黏土单层击实试验与制样因子研究

使用非标准击实仪进行单层击样,获取非标准击实状态下单层击实样的密度与击实功及含水率之间的关系,并进一步以得到的击实样获得其抗剪强度。发现当击实功小到一定程度时,击实密度随含水率的增大而不断增大,两者近似线性变化,无峰值出现。密度峰值对应的含水率与抗剪强度峰值对应的含水率有一个差值,其值在3.4%～5.7%之间。内摩擦角随含水率增大而减小的规律仅适合于一定的击实功。内摩擦角在较小的击实功下有峰值出现,但随着击实功的增大,内摩擦角的变化呈线性而非曲线形式。另外,针对土工室内模型试验的重塑土样制备问题,结合试验数据,给出了试验最优制样参数,并初步提供了评价指标?。     

黄土震陷性深度特征的试验研究

黄土震陷是地震发生时黄土地区发生的一种灾害。以典型马兰黄土（Q3）作为研究对象,对5组不同深度的原状黄土试样进行室内动三轴震陷试验,研究了该场地黄土震陷性随深度的变化特征。研究结果表明,（1）在天然含水率或是增湿、减湿情况下,黄土震陷深度曲线随动应力的增加均经历了一个从平稳、快速、再收敛至最大震陷深度的发展过程;（2）黄土震陷深度曲线的发展阶段动应力区间不尽相同,随着含水率的增加,黄土震陷快速发展期的动应力区间在变窄,最小动应力值变小,含水率20%条件下比5%最小动应力值可降低30%;（3）典型马兰黄土存在一个最大震陷深度,其最大震陷深度不受动应力、含水率影响,含水率仅能够降低达到最大震陷深度时最小动应力,加速黄土震陷深度的发展进程。在动应力不断增加的情况下,最终的黄土震陷深度曲线收敛于最大震陷深度,本次实验黄土场地的最大震陷深度约为15.5 m。     

泥页岩吸附气量随地层埋深变化趋势预测分析

泥页岩在地层温度和压力条件下的吸附气量对于资源评价、有利区优选具有重要意义。因此,有必要确定在温度和压力双变量因素影响下页岩的吸附气量及其变化规律。通过合理运用不同温度下的等温吸附实验数据,将温度和压力双变量因素转化为埋深这个单一因素。选取某A样品,进行不同温度下的等温吸附实验,合理利用不同温度点和实验测试压力点的吸附气量数据,并通过温度梯度、压力系数实现温度、压力、埋深之间的相互转换,预测出其它温度点对应的吸附气量,从而建立该样品吸附气量随着埋深变化的定量预测模型。通过该模型计算未测试温度点的吸附量,结果准确可靠,认为该方法可以作为一种计算页岩吸附气含量的新方法。研究表明吸附气量随着深度的变化存在一个深度转折点,在该深度以浅的范围,吸附气量随着深度的增大而增大,压力起决定作用;在该深度以深的范围,吸附气量随着深度的增大而减小,温度起决定作用。     

考虑温度和密度影响的非饱和黄土土-水特征曲线研究

取扰动黄土进行试验研究,测试得到了不同密度和温度黄土土样的土-水特征曲线。试验资料揭示出：密度变化引起基质吸力的变化非常显著。相对而言,温度变化引起基质吸力的变化不显著。对于一定含水率的土样,温度变化引起的吸力变化值在高含水率时较小,可以忽略不计,而在低含水率时较大;温差越大,吸力变化越大。进一步基于试验资料的分析,得到了考虑密度和温度影响的土-水特征曲线的表达式,并通过计算和测试结果的对比分析,验证了表达式的合理性。     

Ablation Characteristic of Ilmenite using UV Nanosecond and Femtosecond Lasers: Implications for Non‐Matrix‐Matched Quantification

Ilmenite (FeTiO₃) is a common accessory mineral and has been used as a powerful petrogenetic indicator in many geological settings. Elemental fractionation and matrix effects in ilmenite (CRN63E‐K) and silicate glass (NIST SRM 610) were investigated using 193 nm ArF excimer nanosecond (ns) laser and 257 nm femtosecond (fs) laser ablation systems coupled to an inductively coupled plasma‐mass spectrometer. The concentration‐normalised ⁵⁷Fe and ⁴⁹Ti responses in ilmenite were higher than those in NIST SRM 610 by a factor of 1.8 using fs‐LA. Compared with the 193 nm excimer laser, smaller elemental fractionation was observed using the 257 nm fs laser. When using 193 nm excimer laser ablation, the selected range of the laser energy density had a significant effect on the elemental fractionation in ilmenite. Scanning electron microscopy images of ablation craters and the morphologies of the deposited aerosol materials showed more melting effects and an enlarged particle deposition area around the ablation site of the ns‐LA‐generated crater when compared with those using fs‐LA. The ejected material around the ns crater predominantly consisted of large droplets of resolidified molten material; however, the ejected material around the fs crater consisted of agglomerates of fine particles with ‘rough' shapes. These observations are a result of the different ablation mechanisms for ns‐ and fs‐LAs. Non‐matrix‐matched calibration was applied for the analysis of ilmenite samples using NIST SRM 610 as a reference material for both 193 nm excimer LA‐ICP‐MS and fs‐LA‐ICP‐MS. Similar analytical results for most elements in ilmenite samples were obtained using both 193 nm excimer LA‐ICP‐MS at a high laser energy density of 12.7 J cm^?2 and fs‐LA‐ICP‐MS.     

浙江省北部地区土壤元素有效量研究

本文以浙江省北部地区205件碱性土壤采用两种浸提方法取得的重金属可浸提量数据为依据,研究了不同浸提方法元素浸提量差异性及其关系,为农业地质环境研究中土壤元素浸提方法的选择及不同浸提方法取得的数据资料的处理与对比提供了技术方法.以105件典型土壤样的土壤类型、土壤理化指标及全量、有效量资料为依据,研究了土壤元素有效量、有效度的影响因素.其成果是环境评价、地球化学灾害预测与防治、合理肥施的科学依据.     

中国东部大陆岩石地球化学图揭示的信息

根据中国东部各省(区、市)区域地质志、1∶50万地质图和中国东部地壳与岩石元素丰度研究成果首次编制的中国东部60种元素的岩石地球化学图,基本反映了与特定岩性有关的区域岩石地球化学元素含量分布特征和与大地构造单元有关的区域地球化学元素含量分布特征,直观表达了中国东部空间地理上元素背景含量的宏观分布与变化,以及不同大地构造单元元素背景含量的变化趋势。这一成果为勘查地球化学、环境地球化学,特别是区域化探扫面水系沉积物资料的定量解释提供了基本依据,为基础地质、大地构造、区域成矿研究提供了重要资料,也为地球化学块体理论及其形成机制的研究提供了强有力的支持。     

亲铜(亲铁)元素含量比值在地球科学中的初步应用实例

亲铜(亲铁)元素在行星增生演化、核幔分异、地幔岩浆过程、壳幔相互作用以及金属矿床成因等领域具有举足轻重的作用。本文从亲铜元素的地球化学性质出发,介绍了"高维度思维"的亲铜元素含量比值及其在地球科学领域的初步应用:①获得同一份样品中不同亲铜元素含量可在一定程度上降低样品的不均一性(块金效应)对含量比值的影响;②Cu/Ag值可以约束不同高温岩浆过程中硫化物固液状态和亲铜元素地球化学性质,进而认识地幔、洋壳和大陆地壳间的联系;③具有不同分配系数的亲铜元素含量的比值可以鉴别岩浆硫化物饱和史,比如通过亲铜元素的分异约束火星陨石母岩浆的硫化物不饱和演化历史;④依据In-Cd-Zn在硅酸盐地球的含量以及它们的相对亲铜亲铁性质,地球主体增生物质已经消失,不能由陨石代表。     

利用探地雷达观测分析早春融雪前后沙丘表层土壤含水量的时空分布

积雪融水是古尔班通古特沙漠春季植物发育的重要水源, 快速获取早春沙丘的土壤水分变化具有十分重要的生态学意义. 2010年3、 4月分别使用探地雷达进行了多次测量实验, 结果显示: 1)融雪初期, 沙丘顶部土壤的自由水含量最大, 阳坡次之, 且融雪水在重力作用下沿坡面侧向缓慢流动, 在坡底汇集, 主导了融雪初期乃至整个春季沙丘表层土壤水分的分布格局; 2)融雪后期, 由于阴坡积雪和冻土消融相对滞后, 表层土壤含水量略高于阳坡, 而沙丘顶部由于融雪最早且融雪期间水分转移最多而表面最为干燥; 3)通过与时域反射仪的同步测量结果对比, 探地雷达的测量精度被有效控制在0.03范围内, 且探地雷达提供的连续数据更有利于从细节上把握土壤含水量的变化趋势, 为中小尺度土壤水分的动态研究提供了一种科学、 有效的技术手段.     

冻融试验对土中含水量分布的影响

The silty clay and silty loam are two typical soil types obtained from two test sites along the Qinghai-Tibet railway. The two types of soil have been designed various initial dry densities, water eontents, temperature conditions in repeated freezing and thawing tests with free access to water at the bottom. Afterfreeze-thaw cycles, the moisture content in the freeze-thaw zone increases more than that in the unfrozen zone to the peak approximately at the top of the samples. With comparison of the water contents in the frozen and thawed states, the moisture content in the upper freeze-thaw zone in the frozen state is greater than that in the thawed state, while that in unfrozen zone in the frozen state is smaller than that in the thawed state. Within the region of the frost front, the water content in frozen state is smaller than that in thawed state. These findings help to study the freeze-thaw mechanisms deeply and perfect the forecasting module of moisture transferring in freeze-thaw cycles.