均十分相近,在Mg/Mn、Al/Mg、Fe/K方面与甘孜黄土更为接近,而在Mg/Ca 、Si/Al方面与洛川黄土更为一致,可能与两处黄土同源。