新疆伊犁KDZ水电站引水渠道湿陷性黄土渠基处理方案及技术要点探析

湿陷性黄土作为一种不良地基,对工程安全造成严重威胁,近年来水利工程运行中由于湿陷性黄土基础沉降变形等引起的工程事故多发。目前建筑工程中湿陷性黄土处理的措施较为成熟,水利工程中湿陷性黄土地基处理仍在探索之中。本文结合新疆伊犁KDZ水电站引水渠道湿陷性黄土渠基处理的分析论证,总结出笔者对水利工程湿陷性黄土地基处理的关键性问题及技术要点的认识,可供勘测设计人员在类似条件下进行水利工程湿陷性黄土地基处理设计时参考。     

黄土高原古气候变化定量重建的新进展

中国黄土- 红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造- 千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,黄土高原古气候变化研究逐步从定性描述拓展到定量重建,本文旨在回顾基于中国黄土定量重建古温度和古降雨变化取得的重要进展。首先,梳理了古气候要素定量重建的指标和方法,古温度重建指标包括植硅体、碳酸盐耦合同位素、微生物脂类代用指标等;古降水变化敏感指标包括磁化率、白云石/方解石含量、生物微钙体Sr/Ca比值、有机碳同位素以及10Be等。然后,汇总了典型黄土剖面定量重建的古气候变化序列,分别从构造、轨道及千年时间尺度上探讨了古温度和古降雨的变化特征。结果表明,基于生标重建的不同时间跨度的土壤古温度变化序列,在冰期—间冰期尺度上的波动特征基本一致,但在冰盛期—冰消期时段出现了增温超前现象,说明陆地植被对土壤温度变化有重要调制作用。然而,不同指标重建的降水变化幅度差异较大,主导周期也存在差异,说明定量重建降水变化仍有较大挑战。最后,简要总结了黄土高原古气候定量重建存在的问题,明确了区分温度和降水季节性变化的重要性,指出加强地质记录与模拟结果的对比同化,将有助深化对多尺度季风变化动力学的理解。     

基于交叉小波与小波相干的黄土高填方体浅表层水分相关关系研究

探究黄土高填方边坡浅表层水分间的复杂关系是防治坡体浅层水土灾害的基础,本文以延安安塞某黄土高填方体为对象,开展了现场原位长时序监测,并通过交叉小波与小波相干分析方法,研究了坡面效应影响下黄土高填方边坡浅表层水分间的相关关系。结果表明：小波分析方法可用于半定量化研究黄土高填方边坡内外部水分间的相关关系,其优势是可在时域和频域上清晰表现两个时间序列的相关性与变化细节;降雨和边坡浅层土壤水之间存在两个主要的共振时间尺度0.06～1.78 d和3.56～28.47 d,在两时间尺度段内降雨与浅层土壤水的相关性呈增强趋势,即两者的相关性强弱存在明显时间尺度依赖;土壤水间的相关性强弱和交换转化剧烈程度可用显著相干面积百分比(PASC)表示,边坡不同位置PASC的平均值大小为坡顶(36.39%)<上坡段(37.6%)<中坡段(39.17%),坡面提高了垂向土壤水间的交换转化程度;边坡坡面效应的存在不利于降雨向土壤水的转化,但增强了浅表层垂向土壤水间的交换转化。     

黄土基覆层边坡动力破坏特征的大型振动台试验研究

为了探讨黄土基覆层边坡动力破坏特征与加速度的响应关系,采用1︰20振动台试验,设置输入地震波幅值逐级增大,实时监测边坡裂缝试验全周期内发育规律,应用MATLAB动力破坏特征检测系统获取地表裂缝的基本信息,提出边坡表面动力破坏特征,并结合各工况监测点加速度峰值变化规律进行分析。得到如下结论：(1)输入加速度峰值0.6g时,坡顶和坡脚的裂缝宽度、裂缝面积均有跳跃性增长,表明土岩接触面部位土体已发生累进剪切破坏,滑面和坡面上的加速度峰值响应突变,振幅突变较大,表明边坡已经发生破坏。(2)沿坡面和滑面加速度放大系数均呈非线性增加,而沿坡面的放大系数在各工况下明显比沿滑面的大,说明加速度沿高程放大效应明显。(3)拉裂缝和剪切裂缝面积突增是边坡破坏的重要特征,贯通裂缝产生和加速度响应突变可以作为边坡动力破坏的依据。     

2006年4月17日北京特大降尘的地球化学特征

2006年4月17日北京遭遇了近年来最为严重的一次降尘天气。分析了降尘的主量、微量和稀土元素地球化学特征,并与洛川马兰黄土和几次北京降尘进行对比,结果显示本次北京降尘与洛川马兰黄土具有相似的元素分布模式,表明与黄土具有相似的物质组成,并在搬运过程中经历了充分的混合,同时,北京降尘与黄土相比具有一定程度的差异性,表现为北京降尘中Mg、Na相时富集,Ca明显亏损并含有较高的烧失量,降尘CIA值较低,表明降尘源区化学风化程度较弱,处于化学风化的初始阶段,降尘∑REE显著高于黄土,同时轻、重稀土分馏程度也较黄土高,4次北京降尘间稀土元素分布模式对比表明,粒度是影响重稀土元素间分馏程度不同的主要因素。     

渭河流域东部全新世黄土-古土壤剖面光释光测年及其记录的土壤侵蚀事件

在渭河流域东部老官台(LGT)全新世黄土-古土壤剖面中,系统采集了15个黄土释光测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)对这些样品的细颗粒混合矿物进行了光释光(OSL)测年,测定结果表明:红外之后蓝光释光([post—IR]OSL)的年龄偏大,红外释光(IRSL)的年龄偏小或与蓝光释光(BLSL)的年龄基本一致,应用IRSL和BLSL信号测定的OSL年龄整体偏小可能与测定样品中长石矿物的异常衰退有关,而[post—IR]OSL信号由于很少发生异常衰退问题,使得其年龄可靠性更高。基于测定的[post-IR]OSL年龄,结合该剖面的磁化率和粒度指标,进一步探讨了渭河流域东部自全新世以来发生的两期土壤侵蚀事件,第1期土壤侵蚀事件发生在约12.40～9.34 kaBP,即全新世大暧期来临之前的气候转暖期间;第2期土壤侵蚀事件发生在约4.60～3.76 kaBP,即全新世大暖期即将结束、气候开始出现恶化、黄河中游地区夏文化发展的时期,这为深入探索夏代发生的大洪水事件及其气候背景提供了科学依据,本区两期显著的土壤侵蚀事件的发现,揭示了东亚季风系统的不稳定性,表现为千年到百年尺度上的快速变化。     

万福矿井深部人工冻结粘土层的力学性状

根据万福矿井400m以下巨厚粘性土层取样进行的冻土力学性状试验结果,深部冻结粘性土的应力应变关系主要表现为应变软化特点,达到峰值应力之前显现较大幅度的屈服变形。从冻结效果看,-20℃是使深部粘性土力学性状发生明显变化的冻结状态界限值,冻结粘土样的强度明显提高,而蠕变性则明显降低,达到-20℃后,随着温度进一步降低,强度和蠕变性的变化则逐渐趋缓。     

盐酸羟胺-盐酸体系提取黄土中游离氧化铁

黄土中游离氧化铁是指示夏季风的替代性气候指标之一。使用经典的CBD法提取游离氧化铁实验过程烦琐,而且实验条件不同对浸提结果影响很大。本实验采用盐酸羟胺-盐酸体系在不同的温度下浸提黄土中的游离氧化铁。实验结果表明:温度对实验结果影响最大,盐酸浓度次之。与经典的CBD法进行对比,在一定的条件下可以代替CBD法,从而简化试验。     

末次间冰期兰州黄土记录中的粘土矿物及其环境意义探讨

本文研究了末次间冰肮分辨率兰州黄土（Ｓ１）２１个样口的粘土矿物，并与现代尘暴沉积物作了对比。研究结果表明，Ｓ１三个古土壤导春间所夹两个黄土层中的粘土矿物组合特征基本一致，以伊利石为主，其次为绿泥石和高岭石及少量伊／蒙间层矿物。粘土矿物的形成以碎屑成因为主，其一在剖面上的变化具有批示气候变化的意义。古土壤层中伊利石结晶度较黄土层中低，反映在气候温暖潮湿的条件下粘土矿物受到了不同和蔼的改造。粘土矿物总     

晚更新世末期东亚季风活动与陆架区沉积环境变迁

从距今 18 0 0 0年的最后冰期最盛时期到距今 10 0 0 0年开始的全新世海侵 ,全球气侯发生过急剧的变化。位于亚洲东部的古季风活动也经历了盛衰变化。大量的钻孔及浅地层剖面分析资料已经证实 ,冰期最盛时期陆架区古季风活动加强 ,陆架出现了沙漠环境与黄土沉积。当冰期结束 ,气候转暖 ,冬季风减弱之际 ,南黄海陆架及长江三角洲一带的沙漠与黄土分布范围也随之缩小 ,原先的沙漠活动区变成了黄土分布区 ,也就是所谓硬粘土沉积区。随着古季风活动的进一步衰退和海面的不断升高 ,来自陆架区的东北风变为冷湿气流。长江三角洲地区和陆架上出现了有利于沼泽发育的环境 ,全新世海侵把泥炭层淹没。陆架区晚更新世末期以来的地层中出现沙层、硬粘土和泥炭层的沉积序列 ,即“三元沉积结构”,是古冬季风盛衰过程的最好记录