试论南昌—莲塘一带土壤环境地球化学特征及其环境质量

通过对南昌——莲塘一带沉积环境、成土母质、土壤化学组分及酸碱性、土壤类型等特征的综合研究,指出区内土壤的成土母质存在一定的相近性,但受人为因素的影响,表土中大部分元素的分布、分配是不均匀的,可将本区划分为“一高两低”三个环境地球化学区;同时查明了该区土壤环境现状,对土壤环境质量进行了初步评价,认为区内土壤环境污染主要与人类活动有关,城区污染重于郊区,菜地污染重于农田。最后提醒人们应广泛关注该区的土壤环境质量,尽早采取有关举措,排除“化学定时炸弹”给人类造成的极大伤害。     

非饱和土力学中几个基本问题的探讨

近些年非饱和土力学的研究非常活跃,但对一些基本问题的认识并不一致,有时甚至概念混淆。针对非饱和土力学的几个基本问题：非饱和土状态变量的选择、非饱和土有效应力变量的选择、吸力概念的界定和轴平移技术的局限性、非饱和土的结构的表征方法等问题进行了分析和探讨。其中非饱和土状态变量和有效应力的选择对于非饱和土力学的理论和相应本构模型的建立具有重要影响,因此,首先深入讨论了这一问题,概括论述了非饱和土有效应力的演变并深入探讨了目前各种形式有效应力的优缺点。其次,指出由于受负压孔隙水气化（液-气相变化）的影响,在实际场地中大于某一界限值的基质吸力是不存在的;目前被广泛使用的轴平移试验技术却掩盖了这一情况,而基于此所建立的非饱和土强度和变形理论的适用性需要进一步的研究和论证。再次,指出非饱和土的结构除了包括组构和颗粒之间作用力的综合效应外,还建议增加孔隙水和孔隙气的分布以及各相之间的相互作用和物理-化学作用。最后对一些容易混淆的概念进行了梳理。其目的是希望国内同行在今后的研究中对这些问题加以关注,并建立正确的认识,促进非饱和土力学沿着正确的方向发展。     

基于高光谱技术的黑土地微量金属元素探测方法及地学意义

在土壤中重金属含量较低的情况下,重金属的高光谱特征响应非常微弱,不易构建精确的高光谱直接反演模型.为了解决上述问题,依据土壤化学变量间的理化性质,将重金属富集特征转移到与之相关的化学主量元素上,使重金属微弱的信息得以间接定量反演.文中以海伦市黑土土壤为研究对象,通过主成分分析、 聚类分析确定了主量元素氧化铁(Fe2O3...     

考虑土-结构相互作用和岩土参数不确定性的核电厂结构地震响应分析

针对核电厂结构,在考虑土-结构相互作用(SSI)的情况下进行随机地震反应分析,探讨地基岩土参数的不确定性对反应堆厂房楼层反应谱(FRS)的影响。运用ANSYS软件模块建立核电厂(NPP)结构有限元模型,通过设置边界弹簧单元和阻尼装置来考虑SSI效应;并且通过设置具有概率意义的弹簧刚度和阻尼系数,来模拟土特性参数的不确定性。随机响应分析与确定性分析的结果对比,揭示了岩性地基条件下SSI效应对核电厂FRS的影响以及地基岩土参数不确定性对FRS的影响程度。研究表明,在岩性地基条件下,亦不应忽略SSI效应;考虑SSI效应的随机分析模型同确定性模型相比,二者的分析结果较为接近,两方法都可用于NPP的FRS敏感性分析评估之中,并可进行相互比照。     

典型天然粗粒盐渍土盐胀微观机制分析

为研究经多次冻融循环后天然粗粒盐渍土的盐胀特性及盐胀机制,对取自甘肃河西走廊地区嘉安一级公路沿线的某天然料场的粗粒盐渍土进行了室内基本工程性质试验和大尺寸多次冻融循环盐胀模型试验,并对经过多次冻融循环试验以后的天然盐渍土进行水盐迁移及扫描电镜分析。试验结果表明,粗粒盐渍土在降温阶段土体产生盐胀后亦会出现下陷,最终土体溶陷量大于盐胀量,冻融循环次数的增加会使粗粒盐渍土大颗粒骨架塌陷破坏及一维土柱体从上而下表现出热筛效应;多次冻融循环后的水分盐分在粗粒土柱剖面中的迁移呈现出不完全对应的分布关系。     

The effect of burning and sheep grazing on soil water composition in a blanket bog: evidence for soil structural changes?

This study considers the impact of managed rotational burning of vegetation and sheep grazing upon the composition of soil waters within an upland peat soil. The study has considered soil water compositions from a complete factorial design of treatment plots where three different burning treatments were considered in replication with grazing and no grazing. All plots were sampled across a complete year with three dipwells in each plot. The study included aluminium (Al), iron, calcium, sodium (Na), magnesium (Mg), potassium, sulphate, chloride (Cl^?), bromide, fluoride, phosphate (PO )and nitrate; and in order to clarify the nature of the results, the pH, conductivity and dissolved organic carbon were also considered, but the major results for these are reported elsewhere. The study finds: (1) Ca, Na, Mg and PO concentrations are significantly lower on all burnt plots, with only Al concentration being significantly higher on burnt plots. (2) Only Cl^? showed any significant changes (a decrease) with the presence of sheep grazing, and then only when plots were also burnt. (3) A principal component analysis shows that the composition of most soil waters can be described by rainwater and soil water components, but in unburnt plots a base‐rich, high ionic strength water is sometimes present. The study suggests that burning, but not grazing, caused significant changes in soil water composition leading to increased interaction between incoming rainwaters and the peat soil but led to loss of interaction with deeper waters. However, no evidence was found for structural change in the soils even after long term (50 years) grazing and burning management. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

放牧对浑善达克沙地丘间低地植被群落及土壤的影响

为探究放牧对丘间低地植被群落及土壤的影响,分析了浑善达克沙地丘间低地在重度和轻度放牧下植被的地上生物量、物种重要值、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson生态优势度指数及0~10 cm土壤中黏粒、粉粒、砂粒、有机碳和全氮含量。结果表明：（1）植被地上生物量、土壤黏粒、粉粒、砂粒、土壤有机碳和全氮含量在不同放牧程度下存在极显著差异（P<0.01）,物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在不同放牧程度下差异不显著（P>0.05）,Simpson生态优势度指数在不同放牧程度下差异显著（P<0.05）。（2）放牧区植被以禾本科为主,禾本科植被地上生物量占整个植被群落的54.88%~57.76%;重度放牧区植被地上生物量为63.59 g·m^-2,比轻度放牧区低26.61%。（3）羊草（Leymus chinensis）和狗尾草（Setaria viridis）是放牧区的优势种,其重要值依次为14.16%（重度放牧区）和19.10%（轻度放牧区）、13.40%（重度放牧区）和15.42%（轻度放牧区）,重度放牧下雾滨藜（Bassia dasyphylla）、克氏针茅（Stipa krylovii）和猪毛蒿（Artemisia scoparia）的重要值较显著高于轻度放牧区,而羊草则低于轻度放牧区。（4）重度放牧加剧了土壤沙漠化,使砂粒含量增加,草地生产力下降,土壤有机碳和全氮含量降低。     

膨胀土侧向膨胀力原位试验研究

膨胀土高填方区域形变及其边坡稳定性是膨胀土灾害相关研究中的关键问题,针对安康机场填筑程度高、膨胀土分布范围大等特点导致的潜在地面形变问题,采用基于高程改正的时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技术获取安康机场运营前期地表形变。安康机场飞行区、航站区以及膨胀土边坡稳定影响区3类典型区域形变时序结果表明,安康机场基本稳定,累积形变量较小,区域最大形变量为-21.7 mm,机场内部最大形变量为-15.9 mm,其形变量在民用机场岩土工程设计规范标准要求范围之内。进一步结合区域降水与填方层深数据分析发现,现存微小地表形变及其特殊规律为膨胀土填方区工后沉降与膨胀土胀缩性形变的联合作用所致。     

冰碛土体起动泥石流的特征研究

与广泛分布于干旱河谷的宽级配砾石土体特征不同,冰碛土广泛分布在青藏高原地区,属粗大颗粒多、粘粒含量少、摩擦阻力大、粘滞阻力小的宽级配砾石土体。在冰川融雪与降雨的共同作用下冰碛土体可失稳并起动泥石流,形成灾害。针对冰碛土体起动泥石流机理研究薄弱的现状,本文选取波密县帕隆藏布流域的支流嘎弄沟一冰碛土堆积坡面,通过模拟降水与冰雪融水起动冰川泥石流实验,比较不同颗粒组成、不同实验条件下的土体起动泥石流特征,分析其起动成因及力学特性,探讨冰碛土体起动泥石流的机理。研究发现冰碛土体失稳起动泥石流是粘滞阻力降低、孔隙水压力升高、拖曳力与渗流侵蚀共同作用的结果,起动过程受粘土颗粒含量和径流类型的影响。当粘粒含量较高时（> 3%）,土体通过铲蚀与面蚀形成泥石流;粘粒含量中低时（不高于3%）,大部分坡面土体主要经掏蚀与坍塌起动泥石流;粘粒含量过低时（< 0.32%）,土体难以起动泥石流。在降水作用下土体孔隙水压力迅速增加,易造成土体破坏,起动泥石流;而在冰雪融水的作用下,土体孔隙水压力波动幅度不大时,土体同样可能发生失稳破坏起动泥石流。

     

干密度和含水率对稻草加筋土强度与变形的影响

以防腐处理后的稻草加筋滨海盐渍土,完成了三种干密度和三种含水率的稻草加筋土的抗压实验和三轴UU压缩实验。结果表明：干密度较大时,加筋土的抗压强度和抗剪强度较高,达到峰值强度的应变较大,即抗变形能力较强;随含水率的增加,加筋土的强度降低,抗变形能力减弱;加筋稻草增强了土的抗变形能力,提高了土的粘聚力,但对内摩擦角的影响很小;在最优含水率和最大干密度下,加筋效果最优。