成都平原区成都粘土的粒度特征及其成因意义

对成都平原区内5个代表性的第四系剖面上的成都粘土进行了系统的粒度分析。结果表明,成都粘土以粉砂颗粒（5～50μm）为主,平均粒径约为7．1—7．3φ（7．4—6．6μm）,缺少粗尾,〉63μm颗粒的含量很少,以细颗粒物质为主,呈双峰分布。其粒度分布及粒度参数特征与北方黄土及甘孜黄土非常相似,而与河流相沉积物有很大差异,表明成都粘土属于风成堆积。根据光释光测年（OSL）结果,成都平原区的成都粘土是晚更新世中期至晚期末次冰期堆积物,其物质主体是远源的。     

青藏高原东北缘早渐新世—早中新世干旱化的粘土矿物学证据——以兰州盆地为例

为揭示青藏高原东北缘早渐新世—早中新世气候环境演化及干旱化事件,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等现代测试技术,对甘肃兰州盆地早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物的微观形貌、相对含量、V(Ill+Chl)/V(Sme)比值等参数进行了系统研究。结果表明,早渐新世—早中新世沉积物中粘土矿物主要有伊利石、绿泥石、蒙脱石以及少量的伊-蒙混层粘土矿物,指示该时间段气候总体以干旱为特征,局部出现相对温暖潮湿的气候。根据粘土矿物相对含量及V(Ill+Chl)/V(Sme)比值变化特征将兰州地区早渐新世—早中新世的气候环境演化划分为以下4个阶段:(Ⅰ)31.5~28.8 Ma相对温干偏湿的气候阶段;(Ⅱ)28.8~26.2 Ma相对冷干的气候阶段;(Ⅲ)26.2~22.1 Ma相对温暖潮湿的气候阶段;(Ⅳ)22.1~16.5 Ma相对温干偏湿的气候阶段。扫描电子显微分析表明,在相对温暖潮湿的时期,粘土矿物溶蚀较明显;在相对干旱的时期,粘土矿物表现显著的物理风化特征。以上粘土矿物学特征所揭示的阶段性干旱可能与青藏高原的阶段性隆升相对应。     

青藏高原中部地区表层土壤中多溴联苯醚的分布特征及影响因素

从青藏高原中部地区采集16个表层土壤样品,并对土壤中42种多溴联苯醚(PBDEs)同系物含量、有机碳含量、矿物含量及土壤粒径分布进行了测试分析,主要研究该区域土壤理化性质对PBDEs的含量、分布及同系物构成的影响。结果表明,PBDEs的含量范围为17.03～298.29 ng/kg(干重),其中低溴联苯醚(1～6溴)占总量的90%以上。研究还发现BDE-3在同系物中含量最高,其次为BDE-2和BDE-1。在所有42个样品中BDE-209均被检出,但平均含量仅为1.25 ng/kg。PBDEs成分组成表明它们主要来源于长距离的大气运移。研究还发现粘土矿物对PBDEs的影响结果与土壤有机碳相似,但影响效果更显著。相关性分析结果表明,在高原地区土壤粘土矿物是影响PBDEs分布的主要因素之一。     

包气带粘性土层防污性能研究

包气带粘性土的特性及其分布规律是影响污染物自然衰减的重要因素。在分析粘性土类型和粘性土防污机理的基础上,探讨了微生物等因素对粘性土防污效果的影响,指出目前包气带粘性土防污研究中存在的若干问题。3S技术、ADM非确定理论有助于解决研究尺度偏小、量化指标不足的问题,多学科交叉复合将是包气带粘性土层防污研究的必然发展趋势。     

浙闽地区白垩纪早中期黏土矿物组成特征及其古气候显示

对浙江西南和福建西部地区11个剖面点陆相白垩系11个层位的碎屑黏土矿物组成进行了测试分析。结果显示,白垩系中下部大部分层位以伊利石为主,相对含量平均超过80%;闽西坂头组、浙西寿昌组顶部—横山组下部、金华组中部、衢县组上部出现了较为丰富的蒙脱石,最高达49%;高岭石一般较少,仅在浙西衢县组中部、寿昌组上部较高,最高达38%。研究表明,中国东南地区在白垩纪早中期主要属于热带—亚热带干旱—半干旱气候,与全国乃至全球温室气候一致;在浙西阿普特初期和赛诺曼早期间断有湿热气候,可能与区域古植物较为繁盛及较大面积湖区有关;闽西凡兰吟期,浙西阿普特早期、阿尔布晚期、赛诺曼中期部分时期存在短期相对干冷气候,大致分别对应于白垩纪全球大洋缺氧事件结束后的一段时间,并可能与区域隆升有关。     

南京河西粉质粘土物理力学指标统计分析

根据南京河西地区粉质粘土的土工试验资料,对其物理、力学指标进行统计分析,研究土体的力学指标与物理指标的变异性及相关性,采用回归分析的方法对土的物理和力学性质指标进行线性回归分析,给出相应的数学回归方程式和相关系数。结论可作为区域性地基基础可靠性设计相关参数选取的依据。     

云南思茅盆地勐野井组碎屑岩矿物学、地球化学特征及古盐湖沉积环境演化

通过对云南思茅盆地勐野井钾盐矿区钻孔岩心的碎屑沉积物进行粘土矿物分析和元素地球化学分析探讨了研究区晚白垩世碎屑岩的物源属性及古盐湖沉积环境演化特征。粘土矿物组合特征及La/Th-Hf、La/Sc-Th/Co、La-Th-Sc图解,Cr/Th、Al2O3/TiO2比值等表明该孔碎屑岩的物源主要为长英质花岗闪长岩。主量元素活动性分析表明化学风化过程中随着粘土矿物的形成首先发生Ca和Na的淋失,K、Mg则在这一过程中呈富集态势,而Fe、Mn主要受物源限制而总体上表现为亏损。结合粘土矿物形成条件,认为研究区古盐湖经历了暖湿—暖干(成盐成钾期)—暖湿(淡化)的古气候转化过程。而粘土矿物组合受高盐极端环境与埋藏成岩作用影响显著,表现为成盐成钾期显著的伊利石化和绿泥石化作用。因此伊利石+绿泥石粘土矿物组合,结合富Mg绿泥石的相对含量,以及相应沉积阶段碎屑岩的MgO异常高值,可有效指示古盐湖成盐成钾的演化阶段。!     

Numerical simulation of desiccation cracking in a thin clay layer using 3D discrete element modeling

Desiccation cracking of clay soil is of critical importance in many applications, such as industrial waste containment, hydraulic barriers, road embankments, and agricultural operations. The factors that influence cracking are known qualitatively, but it is not clear how to predict the initiation and propagation of cracks. This study presents a discrete element approach to modeling desiccation cracking in thin clay layers, considering material property changes. First, an aggregate shrinkage model based on the aggregate structure of clay was proposed, and the drying shrinkage of clay soil was modeled by imposing drying shrinkage kinetics for each aggregate at the micro-scale. Second, the clay soil was represented by an assembly of aggregates linked by bonds, and desiccation cracking of the clay layer was modeled using a three-dimensional discrete element code (PFC3D), with the aid of the embedded programming language FISH. When the clay layer is sufficiently thin, the water content gradient along the section can be neglected; thus, the shrinkage kinetics are the same for all of the grains of clay. In the model based on the discrete element method (DEM), the bond strength and contact stiffness changed during drying. Their changes were determined by matching the simulation results with the experimental data. Third, the DEM approach was validated by reproducing experimental desiccation tests performed on a thin clay layer in a disk shape. The geometric parameters of surface cracks were quantified using image analysis techniques and were compared with experimental observations. Fourth, some factors of influence, such as the sample thickness, the properties of the soil–base interface, micro-mechanical parameters, and shrinkage parameters, were investigated using the DEM model. The results obtained from the DEM analyses were compared with the results of prior research in this field of study. The approach used in this study is very promising for simulating desiccation cracking in thin clay soil because the model captures the initiation and propagation mechanism of desiccation cracks. Although this study was carried out on surface cracking in a thin clay layer, the extension of this methodology is of potential benefit not only for predicting three-dimensional desiccation cracking in real clay liners but also for modeling cracking in other materials with properties that vary with water content or temperature, such as concrete and rock.     

青藏高原共和盆地14.5calkaBP以来粘土矿物响应的气候变化模式

对青藏高原北缘共和盆地沙珠玉河的尾闾湖达连海钻孔沉积柱(40.92 m)进行了~(14)C年代测定(10个控制点)和粘土矿物分析(按20cm/70 a间隔的分辨率)。沉积柱底部年龄为14.5 cal ka BP。根据沉积柱粘土矿物的类型、组合、比率指标综合分析,重建了共和盆地14.5 cal ka BP以来气候环境的演化历史。冰消期(14.5~10.0 cal ka BP)盆地气候总体特征表现为干冷,盆地物理风化强:早中全新世(10.0~5.0 cal ka BP)气候表现为温湿,盆地化学风化为主,气候最宜期发生在中全新世的6.0 cal ka BP前后;晚全新世(5.0~0.0 cal ka BP)气候表现为干冷,盆地物理风化盛行。末次冰消期以来,共和盆地粘土矿物记录的气候环境变化阶段与高原其它湖泊指标记录的阶段基本一致。共和盆地粘土矿物记录的气候环境兼有西风、季风模式的特征。     

Eu(Ⅲ)溶液对膨润土-砂混合物渗透性能影响研究

在高放废物处置库长期运营过程中包封容器将发生破坏,核素会向外界迁移,缓冲回填材料的水力传导系数是评价处置库工程屏障性能的重要指标。采用柔性壁渗透仪,研究2.0×10-5 mol/L的Eu(III)溶液作为渗入液时膨润土-砂混合物的渗透特性。结果表明,膨润土-砂混合物的水力传导系数K=(2.07⁵.23)×10-10 cm/s;在05.23)×10-10 cm/s;在0⁵0%掺砂率范围内,膨润土-砂混合物吸水膨胀过程中渗透性能随掺砂率增大时没有明显的变化,能够满足高放废物处置库缓冲回填材料低渗透性的要求。使用有效黏土密度的概念,得到膨润土-砂混合物的体积膨胀率随初始有效黏土密度的增大呈指数增大的趋势;混合物水力传导系数的对数值与有效黏土密度存在良好的线性衰减关系;与蒸馏水相比,渗入液(ECDD)为2.0×10-5 mol/L的Eu(III)溶液时,膨润土-砂混合物的水力传导系数较小,可能是由于渗入液黏滞性的影响。