季节冻土对土钉支护的影响

川藏交通廊道规划路线沿线滑坡锚固工程在全生命周期内将不可避免受到季节性冻土冻胀融缩的不利影响。为减缓此不利影响,本文提出基于多个挤压摩擦型屈服套的屈服装置、消能蓄能型碟簧系统,形成可双向调节预应力的锚索新结构。并对该锚索进行室内张拉试验、极限承载力试验及工作机理研究,成功研制吨位500 kN级、行程100 mm的双向调节预应力锚索。室内试验证实,单个挤压摩擦型屈服套起始屈服力为120~135 kN,平稳行程可达255 mm;屈服装置由4个挤压摩擦型屈服套及P锚组成,起始屈服力为420~450 kN,行程可达到100 mm以上;碟簧系统可实现耗能(冻胀时可抵消约60%的预应力增长)与蓄能(融缩时可抵消约40%的预应力损失)的目的。屈服行程完结后,双向调节预应力锚索极限承载力为1050kN,与传统锚索极限承载力相当。该新型锚索起始屈服力及行程具有较好的可拓展性,性能参数优于市场同类产品,可用于冻融环境及地震、大变形情形下的滑坡边坡加固,为川藏交通廊道沿线季节性冻土区滑坡、边坡防护提供了一种新的解决方案。     

青藏高原东部表层土壤色度的空间变化特征及其环境意义

认识青藏高原东部现代表土的色度特征及其空间分布,理解其与现代气候因子之间的联系,对于高原地区黄土-古环境重建和揭示第四纪环境变化历史具有重要意义。通过对研究区表层土壤色度的详细分析,对比现代气候资料,探讨了青藏高原东部表层土壤色度的空间变化特征及其环境意义。结果表明：① 高原东部表土色度参数空间变化特征差异显著,表现为随纬度升高,土壤亮度呈先减小后增大的趋势,而红度和黄度则逐步减小;随经度的升高,黄度先增大后减小,而红度值逐步减小;红度和黄度整体随着海拔上升而呈先减小后升高的特征。这些变化特征和差异是表土色度对高原东部复杂地理环境和水热条件变化响应的结果。② 在高原的干旱-半湿润区,土壤亮度对降水的响应敏感;红度和黄度对大尺度的温度变化响应较敏感,而较冷的环境下,红度对温度响应复杂,但与降水存在一定的联系。红度/黄度比值主要指示了气候控制下的赤铁矿和针铁矿的变化和竞争,对干旱-半湿润区域的降水变化响应较为敏感。青藏高原东部现代表土色度与气候密切相关,其空间变化特征一定程度上反映了该地区现代气候因子的空间变化;另一方面由于该区地形和气候复杂多变,部分色度指标与气候关系复杂,在重建青藏高原东部黄土古环境变化历史时需要谨慎。     

太白山土壤特性及氧化铁发生学特征

随海拔的降低,秦岭北坡中山区森林土壤因温度、降水和植被类型的变化存在很大差异:高海拔地区发育的酸性湿润雏形土酸度较高,有机质含量十分丰富;与之相比,低海拔地区发育的简育湿润淋溶土有机质含量下降,但结构复杂,土壤具有粘化层。较高的有机质含量和特殊的有机质组成促进了纯针叶林土壤中硅酸盐矿物的溶解,释放出氧化铁并使之螯迁至土壤B层富集。环境因素决定了土壤酸度、有机质等特性,也影响土壤氧化铁的组成和分布。土壤粘粒含量与土体游离氧化铁含量显著相关,剖面铁的游离度与氧化铁全量无关,只与土壤发育程度有关。太白山北坡中山区土壤处于脱盐基富硅铝化的风化发育阶段     

Evaluation of an empirical orthogonal function–based method to downscale soil moisture patterns based on topographical attributes

Soil moisture influences many hydrologic applications including agriculture, land management and flood prediction. Most remote‐sensing methods that estimate soil moisture produce coarse resolution patterns, so methods are required to downscale such patterns to the resolutions required by these applications (e.g. 10‐ to 30‐m grid cells). At such resolutions, topography is known to affect soil moisture patterns. Although methods have been proposed to downscale soil moisture based on topography, they usually require the availability of past high‐resolution soil moisture patterns from the application region. The objective of this article is to determine whether a single topographic‐based downscaling method can be used at multiple locations without relying on detailed local observations. The evaluated downscaling method is developed on the basis of empirical orthogonal function (EOF) analysis of space–time soil moisture data at a reference catchment. The most important EOFs are then estimated from topographic attributes, and the associated expansion coefficients are estimated on the basis of the spatial‐average soil moisture. To test the portability of this EOF‐based method, it is developed separately using four data sets (Tarrawarra, Tarrawarra 2, Cache la Poudre and Satellite Station), and the relationships that are derived from these data sets to estimate the EOFs and expansion coefficients are compared. In addition, each of these downscaling methods is applied not only for the catchment where it was developed but also to the other three catchments. The results suggest that the EOF downscaling method performs well for the location where it is developed, but its performance degrades when applied to other catchments. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

荒漠土壤微生物群落结构特征研究进展

荒漠生态系统占地球陆地面积三分之一,是地球化学循环中的重要部分。荒漠干旱高温、缺乏植被、UV辐射强,曾被认为是没有生命的地方。然而在这恶劣环境中却蕴含有大量的微生物资源,尤其是荒漠土壤富集了大量微生物。微生物参与和主导整个荒漠生态系统地球生物化学循环,对于调节重要生态过程、修复和稳定荒漠生态系统起到重要作用,对其的研究生态学意义突出。本文综述了国内外对荒漠土壤微生物群落结构特征、群落功能多样性以及微生物群落、微生物与植物、微生物与环境之间相互关系的研究现状,旨在充分了解荒漠土壤微生物多样性研究,总结对荒漠微生物生态认识的不足,为荒漠微生物生态研究方向提供参考。     

Soil bentonite wall protects foundation from thrust faulting: analyses and experiment

When seismic thrust faults emerge on the ground surface,they are particularly damaging to buildings,bridges and lifelines that lie on the rupture path.To protect a structure founded on a rigid raft,a thick diaphragm-type soil bentonite wall(SBW) is installed in front of and near the foundation,at sufficient depth to intercept the propagating fault rupture.Extensive numerical analyses,verified against reduced–scale(1 g) split box physical model tests,reveal that such a wall,thanks to its high deformability and low shear resistance,"absorbs" the compressive thrust of the fault and forces the rupture to deviate upwards along its length.As a consequence,the foundation is left essentially intact.The effectiveness of SBW is demonstrated to depend on the exact location of the emerging fault and the magnitude of the fault offset.When the latter is large,the unprotected foundation experiences intolerable rigid-body rotation even if the foundation structural distress is not substantial.     

黄土高原西部兰州市郊地貌驱动的土壤水分变化及对植物的影响分析

选择黄土高原造林的主要模式,即梯田、水平沟、鱼鳞坑和台地等,并按照阴阳坡向,栽植树种等的不同,采用中子水分仪每10 d测定土壤水分一次,对各种造林模式下土壤水分进行了长期的监测研究,研究结果表明：在春季植物萌发之前,无植物生长影响的情况下,土壤水分含量阴坡高于阳坡,南山与北山同坡向相比,南山的水分条件要好于北山;4月中旬以后,受植物生长消耗的影响,北山的水分含量大于南山,南山的水分波动则大于北山;鱼鳞坑、水平沟都具有一定的集水保水作用,但这种集水的作用与降水量的大小有关,水平沟由于面积较大,表面覆膜集水效果更好;阴坡梯田由外向内随着距离的增加,水分呈现逐渐增加的趋势,梯田内侧达到最大.     

四川紫色土退化的分类与分区

四川紫色土耕地面积406.1万公顷,占全省耕地面积的36.5％,属全省农业生产的主体区域。四川紫色土普遍退化。退化分为物理性(含构造性)、化学性、营养性三类。用模糊综合评判方法,评价了四川(主要为盆地丘陵区)紫色土退化的程度和状况。同时又建立了退化紫色土的分区原则,将四川紫色土退化分布区域划分为6个退化亚区,10个退化小区。     

动力作用下砂土的残余体变及其时域连续模型

通过对砂土动力剪切荷载作用过程中的土骨架的弹性和塑性分析,研究了土骨架接触面部分可能发生的弹性恢复和永久变形以及破碎引起的最剧烈的塑性变形;并且,提出了可以通过液化前后颗粒粒径的质量百分含量的对比试验,来验证破碎模型的合理性;为进行砂土动力非线性变形和液化的数值模拟,结合砂土的剪切非线性的本构,总结了更为简化的时域连续的函数经验公式,使得在时域内进行土壤动力特性和动力非线性反应分析,以及用剪胀性理论解释动力液化和变形问题易于进行。     

古尔班通古特沙漠腹地土壤水分动态

采用土钻法对古尔班通古特沙漠腹地典型自然沙垄剖面土壤含水量进行长期监测.采取多重比较(LSD)、典型相关分析(MANOVA)、并在国内第一次采用季节交乘趋势等统计方法,对土壤水分与环境因子的关系进行分析,研究结果表明:土壤含水量时间变化规律分为补给期、失水期和冻结滞水期.土壤含水量均值为补给期>冻结滞水期>失水期,变异系数为补给期>冻结滞水期>失水期;土壤含水量空间变化规律表现为:阴阳坡间具有极显著差异(P<0.01,F=0.002 9).垄间分别与坡中、垄顶具有显著性差异(P<0.05).垂直变化分为活跃层、过渡层和稳定层,活跃层与其他土层间均有显著性差异(P<0.05),土壤含水量均值为阴坡>阳坡,垄顶>垄间>坡中.活跃层>过渡层和稳定层;变异系数为阴坡>阳坡,垄间>坡中>垄顶,活跃层>过渡层>稳定层;降雨量和温度是影响研究区土壤水分时间分布变化的重要影响因子,同时也是土壤含水量变化的决定性影响因子,与土壤含水量具有显著相关性(P<0.05,F=0.02).