中国东部南北方过渡带淮河半湿润区全新世气候变化

淮河流域位于中国东部的南北方过渡带, 属于半湿润区气候环境, 这里既有冬季风从北方干旱半干旱区携带而来的粉尘堆积, 又有江淮地区特有梅雨天气, 但与北方干旱半干旱区和南方湿润区均存在着差异, 因此其古气候环境变化对于理解东亚古气候格局具有十分重要的意义, 然而由于缺乏合适的材料, 对淮河流域古气候的研究一直是全球变化研究中空白地区。本文针对襄城的一个全新世黄土-古土壤连续剖面, 根据粉尘沉降动力学原理, 利用粉尘搬运距离、风力强度、春季近地面气温和有效湿度等几个半定量和定性指数, 分析了淮河流域的全新世气候波动特征, 结果表明:1)淮河半湿润区与北方干旱半干旱区的湿度变化总体有反向波动趋势。大约7.0~3.8ka B.P. 是北方粉尘源区的全新世适宜期, 而在淮河流域环境只有小幅改善。淮河流域的适宜期在大约3.8~1.8ka B.P. 期间, 晚于北方干旱区。2)淮河流域全新世时期冬季风强度一直在持续减弱, 而有效湿度一直在持续增加。大约1.8ka B.P. 以来形成的黄土层是因粉尘源区扩展所致, 并非因冬季风加强。3)淮河流域这种异于北方干旱半干旱区的全新世气候特征是由于印度季风减弱、西太平洋副高西伸增强造成江淮地区梅雨加强, 同时也是淮河地区冬季风减弱致使梅雨带北移的共同作用所造成的。     

高应力状态下的黄土抗剪强度特性研究

土体抗剪强度包络线在一定的应力范围内可近似看做直线, 一般工程中直剪试验正应力和三轴试验围压常为0～400kPa, 试验可得出以黏聚力c和内摩擦角确定的强度。在黄土地区, 人工和自然边坡可超百米, 坡内应力自低到很高变化范围大, 对该类高边坡需考虑强度参数随应力状态的变化。本文先通过线弹性有限元模拟一黄土高边坡应力场。以潜在滑面上关键点的应力为固结应力进行三轴压缩试验(NCTC)。为了对比分析, 又进行了100kPa、200kPa、300kPa、400kPa围压下的三轴压缩试验(CTC)。结果表明, 考虑黄土高边坡应力状态时, 由总应力莫尔圆得到的强度包络线为曲线, 直线型莫尔-库伦强度准则不适用; 而有效应力莫尔圆的到的强度包络线可为直线, 其有效强度参数高于CTC试验。在-应力空间中, NCTC试验总强度包络线和有效包线均位于CTC试验强度包线之上, 抗剪强度高, 这同固结应力高且为偏压固结有关。     

山西吕梁黄土崩滑类型及发育规律

山西吕梁地区地质环境脆弱,属于晋西黄土高原崩塌、滑坡地质灾害易发区。黄土崩滑地质灾害给当地造成了巨大经济损失和重大人员伤亡。通过对吕梁地区地质灾害调查,结合原位测试与室内试验,研究了吕梁地区黄土崩滑地质灾害类型和发育规律。依据构成边坡的地层岩性与地质结构、滑动面发育位置,将吕梁地区黄土滑坡类型划分为:Q3单一黄土层内滑动和Q3-Q2-N2组合地层结构层内滑动两种类型; 按破坏模式将吕梁地区黄土崩塌类型划分为:倾倒式、垮塌式和剥落式3种类型。调查还发现空间上黄土崩滑灾害主要发育在柳林县、临县、石楼县和中阳县4县,且主要沿公路、铁路等交通线路呈条带状分布; 时间上具有明显的年周期变化规律,汛期(6～10月)高发,特别是主汛期(7～8月)。最后对Q3-Q2-N2组合地层结构层内滑坡发育机理进行了初步探讨,认为吕梁地区人工开挖和降雨耦合作用是诱发吕梁地区黄土滑坡和崩塌的最主要因素。     

黄土边坡植物根系固土护坡效应研究

黄土高原生态环境脆弱,且随着人类工程活动日益频繁,黄土滑坡等地质灾害问题也日益严重。植物护坡是恢复黄土边坡生态和防治黄土边坡地质灾害的有效手段。本文基于延安地区黄土边坡调查,通过植物科属分布及密度,及其在边坡植被群落结构中的生长特征等分析,查明植物生长特征与边坡生境的相关联系,筛选适宜当地环境的护坡树种;通过原位试验,分析植物根系固土护坡效应;最后在总结上述研究成果的基础上,提出了该地区适宜的护坡植物,为陕北地区黄土边坡植物防护设计提供了理论依据。本研究成果能促进植物在西北黄土地区的工程应用,为西北黄土边坡复合型生态防护技术提供指导。     

黄河源玛曲段全新世风成黄土-古土壤序列风化成壤特征以及古气候演变

通过对青藏高原东北部黄河源开展广泛细致的野外考察,选择位于玛曲段黄河左岸第二级河流阶地（T2）之上,赋存典型风成黄土-古土壤序列的达尔琼东（DEQ-E）剖面进行系统采样。在室内对采集样品进行了磁化率、烧失量、吸湿水、粒度、土壤微形态、地球化学元素和光释光（OSL）测年等综合分析,结论表明：(1)黄河源玛曲段DEQ-E剖面地层序列由上至下依次为现代草甸土层（MS）-全新世中期古土壤层（S0）-全新世早期过渡性黄土层（Lt）-阶地漫滩相沉积层（T2-al）;(2)黄河源玛曲段DEQ-E剖面风成黄土-古土壤序列风化成壤强度呈现出全新世中期古土壤层（S0）>全新世早期过渡性黄土层（Lt）>现代草甸土层（MS）的变化特征;(3)黄河源全新世的古气候演变可分为3个阶段：全新世早期（11000 a BP—9000 a BP）,西风势力减弱,东亚夏季风逐步增强,气温趋于变暖,降水有所增加;全新世中期（9000 a BP—3100 a BP）,东亚夏季风作用强盛,气候整体温暖湿润;全新世晚期（3100 a BP以来）,东亚夏季风衰退,西风势力有所增强,导致气候转向干冷。该研究成果有助于理解青...     

挖深不同情况下基坑支护结构性状研究

崩塌是黄土高原地区最常见、致灾最为严重的地质灾害之一。本文通过野外钻探,采用原位地震波测试的方法,详细分析了离石黄土崩塌隐患体内部的波速结构特征。结果发现,在竖直方向上,地震波速整体随深度增加而增大;水平方向上,地震波速自边坡坡面向坡体内部逐渐增大。结合数值模拟,发现崩塌隐患体由于受到卸荷回弹作用的影响,产生了指向坡外的形变。形变增量的大小与距离边坡坡面的远近有关,距离坡面越近形变增量越大,致使对应土体的密实度减小。密实度的减小是隐患体内部波速存在差异的重要原因。研究表明,利用地震波速的变化规律可以宏观反映崩塌隐患体内部结构特征,进而指导黄土崩塌地质灾害的防治研究。     

陕北黄土高原工程地质分区研究以志丹县为例

本文在以地貌特征为基础,充分利用地貌特征对工程地质规律性的控制作用,结合陕北地区地质结构特点、地下水埋藏条件、地质灾害发育状况等工程地质条件,对陕北地区的工程地质进行了简单的区划。在此基础上,以志丹县为例,结合区域内各地层岩土的物理力学性质指标及河流水系侵蚀状况,将志丹县分为黄土梁状低山丘陵区、黄土梁峁丘陵沟壑区、土石山区以及河谷区,并对黄土梁峁丘陵沟壑区的地层条件进行了较为详细的描述。本文的工作不仅为更深层次、更系统、更全面、更科学地认识陕北黄土高原黄土的工程地质特征提供了第一手可依据的基础资料,同时也可为类似条件下的工程地质分区评价提供参考。     

粒度组成与结构性对非饱和黄土基质吸力的影响研究

为了研究粒度组成与结构性对非饱和黄土基质吸力的影响,取泾阳L5黄土,采用水洗法分选土样,制备原状、重塑、分选细粒和分选粗粒共4个试样,测得其土水特征曲线与粒径密度分布曲线,实验结果表明原状样的结构性增大了黄土的最大孔隙半径,增加了黄土孔隙分布的均匀性,导致SWCC的进气值减小,含水率的快速下降段斜率变缓。去除结构性的土粒粒度组成的密度分布优势峰值对SWCC的进气值具有明显的影响。     

非饱和黄土渗透性规律的土柱试验研究

黄土边坡的变形破坏一般与地表水入渗导致的地下水位上升有关。然而,现场观测发现黄土地区地表水入渗深度有限,降雨的湿润峰一般在2m以内。自湿润峰以下至地下水位之间很长一段的含水率是不变的,那么地表水是如何补给地下水的,一直存在争议。为此,本文利用甘肃正宁县地区的Q3黄土重塑样进行非饱和渗透特性的土柱试验。在一个4m高的玻璃桶内制备土样,土柱上按一定间距插入水分计探头,在顶部按每天1000mL水量均匀渗入水,测得给定时间沿土柱的含水率剖面。结果发现,随着补给时间的延长,湿润峰下移,湿润峰经过的上半土柱含水率几乎不变,当湿润峰到达土柱底部时,形成潜水位,这和现场观察的现象一致。这说明在地表活动带以下,饱和带以上,虽然土的含水率不变,但存在着稳定非饱和渗流,这是黄土地区地下水的唯一补给方式。     

基于遥感解译的西吉县黄土地震滑坡分布特征研究

1920年海原8.5级大地震在位于Ⅸ、Ⅹ度区的西吉县境内诱发了大量的群发性黄土地震滑坡,造成了惨重的人员伤亡和严重的生态破坏。本文在野外调查的基础上,运用Google Earth影像解译手段对研究区内的314处滑坡进行总结研究。总结了研究区地震滑坡的分布特征,并对滑坡形成的主要影响因素进行分析。根据本文的研究成果,对宁南山区的工程选址、建设开挖及防灾减灾工作提出几点参考建议。