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。     

合肥塘西河异味物质及异味影响因子研究

以合肥市塘西河为研究对象,2014-2015年逐月对其水体水质和异味物质进行监测,同时结合塘西河浮游植物群落结构调查,综合分析塘西河异味物质变化规律及其影响因素.研究发现,塘西河异味暴发集中发生在夏季,夏季二甲基异莰醇浓度可达4909 ng/L,土腥素浓度可达197 ng/L.浮游植物群落结构调查表明,秋、冬季塘西河优势种类为蓝藻,春、夏季为硅藻、绿藻或隐藻.主成分分析得到5种主成分分别解释了光照、有机质、微生物活动、氮、磷等对水质的影响.相关性分析结果表明,氮是塘西河异味的限制因素,水体中氮浓度较高是异味产生的重要原因.     

细颗粒珊瑚砂、石英砂、黏性土蠕变特征对比研究

珊瑚砂吹填地基主要由耙吸或绞吸吹填的珊瑚砂、珊瑚枝、礁灰岩碎块构成,珊瑚砂颗粒大小不均、分布无规律,颗粒存在棱角和内孔隙,珊瑚砂地基的长期缓慢变形是建构筑物变形控制的重点。通过室内135天的蠕变试验,将细颗粒珊瑚砂、石英砂、黏性土的蠕变特征进行对比分析发现,细颗粒珊瑚砂与石英砂的蠕变特征相似,与黏性土存在明显区别,在较低荷载水平下,细颗粒珊瑚砂地基的长期变形可依据石英砂的研究成果进行估算。     

降雨入渗条件下“下蜀土”抗剪强度演化规律试验研究

针对下蜀土在实际降雨入渗条件下抗剪强度演化规律研究的不足,以镇江两处典型边坡的下蜀土为研究对象,根据自动化监测获得的降雨入渗下的含水率变化数据,开展了降雨入渗条件下下蜀土抗剪强度演化规律的试验研究。研究结果表明：下蜀土的抗剪强度受含水率影响较大,同时存在一界限含水率,在该含水率左右的下蜀土强度特性不同;随着含水率的增加,两处下蜀土的黏聚力都为先小幅减小,而后急剧减小,最后再小幅减小并最终保持稳定;随着含水率的增加,下蜀土的内摩擦角则为先急剧减小,再小幅减小并最终保持稳定。研究结果可为下蜀土边坡的防护治理提供理论依据,具有实际工程意义。     

基于CPTU解释黏性土不排水抗剪强度方法研究

黏性土的不排水抗剪强度Su是海上风电工程设计中重要的力学参数之一,孔压静力触探测试（简称CPTU）无法直接测得黏土强度,但其所提供的锥尖阻力、侧摩阻力以及孔隙水压力与土体的不排水抗剪强度存在映射关系,国内外基于CPTU已经演化出多种解释土体不排水抗剪强度计算公式。基于滨海某海上风电项目,开展了原位CPTU试验、三轴不固结不排水（UU）、三轴固结不排水（CU）、固结快剪（CQ）以及船上微型十字板剪切（MVST）试验,对已有计算公式的适用性进行了校验,分析发现需根据区域场地情况对其中经验系数进行相应的调整以提高计算精度。研究基于CU试验结果,结合工程实例对原有公式中经验参数进行优化修正,最后通过误差分析,验证了修正预测模型的准确性与合理性,利用改进后的修正预测模型可使江苏地区海域黏性土不排水抗剪强度的计算得到更准确的结果。     

铁路路基粗粒土填料临界动应力试验研究

粗粒土填料被广泛应用于铁路基床填料中,直接承受轨道结构传递的列车动循环荷载的长期作用,研究其在列车动荷载作用下的动力行为特征及塑性变形特性可为路基状态评估、沉降控制提供思路。采用GDS动三轴试验系统对铁路基床表层的粗粒土填料动力响应开展研究,通过引入塑性应变率和安定理论,将不同频率、围压、循环动应力比等条件下路基填料的轴向塑性应变的发展规律划分为塑性安定、塑性蠕变和增量塑性破坏3种类型,并确定了塑性安定和塑性蠕变状态的临界动应力水平。研究表明:粗粒土填料的临界循环应力比随着围压的增大而增大,随着荷载频率的增加而减小。通过对试验结果的拟合分析,提出了以围压为变量的临界动应力经验公式,为合理评估列车荷载作用下路基任意深度的动力稳定提供了理论依据。     

基于Pitzer离子模型的盐渍非饱和土孔隙相对湿度计算

在干旱半干旱地区由于土体蒸发速率大而引发的盐渍化会对相关区域范围内的工程构筑物耐久性构成潜在威胁。因此,准确预测土体孔隙相对湿度对于指导工程构筑物防盐具有重要意义。基于土体孔隙水化学势与孔隙气体始终处于平衡状态这一结论,根据化学平衡原理推导了土体孔隙相对湿度计算式。通过与测得的盐溶液空气相对湿度进行对比,结果表明:不同温度不同浓度下的相对湿度计算值与试验值吻合程度高,并且优于R&S计算模型,尤其在溶液中溶质浓度处于近饱和状态时其吻合效果更为明显。同时,在不改变计算参数的前提下,将计算得到的孔隙相对湿度表达式代入到已有数值模型中,经比较发现:计算结果与试验结果吻合程度高,尤其在蒸发速率和体积含水量的预测上。综上所述,新提出的非饱和盐渍土孔隙相对湿度计算式在水盐迁移计算过程中是有效的。     

循环荷载下重塑弱膨胀土滞回曲线形态特征定量研究

以重塑弱膨胀土为研究对象,利用GDS动静态真三轴仪采用分级、单级加载方式对土体进行循环动荷载试验,研究不同围压、频率、固结应力比下土体滞回曲线演化规律。采用滞回曲线形态特征(包围的面积S、长轴斜率k、相邻滞回曲线中心间距d及不闭合程度ε_p)对土体滞回曲线进行定量描述。试验结果表明:膨胀土滞回曲线的S、d、ε_p随动应力幅值增大呈非线性增大,随围压、频率、固结应力比的增大而减小;k随动应力幅值的增大呈对数关系衰减,随围压、频率、固结应力比的增加而增大;单级循环荷载下膨胀土滞回曲线ε_p、d、S均随振次的增加呈非线性衰减,出现循环蠕变现象,分级加载历史对膨胀土滞回曲线的影响较小。     

岩溶地面塌陷三机理理论及其应用

为了给岩溶地面塌陷预测、监测、防治和应急措施提供理论依据,全面总结了岩溶地面塌陷的发育规律,认为岩溶、土体和诱发因素是岩溶地面塌陷的三要素。岩溶为土体丧失提供通道和储藏空间。土的工程地质性质决定了土体塌陷方式：“黏土块”坍塌、砂颗粒漏失、软弱土流失;土体塌陷方式决定了土体塌陷机理;据土体塌陷方式提出了由“土洞型塌陷”“沙漏型塌陷”和“泥流型塌陷”构成的岩溶地面塌陷三机理理论：黏性土和密实砂性土层中,在外力作用下,土洞顶板拱效应失效而产生的地面塌陷现象称为土洞型塌陷;由于诱发因素的触发导致可溶岩上方松散砂层中砂颗粒漏失而产生的地面塌陷现象称为沙漏型塌陷;可溶岩上方软弱土体在外力作用下向可溶岩中流失而产生的地面塌陷现象称为泥流型塌陷。三机理理论关注土体塌陷方式,既解释了岩溶地面塌陷现象,更回答了土体“如何塌”的问题。诱发因素是塌陷的外部影响因素,不是塌陷机理的构成要素;诱发因素产生作用力;作用力改变土颗粒运动状态,使土颗粒由“静止→运动”,土体由“稳定→塌陷”。依据三机理理论,提出了岩溶地面塌陷综合地质预测方法,建立了基于三个塌陷机理的土体塌陷确定性预测模型,系统总结了岩溶地面塌陷监测、防治和应急措施方法,形成了从理论到实践的、完整的岩溶地面塌陷思想体系。     

小型土石坝加密抗液化离心机振动台试验研究

地震作用下土石坝液化易导致坝坡失稳滑移等严重后果,加密法是常用的抗液化手段之一。针对坝趾压重与坝壳翻压两种坝身加密加固方法,开展了离心机振动台试验,分析了不同加密型抗液化处理的小型土石坝坝坡地震响应规律。试验结果表明,由于高水头作用下坝坡底部土体软化,未处理坝坡加速度放大系数沿高程先减小后增大,而加密坝坡加速度放大系数沿高程逐渐增大,且坝坡表面处加速度存在表面放大现象。坝趾压重和坝壳翻压提高了坝身有效应力,降低地震产生的超静孔压比,有效防止土体液化。未处理坝坡在峰值加速度为0.24g地震作用下即发生坝趾液化现象,而加密坝坡在峰值加速度为0.24g和0.45g下均未发生液化。未处理坝坡整体侧向位移大,加密处理后,在峰值加速度为0.24g下坝坡整体表现为竖向位移。坝趾压重区坝趾水平位移明显减小,坝壳翻压区坡顶沉降减小了50%。试验结果验证了坝趾压重和坝壳翻压的抗液化效果,为小型土石坝抗震加固设计提供了参考。