有明黏土各向异性固结特性的试验研究

由于大多数黏土矿物是片状的,在沉积和随后的固结过程中黏土颗粒和组构单元趋向水平定向排列,使天然沉积黏土呈现各向异性的固结特性。通过垂直切和水平切试样的恒应变速率固结试验研究了日本有明黏土的各向异性固结特性。试验结果表明,水平切试样的先期固结压力pch与垂直切试样的先期固结压力pcv的比值在0.5～1.0之间,主要是因为天然沉积黏土各向异性的屈服轨迹以及垂直切和水平切试样所经历的应力路径不同;在正常固结阶段,水平切试样的固结系数ch与垂直切试样的固结系数cv之比约为1.43,水平切试样的渗透系数kh与垂直切试样的渗透系数kv之比约为1.40,水平切试样的体积压缩系数mh与垂直切试样的体积压缩系数mv基本相等。因此,有明黏土固结系数的各向异性主要是因为渗透系数的各向异性,而渗透系数的各向异性本质上是因为其微观结构的各向异性。     

青藏高原东南缘芒康地区河流地貌演化的磷灰石U-Th/He记录

青藏高原东南缘地处印度与欧亚板块碰撞侧向逃逸的特殊构造部位,地势起伏相对较缓,形成三江并流的独特地貌格局.然而,对于东南缘大尺度地形地貌形成机制与水系演化的认识仍存在很大的分歧.本文获得的澜沧江流域芒康地区5个基岩样品磷灰石U-Th/He年龄表明该地区在早-中中新世(23～15Ma)经历了一次区域性冷却事件,且冷却速率在5Ma期间从40℃/Ma降低到28℃/Ma以下.目前可获得的青藏高原东缘-东南缘的低温年代学数据表明:尽管川西-藏东-滇北一带具有相似地貌特征,但高海拔、低起伏地貌面的形成是穿时性的,不能将它作为一个区域上连续的等时面来计算和探讨一个统一的区域抬升启动时间;三江地区地形属于非稳态的过渡型地形,尤其芒康-左贡地区剥蚀速率的差异比较清晰地展示了澜沧江流域地形演化处于非稳态期.此外,河流下切是塑造澜沧江流域的地形地貌主要驱动力之一:干流的侵蚀速率远远高于支流的侵蚀速率;河流下切强烈的地区(如德钦)对应的侵蚀速率及地形起伏度都较大,芒康地区微弱的地形起伏度取决于较低的侵蚀速率.第三纪以来的印度-欧亚板块碰撞导致青藏高原崛起的同时,也对周边尤其藏东南三江地区的地形地貌塑造及气候变化产生重大的影响.     

二氧化碳地质封存中的水-岩反应动力学模拟:进展及问题

水-岩相互作用地球化学模拟是基于化学热力学和化学动力学原理,用数学方法定量刻画水-岩体系化学反应过程的研究方法,是研究自然或人为因素影响下地下水系统地球化学演化的重要手段之一。针对二氧化碳地质封存中水-岩相互作用,从5个方面,包括动力学速率方程的建立、更多矿物动力学参数的获取(如片钠铝石和铁白云石等的反应表面积等参数)、实验数据尺度效应的影响以及微生物作用等其他影响因素的分析等,评述了在人工注入大量CO2条件下深部咸水层中的水-岩-CO2相互作用的动力学过程模拟研究的现状,并指出相关矿物(如片钠铝石)动力学参数的缺乏及实验室尺度效应以及可能的微生物过程的影响等是目前存在的主要问题。阐明了水-岩相互作用地球化学模拟是研究动力学过程,特别是CO2咸水层注入情景下,千年-万年时间尺度上的最重要且唯一的手段,提出未来需要研究的关键问题是各种矿物动力学参数的准确获取和对实验数据尺度效应及微生物过程的考虑。     

利用河流阶地约束活动逆冲- 褶皱构造变形速率的不确定性：以天山北麓为例

河流地貌，特别是河流阶地是新构造与构造地貌、活动构造研究的一个重要对象，常用来刻画下伏构造变形的速率与时空模式，但利用河流地貌约束构造变形速率存在潜在的不确定性。基于十多年在天山北麓开展的构造地貌研究，认为不确定性主要包括以下4个方面：① 与阶地定年策略有关的不确定性。对于晚更新世末—全新世的年轻阶地，利用阶地沉积顶部年龄和上覆堆积底界年龄分别约束得到的变形速率可能存在比较大的差异，本研究中这种差异为50%；对于更老阶地，用这两个年龄限定的变形速率差异不大。② 与阶地对比有关的不确定性。沿背斜走向，河流过程对构造活动（如背斜基岩抬升）的响应存在时间上的不同步性。因此，对于发育在同一背斜构造上的不同河流，用某条河流已定年阶地的年龄，基于河流间的阶地对比确定另一条河未定年阶地的年龄，可能会导致阶地年龄不可忽视的偏差，进而造成对变形速率及其时空模式的误判。③ 与河流阶地位相相关的不确定性。不同成因的阶地均能呈现特定的阶地位相（向下游收敛或发散），这不利于基于阶地拔河高度的上下游阶地对比，也不利于利用阶地探讨构造活动的空间特征。④ 对于跨背斜或者断层的地貌面，由于背斜翼部或断层下降盘相对构造下沉，早期形成的地貌面将被后期的沉积物埋藏，这增加了利用该地貌面准确刻画下伏构造变形特征的难度，相关工作也要求构造两侧的变形参考面为同级地貌面。以上不确定性在利用河流地貌刻画逆断裂- 褶皱构造变形特征的研究中需要予以注意。     

活动构造对高原边界侵蚀速率空间分布的控制作用——以龙门山地区为例

利用穿过龙门山地区的河流水文与泥沙资料估算该地区现代侵蚀速率,进而研究探讨其空间分布的不均匀性.年代尺度的现代侵蚀速率空间分布表明,高侵蚀区分布于控制高原边界的龙门山活动断裂带和岷山活动断裂带附近且位于逆冲断裂上盘宽约50km范围内,其值达0.5～0.8mm/a.在地形上,该高侵蚀速率区对应于陡峭高原边界的地形陡坡带....     

采用环剪仪对超固结黏土抗剪强度特性的研究

利用大型高速环剪仪,对不同超固结比、法向应力和剪切速率下的超固结饱和黏土的峰值强度和残余强度特性进行了研究,并对循环荷载作用前后残余强度的变化进行了初步探讨。试验结果表明,（1）超固结比对超固结黏土的峰值强度和残余强度有着明显的影响;（2）在剪切速率相同的条件下,土体达到残余强度时的位移取决于现存的应力状态,而与应力历史无关;（3）剪切速率越大,峰值强度随之增大,达到稳定残余强度时的剪切位移也随之增加,但剪切速率的变化对残余强度值几乎没有影响;（4）在循环荷载作用下残余强度不同程度的降低,最大降低幅度达12.2 %;当土体剪切面为不规则剪切带时,施加循环荷载后出现残余强度上升的现象。     

黄土高原第四纪粉尘沉积速率的时空变化及其意义

本文系统地计算了黄土高原洛川、西峰、宝鸡、西安刘家坡、兰州九洲台、西宁大墩岭黄土剖面的粉尘沉积速率,发现粉尘沉积速率除随冰期、间冰期具有明显波动外,还呈现时间上由老向新的阶段性升高,空间上由西北向东南降低的总体趋势。第四纪以来,黄土高原粉尘沉积速率出现了几次异常增高的时期,它们与青藏高原隆起时段相吻合。距今约70万年,该区冬季风出现重大调整,冬季风风力明显的逐步增强,风向偏转到NW方向。粉尘沉积速率可作为我国冬季风强弱变化的较好指标。     

新疆湿地资源时空变化特征及其原因分析研究

以新疆第一次（2000年）和第二次（2011年）湿地资源调查中相同的347块湿地为研究对象,利用3S技术,对CBERS、SPOT5和LandsatTM遥感数据进行调查监测,并结合野外实地验证,比较分析新疆湿地资源的时空变化状况及其原因。结果表明,新疆湿地总面积呈减少的趋势,其中河流湿地和沼泽湿地面积增加,分别增加29162 hm²和17130 hm²,湖泊湿地和人工湿地面积减少,分别减少126618 hm²和19391 hm²;各湿地型中,永久性河流、草本沼泽、森林沼泽和季节性咸水沼泽面积有所增加,洪泛平原、内陆盐沼、永久性 淡水湖、季节性淡水湖、季节性咸水湖和库塘湿地面积减少。新疆湿地面积总变化率-7%,各湿地类型中,面积变化率最大的是湖泊湿地（18%）,呈减少趋势;最小的是沼泽湿地（5%）,呈增加趋势。湿地面积变化的主要原因是气候变化和人类活动。     

华北地区冬小麦光合作用的光响应曲线的特征参数

在冬小麦各生育期测定了田间叶片光合作用速率及其相应的气象要素, 拟合了各生育期的光合作用的光响应曲线.得出它们的几个特征参数:初始量子效率、最大光合速率和凸度.在华北地区冬小麦的整个生育期, 初始量子效率大多在0.050~0.075之间变化, 最大光合速率在5~25 μmol·m-2·s-1之间变化.表明初始量子效率随生育期的变化不大, 最大光合速率在营养生长期较高, 为20~25 μmol·m-2·s-1, 在生殖生长期, 随着叶片氮、磷、钾等营养元素含量的下降, 叶片的最大光合速率显著降低.     

太湖西北部典型疏浚/对照湖区内源性营养盐释放潜力对比

通过采集太湖西北部闾江口、八房港、月亮湾和竺山湾疏浚区与未疏浚对照区8个样点共32根沉积物柱状样于室内进行内源负荷模拟研究和沉积物基本性质分析发现,除闾江口疏浚区沉积物总磷和可交换态磷含量高于未疏浚区外,其余指标如烧失量、总氮、可交换态氮等均表现为未疏浚区沉积物高于疏浚区沉积物的特征,说明疏浚区沉积物营养盐的释放潜力低于未疏浚对照组.八房港、月亮湾以及竺山湾疏浚区沉积物铵态氮、正磷酸盐的潜在释放速率均比相应未疏浚对照区沉积物低,疏浚区沉积物铵态氮的潜在释放速率分别是未疏浚区的65.3%、88.8%和21.9%,正磷酸盐的潜在释放速率分别是未疏浚区的-26.6%、11.3%和50.2%.而闾江口疏浚区沉积物铵态氮和正磷酸盐的潜在释放速率却远高于未疏浚区(疏浚区分别为未疏浚区的2.6倍和6.4倍),这可能与闾江口水体呈现弱还原环境及沉积物中有机质含量高有关,另外也可能与闾江口沉积物污染物的赋存深度和疏浚工程的疏浚深度有关.