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基于MICP技术的固化黏土抗侵蚀性能研究 被引量:1
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作者 张伟丽 李明依 +2 位作者 李俊 钱程 陈宗武 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期201-210,232,共11页
近年来,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术被应用于表层土体的加固处理,以提升土体的抗侵蚀能力。采用新型的单相法和传统的两相法对黏性土表层进行MICP处理,分析了环境pH值和胶结液浓度对MICP反应过程的影响,并对经过不同处理次数的土样... 近年来,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术被应用于表层土体的加固处理,以提升土体的抗侵蚀能力。采用新型的单相法和传统的两相法对黏性土表层进行MICP处理,分析了环境pH值和胶结液浓度对MICP反应过程的影响,并对经过不同处理次数的土样进行冲刷试验,观察并记录冲刷试验过程中土样的质量变化,以此评价2种加固方法的效果。结果表明:采用MICP技术加固后,土壤颗粒之间形成了有效的胶结;使用单相法加固的土样中碳酸盐生成量少于两相法,但土体整体的水稳性高于两相法;经过单相法和两相法加固处理5次后,试样被冲刷40 s后的侵蚀量分别为0.43 g和0.11 g,而相同条件下未加固试样的侵蚀量为54.63 g,加固后的土样经过24 h的冲刷试验后表面几乎没有被破坏,显示采用MICP技术加固后土样的抗侵蚀能力远大于未处理土样。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术 黏土加固处理 冲刷试验 土壤抗侵蚀性能
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兰州地区堆填黄土微观孔隙结构特征 被引量:2
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作者 王之君 马彦杰 +1 位作者 张座雄 刘兴荣 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2703-2711,共9页
兰州地区开展平山造地工程产生了大量黄土堆填场,因其压实度低,缺乏必要防护,导致黄土洞穴、滑坡等地质灾害广泛发育,具有较大安全隐患。通过扫描电镜和Image J软件对不同含水率原状堆填黄土的孔隙微观结构进行定量研究,结合分形理论,... 兰州地区开展平山造地工程产生了大量黄土堆填场,因其压实度低,缺乏必要防护,导致黄土洞穴、滑坡等地质灾害广泛发育,具有较大安全隐患。通过扫描电镜和Image J软件对不同含水率原状堆填黄土的孔隙微观结构进行定量研究,结合分形理论,获取了不同含水率下堆填黄土的孔隙类型、数量、面积、分维数变化规律,并初步分析了孔隙结构与黄土湿陷、洞穴发育的动态关系。结果表明:堆填黄土随含水率增大,大、中架空孔隙数量、面积占比逐渐减小,而小架空孔隙数量占比虽有所下降,但面积占比呈增大趋势,大、中架空孔隙坍塌是其产生湿陷变形的主要原因;堆填黄土的孔隙分维数与含水率呈线性负相关关系,与湿陷性呈正相关关系,原状堆填黄土平均孔隙分维数为1.251;基于黄土堆填场洞穴发育特点,提出应从修建排水沟渠、加固洞穴、边坡防护等3方面进行防护处理。研究成果可为兰州堆填黄土区工程建设及地质灾害防治研究提供理论支撑。 展开更多
关键词 堆填黄土 孔隙结构 扫描电镜 黄土湿陷 分形理论
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基于结构屈服压力的黄土湿陷性评价
3
作者 李同录 田志奇 +2 位作者 曹雄 李萍 付昱凯 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
随着黄土地区工程建设层次和标准的提高,对黄土湿陷性评价提出了更高的要求。本文以城际铁路西安-韩城线合阳段的湿陷性黄土为研究对象,现场开挖一30m深的探井,按1m间距取样,通过双线法湿陷试验测得12.5~4000kPa下的天然与饱和黄土的压... 随着黄土地区工程建设层次和标准的提高,对黄土湿陷性评价提出了更高的要求。本文以城际铁路西安-韩城线合阳段的湿陷性黄土为研究对象,现场开挖一30m深的探井,按1m间距取样,通过双线法湿陷试验测得12.5~4000kPa下的天然与饱和黄土的压缩曲线,计算得到湿陷系数-压力曲线。从曲线上可以看出黄土湿陷系数随压力变化呈先增大后减小的趋势,湿陷系数随压力变化存在着一个峰值,与峰值湿陷系数相应的压力为天然黄土的结构屈服压力,湿陷起始压力为饱和黄土的结构屈服压力。为此提出用天然黄土结构屈服压力下的峰值湿陷系数评价黄土地基的湿陷量。同时发现,黄土湿陷性随深度的变异性大,湿陷性、非湿陷性及弱膨胀黄土在剖面上都有出现,当少量湿陷性土夹在非湿陷性或弱膨胀黄土之间时,湿陷变形可能被周围土层吸收,为此建议湿陷土层底界深度不宜按湿陷性土样的最大深度来确定,以湿陷性明显的土层底面确定较为合适。 展开更多
关键词 黄土 湿陷性 结构屈服压力 双线法 湿陷土层深度
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减湿过程中南京粉细砂孔隙结构演化精细表征
4
作者 张恒 张巍 +3 位作者 徐文瀚 朱鸿鹄 施烨辉 程荷兰 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期74-85,共12页
饱和度影响着非饱和土土水特性与工程性质,孔隙结构是影响砂土抗液化强度的本征指标之一。为定量探究砂土饱和度与孔隙结构之间的相关性,使用了6μm工业显微CT扫描减湿过程中的重塑南京粉细砂试样,对三维重构后的试样不同高度位置分别... 饱和度影响着非饱和土土水特性与工程性质,孔隙结构是影响砂土抗液化强度的本征指标之一。为定量探究砂土饱和度与孔隙结构之间的相关性,使用了6μm工业显微CT扫描减湿过程中的重塑南京粉细砂试样,对三维重构后的试样不同高度位置分别提取出表征单元体,使用最大球算法获得各表征单元体的孔隙网络模型,计算孔隙形态与孔隙结构参数,分析减湿过程中不同阶段孔隙结构演化特征。结果表明,试样单孔隙几何形态以细长椭球体为主,减湿过程中喉道长度和孔隙球度变化较小,而喉道半径减小;样品孔隙定向性发生循环变化,具体表现为:含水率30%时试样无主定向性;含水率20%降至5%时,孔隙平面角与空间角的数学期望均出现在120°方向;而干燥样孔隙重新丧失主定向性。孔隙结构参数定量分析结果表明,南京粉细砂饱和试样连续失水过程可划分为4个阶段:过饱和含水率降至含水率30%阶段,孔隙结构参数增大,孔隙连通性提高;含水率30%降至20%阶段,孔隙结构参数减小,孔隙连通性降低;含水率20%降至5%阶段,试样失水干裂,孔隙结构参数增大,连通性提高;含水率5%降至0阶段,裂隙结构被破坏并被砂土颗粒填充,孔隙结构参数减小,连通性降低。研究成果为进一步理解非饱和南京粉细砂液化特性打下基础。 展开更多
关键词 南京粉细砂 非饱和土 孔隙结构演化 定向性 精细表征
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南京粉细砂三轴压缩过程中颗粒结构演化特征
5
作者 李海洋 张巍 +3 位作者 徐文瀚 胡赋晨 程荷兰 朱鸿鹄 《高校地质学报》 北大核心 2025年第4期385-396,共12页
颗粒结构演化影响着南京粉细砂的物理力学性质,使用自主研发的微型三轴试验仪对南京粉细砂试样进行固结不排水剪切试验,同步进行同步辐射显微CT扫描。分别采用特征椭球体拟合、球棍模型与特征颗粒提取等方法,对砂土颗粒形状、接触关系... 颗粒结构演化影响着南京粉细砂的物理力学性质,使用自主研发的微型三轴试验仪对南京粉细砂试样进行固结不排水剪切试验,同步进行同步辐射显微CT扫描。分别采用特征椭球体拟合、球棍模型与特征颗粒提取等方法,对砂土颗粒形状、接触关系、运动特征演化进行了定量表征与分析,并讨论了颗粒结构与孔隙结构演化的相关性。结果发现:加载试验过程中试验先软化、后硬化,发生中部隆起的鼓形区状破坏,固结不排水剪切对南京粉细砂有一定的磨圆效应;相较于颗粒配位数,颗粒接触面积和孔隙配位数对于土体结构破坏更为敏感,且过程中颗粒配位数普遍低于孔隙配位数;颗粒旋转影响着试样孔隙网络的发育;在水平方向上,试样中存在一中心位置,越靠近中心颗粒的水平位移越小,在竖直方向上,试样在破坏区存在一个锥形分界面,其两侧颗粒竖向位移量存在较大差异,为区状破坏内因。研究成果有助于进一步理解饱和南京粉细砂宏观工程性质演化的微细观机理,可为研究江河漫滩地质环境韧性与城市安全提供支撑。 展开更多
关键词 南京粉细砂 三轴压缩 同步辐射显微CT 三维重构 颗粒结构演化
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干湿循环作用下水泥-CCCW改性红层残积土表观裂隙及剪切特性研究
6
作者 陈宾 黄旭华 +2 位作者 胡杰铭 廖家路 张召 《工程地质学报》 北大核心 2025年第5期1942-1955,共14页
红层残积土具有胶结性差、遇水易膨胀、软化的特点,难以直接用作工程填料,提出采用水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)作为外掺剂对其进行改良。通过对不同干湿循环次数下(0~7次)的试样开展剪切试验、扫描电镜试验和X射线衍射试验,分析改... 红层残积土具有胶结性差、遇水易膨胀、软化的特点,难以直接用作工程填料,提出采用水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)作为外掺剂对其进行改良。通过对不同干湿循环次数下(0~7次)的试样开展剪切试验、扫描电镜试验和X射线衍射试验,分析改良土宏观力学性能、细观裂隙及微观孔隙特征的变化规律,揭示CCCW对土体宏观力学和抗干湿劣化能力的改良机制。结果表明:(1)改良土剪切强度和黏聚力均随CCCW掺量的增加先增大后减小,CCCW最优掺量为2%;(2)7次干湿循环后,CCCW掺量为2%的改良土平均裂隙率、裂隙宽度相较CCCW=0(对照组)分别下降了80.1%、56.6%,说明CCCW的掺入可以抑制胀缩裂隙的发育,保持土体结构的完整性,提高土体的抗干湿劣化能力;(3)CCCW的络合-沉淀反应,促进了水化产物生成,形成了由CaCO 3晶体、絮状凝胶与土颗粒相互搭接的三维网状结构,在土体中起到了填充和骨架作用,提高改良土的强度。 展开更多
关键词 红层残积土 水泥基渗透结晶型防水材料 干湿循环 剪切强度 表观裂隙 微观机制
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废弃矿坑生态修复回填建筑垃圾与工程弃土混合料配比优化试验研究 被引量:2
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作者 李佳宝 阎长虹 +3 位作者 俞良晨 郭书兰 王鹏斌 匡俊 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期387-396,共10页
在城市建设及地下空间开发过程中产生大量的建筑垃圾与工程弃土,若以合理的配比混合料用于回填废弃矿坑,既可以有效解决废弃矿坑回填料不足的问题,又可以实现建筑垃圾固体废弃物的资源化利用,并解决堆放固体废弃物占用土地资源的问题,... 在城市建设及地下空间开发过程中产生大量的建筑垃圾与工程弃土,若以合理的配比混合料用于回填废弃矿坑,既可以有效解决废弃矿坑回填料不足的问题,又可以实现建筑垃圾固体废弃物的资源化利用,并解决堆放固体废弃物占用土地资源的问题,推进矿坑生态修复向节能减碳方向发展。但是,建筑垃圾与工程弃土成分复杂,需要合理配比才能保证填土边坡的稳定性及固体废弃物的利用率。本文依托苏州某矿坑回填土边坡,对建筑垃圾和工程弃土不同配比混合料开展室内试验研究,得到其混合料的相关物理力学性质指标。据此采用GeoStudio数值分析软件计算分析不同配比混合料回填土边坡稳定性。研究结果表明:随着建筑垃圾配比的增大,混合料的黏聚力呈现不断减小及内摩擦角呈现不断增大的趋势,混合料的抗剪强度与其配比呈指数函数关系;当配比为0.4的时候,不同工况下的边坡稳定性均良好,是矿坑回填边坡中工程弃土与建筑垃圾混合料的最优配比,在该配比下混合料的强度较大,且黏性土含量高,有利于矿坑后期的复绿工作。 展开更多
关键词 建筑垃圾 混合料配比 废弃矿坑 直剪试验 稳定性
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改良川西红层软岩填料崩解特性试验研究 被引量:1
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作者 刘凤云 郑文凤 +4 位作者 谢飞 罗怀瑞 邱恩喜 王知深 万旭升 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期827-844,共18页
红层软岩是一种特殊岩土,具有易崩解、易风化、遇水易软化等工程特性。直接将其作为工程填料时,将产生地基开裂、沉陷、滑塌等工程地质问题。为改善红层软岩填料的崩解特性,以川西金堂县和中江县两处红层边坡开挖的红层软岩填料为研究对... 红层软岩是一种特殊岩土,具有易崩解、易风化、遇水易软化等工程特性。直接将其作为工程填料时,将产生地基开裂、沉陷、滑塌等工程地质问题。为改善红层软岩填料的崩解特性,以川西金堂县和中江县两处红层边坡开挖的红层软岩填料为研究对象,选取瓜尔豆胶、木质素纤维、聚丙烯纤维为改良材料,开展川西重塑红层软岩填料在单一和瓜尔豆胶-木质素纤维、瓜尔豆胶-聚丙烯纤维复合材料条件下的崩解试验。通过对比不同改良条件下川西金堂和中江试样的崩解宏观形貌、崩解率、崩解速率和最终崩解率,分析耐崩解性改良效果,并从微观角度揭示作用机理。试验结果表明:采用单一材料改良时,瓜尔豆胶改良效果最佳,且最佳掺比为1%;聚丙烯纤维改良效果次之,其改良效果与长度和掺量有关,聚丙烯纤维长度6 mm,掺入比为0.8%效果最佳;木质素纤维对川西重塑红层软岩填料的耐崩解性的提升几乎为0。相较于单一材料改良,瓜尔豆胶-聚丙烯纤维与瓜尔豆胶-木质素纤维复合改良对川西重塑红层软岩填料的耐崩解性能的提升效果更显著,且瓜尔豆胶-聚丙烯纤维改良效果最优。研究成果为川西金堂和中江及其他红层软岩地区工程建设和灾害防治提供一定的参考。 展开更多
关键词 红层软岩填料 崩解特性 崩解率 崩解速率 最终崩解率 最佳掺比
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1971-2019年黑龙江省冻融指数和冻土分布时空变化研究 被引量:1
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作者 宋成杰 周彦章 +1 位作者 戴长雷 涂维铭 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期192-200,共9页
黑龙江省是我国高纬度多年冻土的主要分布区,在气候变暖的趋势下,多年冻土退化严重,引起的水文、生态和环境等问题成为相关科学研究关注的焦点。基于黑龙江省34个气象站1971-2019a的气温和地表温度数据,采用冻融指数和地面冻结数模型,... 黑龙江省是我国高纬度多年冻土的主要分布区,在气候变暖的趋势下,多年冻土退化严重,引起的水文、生态和环境等问题成为相关科学研究关注的焦点。基于黑龙江省34个气象站1971-2019a的气温和地表温度数据,采用冻融指数和地面冻结数模型,结合趋势拟合和局部薄盘光滑样条函数插值法等,研究了黑龙江省年平均气温、年平均地表温度和冻融指数的时空变化,冻土分布特征及其影响因素。结果表明:黑龙江省多年平均气温和地表温度变化范围分别为-8.64~5.60℃和-6.52~7.58℃,空间分布上随纬度和海拔呈带状分布,年平均气温和地表温度年际升温速率趋于一致,分别为0.34和0.33℃/10 a。从1971-2019年,大气冻结指数和地面冻结指数分别以-5.07和-5.04℃·d/a的速度下降,大气融化指数和地面融化指数分别以7.63和11.89℃·d/a的速度上升。大气/地面冻融指数的空间分布上均呈现出纬向趋势,但是在北部山区海拔的影响大于纬度。多年冻土主要分布在北部的大、小兴安岭,零星分布在中部山区,1970-2010s多年冻土的南界向北移动约2°左右,多年冻土的总面积从1970s的11.1万km^(2)缩减为2010s的6.53万km^(2),冻土分布与气温、地表温度和气温冻结指数的相关性最大,其空间分布与纬度和海拔有较强的相关性。研究结果对分析黑龙江省以及整个东北地区高纬度多年冻土退化的趋势具有重要意义,也可为冻土区自然冷资源开发、生态保护和工程建设等提供参考。 展开更多
关键词 黑龙江省 冻融指数 多年冻土 时空分布 冻土退化
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黑龙江省农业主产区土壤地球化学基准值与背景值
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作者 刘立芬 栾欣婷 +4 位作者 李瑛 杨兴 姜清龙 高博 刘晓兰 《现代地质》 北大核心 2025年第4期1068-1082,共15页
黑龙江省是我国重要的商品粮生产基地,开展土壤地球化学基准值与背景值研究,对科学评估土壤环境质量和加强黑土地资源保护利用等有着重要意义。本研究基于2005—2021年间黑龙江省开展的多目标区域地球化学调查和土地质量地球化学调查资... 黑龙江省是我国重要的商品粮生产基地,开展土壤地球化学基准值与背景值研究,对科学评估土壤环境质量和加强黑土地资源保护利用等有着重要意义。本研究基于2005—2021年间黑龙江省开展的多目标区域地球化学调查和土地质量地球化学调查资料,主要以地球化学数据描述性统计分析方法对黑龙江省农业主产区深层和表层土壤中54项元素指标进行研究讨论,查明了各元素指标的含量区间和变异特征。对深层和表层样品分析数据进行正态分布和对数正态分布检验,计算土壤各元素指标的基准值和背景值,并对哈尔滨、大庆等12地市进行了分区统计。数据显示:(1)研究区表层和深层土壤中大部分元素指标特征参数较接近,反映该区土壤元素组成与土壤母质关系密切;(2)受地形地貌、成土母质、局部地区土壤盐渍化等因素影响,黑龙江各地市土壤基准值与背景值存在差异;(3)土壤地球化学背景值宏观反映了研究土壤养分及环境质量现状,研究显示研究区土壤中N、P、Corg等养分指标含量较丰富,基准值与背景值均高于全国,且区内Pb、Cd等重金属污染元素背景较低,土壤环境质量优良,黑龙江省绿色农业发展条件优越。本次研究覆盖黑龙江省的主要农业生产区,成果可为区域土地资源管护利用、生态环境保护等提供参考依据。 展开更多
关键词 黑龙江省 土壤 地球化学 基准值 背景值 元素
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水分边界对多年冻土路基水热状态影响研究
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作者 张雅宁 明锋 +1 位作者 韩庆宇 魏晓斌 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第1期174-182,共9页
在全球变暖的背景下,青藏高原地区的降雨量呈增加趋势。降雨改变了水分边界条件,为明确水分边界对冻土路基水热过程的影响程度,基于传热理论与非饱和土渗流理论,建立了包含水分迁移、相变的水热耦合模型。将综合考虑降雨与蒸发的水分边... 在全球变暖的背景下,青藏高原地区的降雨量呈增加趋势。降雨改变了水分边界条件,为明确水分边界对冻土路基水热过程的影响程度,基于传热理论与非饱和土渗流理论,建立了包含水分迁移、相变的水热耦合模型。将综合考虑降雨与蒸发的水分边界引入模型,并与无水分边界下的含水量、温度及其通量的变化规律进行对比。结果表明:暖季忽略水分边界将低估含水量、高估土体温度;引入水分边界后,暖季路基浅层土体液态水含量在0.06~0.11 m^(3)/m^(3)波动,较无水分边界时可增大36.14%;雨水感热与蒸发潜热使地表能量再分配,减小了热传导通量,最终表现为路基浅层土体的暖季平均温度较无水分边界时最大可降低0.75℃。 展开更多
关键词 多年冻土 冻土路基 水分边界 水热状态 数值模拟
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青藏高原冰冻圈变化对工程的影响 被引量:2
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作者 吴青柏 徐晓明 +2 位作者 贺建桥 姚晓军 张中琼 《气候变化研究进展》 北大核心 2025年第1期22-31,共10页
气候变化导致了青藏高原冰冻圈的快速变化,增加了冰冻圈灾害发生的规模和频率,严重威胁着冰冻圈区域工程和运营安全,影响青藏高原冰冻圈区域的可持续发展和人民的生活福祉。文中分析了青藏高原冰冻圈区域工程所面临的挑战,阐述了近年来... 气候变化导致了青藏高原冰冻圈的快速变化,增加了冰冻圈灾害发生的规模和频率,严重威胁着冰冻圈区域工程和运营安全,影响青藏高原冰冻圈区域的可持续发展和人民的生活福祉。文中分析了青藏高原冰冻圈区域工程所面临的挑战,阐述了近年来青藏高原冰冻圈变化及其未来变化趋势。从冰冻圈灾害类型和观测到的冰冻圈灾害对工程影响的视角,探讨了冰冻圈变化和灾害对工程设计和安全运营以及工程建设和维护经济成本的影响。提出了减缓气候变化下冰冻圈变化和灾害的应对策略,并讨论了工程的应对策略和技术措施。 展开更多
关键词 冰冻圈变化 冰冻圈灾害 工程 青藏高原
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基于地理统计与系统动力学的多年冻土活动层厚度模拟研究
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作者 俞阳 闵雪峰 +2 位作者 赵锐 孟祥连 李传松 《生态科学》 北大核心 2025年第2期20-30,共11页
全球气候变暖引起青藏高原多年冻土活动层厚度增加,冻土退化问题日趋严峻,潜在威胁当地生态环境和寒区基础设施安全。多年冻土活动层厚度(ALT)精准模拟有助于制定缓解气候变化对冰冻圈的影响方案。通过耦合地统计与系统动力学方法构建了... 全球气候变暖引起青藏高原多年冻土活动层厚度增加,冻土退化问题日趋严峻,潜在威胁当地生态环境和寒区基础设施安全。多年冻土活动层厚度(ALT)精准模拟有助于制定缓解气候变化对冰冻圈的影响方案。通过耦合地统计与系统动力学方法构建了ALT计算模型,突破了SD与GIS在广域范围内的数据桥接问题,同时实现了ALT计算精度的提高和时空可视化。以青藏铁路可可西里-安多站沿线为研究区,模拟结果表明ALT模拟精度达95%以上,该区域ALT的年增幅为0.005 m·a^(–1),同时指出气候变化和人为扰动均是引起冻土活动层退化的决定因素。 展开更多
关键词 多年冻土 活动层厚度 系统动力学 动态数据交换
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黄土丘陵沟壑区土壤潜蚀发生机制探究
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作者 陈峰峰 马多荣 《中国水土保持》 2025年第5期86-90,共5页
为探究黄土丘陵沟壑区土壤潜蚀发生机制,以甘肃省庆阳市庆城县野狐沟流域为研究区,实地调查典型潜蚀区土壤潜蚀状况,并采集原状土,测定其土壤理化性质,进行室内土壤潜蚀模拟试验,观测土壤潜蚀发生状况。结果表明:(1)土壤潜蚀主要发生在... 为探究黄土丘陵沟壑区土壤潜蚀发生机制,以甘肃省庆阳市庆城县野狐沟流域为研究区,实地调查典型潜蚀区土壤潜蚀状况,并采集原状土,测定其土壤理化性质,进行室内土壤潜蚀模拟试验,观测土壤潜蚀发生状况。结果表明:(1)土壤潜蚀主要发生在有集中来水的陡峭裸露坡面,产生的落水洞与潜蚀桥多为长条形或矩形,平均长度、宽度、深度分别为3.40、0.31、0.40 m,单个潜蚀微地貌平均体积为0.44 m^(3);(2)潜蚀区土壤多在60 min左右完成30 cm土层入渗,部分潜蚀试验管的土壤出现入渗速率持续下降至稳定后又迅速增大的潜蚀现象;(3)潜蚀区域的土壤颗粒主要由中粉粒和粗粉粒组成,二者占比之和达到60%以上,粗砂粒和石砾较少。土壤潜蚀发生需要具备的条件包括暴雨条件下径流集中冲刷、裸露的陡坡、土壤颗粒主要由中粉粒和粗粉粒组成、适中的土壤密度与土壤含水率、存在可打开的优势渗流通道。因此,在黄土丘陵沟壑区可通过分散径流、增加植被覆盖、改变土壤颗粒组成、增加土壤密度等方式抑制土壤潜蚀发生。 展开更多
关键词 土壤潜蚀 微地貌 土壤入渗 土壤性质 黄土丘陵沟壑区
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黄土区砂井浸水试验中探井内水位控制装置研发及应用
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作者 何剑 黄鑫 +3 位作者 李先明 郑建国 于永堂 张伟伟 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第5期205-213,共9页
黄土区砂井浸水试验是工程界开展黄土湿陷性评价中广泛应用的野外试验,不仅服务于地面建筑、路基等浅层黄土地层湿陷性判定,更适用于深层黄土地基的湿陷性判定。文章针对深层黄土砂井浸水试验时探井内水位液面难以准确控制的难题,研制... 黄土区砂井浸水试验是工程界开展黄土湿陷性评价中广泛应用的野外试验,不仅服务于地面建筑、路基等浅层黄土地层湿陷性判定,更适用于深层黄土地基的湿陷性判定。文章针对深层黄土砂井浸水试验时探井内水位液面难以准确控制的难题,研制了一种自动化多级水位控制装置。通过模拟试验测试了不同安装方式时水位感应探头的工作状态,引进转换开关实现了不同深度水位感应探头的工作状态转换,最后将集成的自动化多级水位控制装置应用于某大厚度湿陷性黄土砂井浸水试验中,检验了新装置的控制精度。模拟测试结果表明:设计的探头固定装置可有效保证水位感应探头呈悬空状态,水位感应探头在该状态下可正常工作,通过控制转换开关旋钮可实现不同高度浸水等级的切换。实例应用效果表明:新装置实现了砂井内不同深度水位的稳定控制,自动控制水位高度与设定水位高度的相对误差稳定在3.00%,而手动控制水位时,仅在补水间隔为0.1 h时手动控制与自动控制的相对误差基本一致;监测数据表明靠近采用自动化水位控制的探井附近土体含水率已较初始值分别相对增加了7.68%、2.03%,而采用手动控制水位的探井附近土体含水率仅较初始值相对增加了0.25%。测试结果进一步印证了利用自动化多级水位控制装置可有效保证设定深度以下土体充分浸水饱和,提高了砂井浸水试验的可靠性。研究成果可为类似的湿陷性黄土场地砂井浸水试验提供参考。 展开更多
关键词 湿陷性黄土 砂井浸水试验 水位控制装置 精度测试 工程应用
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地铁隧道暗挖施工穿越地裂缝带围岩响应规律——以西安地铁6号线为例
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作者 郭哲昊 黄强兵 +2 位作者 苟玉轩 郭治宇 李晨阳 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第3期356-370,共15页
地裂缝是一种特殊的城市地质灾害,对西安地铁工程施工安全与长期运营构造成了威胁。为了揭示地裂缝场地地铁隧道施工围岩扰动影响规律,以西安地铁6号线穿越地裂缝带为工程背景,采用几何比例尺为1∶20的物理模型试验,并结合数值模拟技术... 地裂缝是一种特殊的城市地质灾害,对西安地铁工程施工安全与长期运营构造成了威胁。为了揭示地裂缝场地地铁隧道施工围岩扰动影响规律,以西安地铁6号线穿越地裂缝带为工程背景,采用几何比例尺为1∶20的物理模型试验,并结合数值模拟技术,研究了隧道穿越地裂缝带暗挖施工过程中的围岩响应特征。结果表明:地表沉降与围岩应力变化随开挖步长呈反“S”型,其发展大致分为微变形、急剧变形和稳定变形3个阶段;施工过程中,地表沉降与围岩应力的峰值均出现在地裂缝处,且随着与地裂缝距离的增大而减小,受地裂缝影响的范围为上盘20.1 m、下盘18.6 m;开挖方向决定了围岩应力与变形的大小,从地裂缝下盘至上盘开挖方式引起的地表沉降与围岩应力均要略小于从地裂缝上盘至下盘开挖方式;开挖过程中围岩在地裂缝处出现应力松弛,围岩应力增加最大值可达3.05 kPa(对应原型值为61 kPa)。 展开更多
关键词 地铁隧道 暗挖 地裂缝 模型试验 地表沉降 围岩 应力 数值模拟
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减水剂对镁渣-粉煤灰基流态固化土流变性及强度的影响
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作者 赫明胜 秦庆金 +4 位作者 高慧 曲春雨 秦永 房奎圳 郝建帅 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第7期2710-2719,共10页
本研究探讨了聚羧酸(PCE)、三聚氰胺(SM)和萘系(NF)减水剂掺量对镁渣-粉煤灰基流态固化土流变性及抗压强度的影响。通过流动度测试、流变性分析及抗压强度评估,探讨了减水剂类型和掺量对流态固化土流动性、屈服应力、塑性粘度、表观粘... 本研究探讨了聚羧酸(PCE)、三聚氰胺(SM)和萘系(NF)减水剂掺量对镁渣-粉煤灰基流态固化土流变性及抗压强度的影响。通过流动度测试、流变性分析及抗压强度评估,探讨了减水剂类型和掺量对流态固化土流动性、屈服应力、塑性粘度、表观粘度、触变性及抗压强度的作用机制。结果表明,三种减水剂均能改善流态固化土的流动度和流变性,SM和NF减水剂提升效果显著,PCE减水剂提升效果相对较弱。当减水剂掺量为1%(质量分数)时,掺SM和NF减水剂的流态固化土的流动度分别提高了25%和37%。减水剂的掺入显著降低了浆体的屈服应力、塑性粘度及触变性,尤其是NF和SM减水剂具有较强的颗粒分散作用,能有效减少颗粒间的聚集和絮凝。流态固化土流动度与屈服应力呈线性负相关,减小屈服应力是提高流动性的关键。适量掺入SM减水剂可以提高流态固化土全龄期抗压强度,增强材料均匀性和致密性,而NF减水剂则会对抗压强度产生不利影响。 展开更多
关键词 减水剂 流态固化土 镁渣 流变性 强度
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循环增减湿条件下黄土胶黏粒运移规律试验研究
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作者 郝志桃 李喜安 +2 位作者 安明晓 杨亚军 高荣荣 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期138-152,共15页
为了探究循环增减湿过程中胶黏颗粒运移对黄土物理力学性质的影响,开展了表观形貌、剪切强度、扫描电镜及Mapping和XRF等试验,分析了不同黏粒含量与不同干湿工况下试样质量参数、表面裂隙率、剪切参数、微结构特征及粒子赋存与含量变化... 为了探究循环增减湿过程中胶黏颗粒运移对黄土物理力学性质的影响,开展了表观形貌、剪切强度、扫描电镜及Mapping和XRF等试验,分析了不同黏粒含量与不同干湿工况下试样质量参数、表面裂隙率、剪切参数、微结构特征及粒子赋存与含量变化的差异性,研究了不同环境下循环增减湿与结构力学以及结构性成因的内在关系。结果表明:开放环境中试样的质量变化参数和表观裂隙率均随干湿频次与黏粒含量的增多而增大,封闭环境的总体变化参数和变化总参数的变化量都较小,只有经过大量的增减湿累积才能产生较少的裂隙与裂纹;而在相同正压力条件下,开放环境的剪切强度随干湿次数的增加而降低,封闭环境的剪切强度则随循环次数的增多而升高;微观图像显示开放环境中Na元素的图像亮度逐渐变暗,而封闭环境中高频次干湿黄土的图像更亮,且元素分布状态更均匀;不同环境中粒子运移的差异性是导致黄土结构特征和强度特性差异的关键因素。研究将有助于阐明循环增减湿黄土的结构性变化及粒子迁移本质,为地质工程和岩土工程领域的相关应用提供理论参考。 展开更多
关键词 干湿循环 胶黏粒运移 赋存环境 黏粒含量 结构效应
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海水侵蚀环境下固化淤泥土氯离子扩散规律及微观机理研究
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作者 吴燕开 浮朝晖 +2 位作者 李文艳 许振翔 王粱 《工程地质学报》 北大核心 2025年第3期886-897,共12页
为研究在海水侵蚀环境下对海洋工程中淤泥质黏土固化改良问题,在室内开展实验研究,分别采用不同的固化剂固化海相淤泥土,对不同配比的固化土:水泥固化土(CS)、钢渣粉水泥固化土(SSP-CS)、掺激发剂钢渣粉水泥固化土(A-SSP-CS)和矿渣粉水... 为研究在海水侵蚀环境下对海洋工程中淤泥质黏土固化改良问题,在室内开展实验研究,分别采用不同的固化剂固化海相淤泥土,对不同配比的固化土:水泥固化土(CS)、钢渣粉水泥固化土(SSP-CS)、掺激发剂钢渣粉水泥固化土(A-SSP-CS)和矿渣粉水泥固化土(SP-CS)展开研究,分析其物理力学特性、侵蚀离子在固化土体中的扩散分布规律及侵蚀后的微观结构变化。研究结果表明:海水侵蚀下不同固化剂固化后的试样,随着侵蚀时间的增加,其质量变化率波动幅度较大,均呈现出先降低后增大的走势;侵蚀90 d后各类型固化土强度达到最大值,且SP-CS固化土试样的强度从初期就始终远高于其他固化试样;SSP-CS与A-SSP-CS固化土试样对比分析,因激发剂NaOH过多,A-SSP-CS固化土试样内部的密实性被降低,导致其强度出现下降的趋势;氯离子的运移扩散规律展现出,其含量随着深度和侵蚀龄期在不断增长,曲线变化波动大,后期平稳上升,试样中氯离子浓度的对比是:SP-CS>CS>SSP-CS>A-SSP-CS;SP-CS与SSP-CS固化土试样,在海水侵蚀后出现C-S-H胶凝体和AFT针状物等水化产物,内部孔隙较小,排列较紧密。研究结果展现出钢渣粉可替代水泥进行固化淤泥土的可行性,可为实际工程中固化土的抗侵蚀性能研究提供理论依据。 展开更多
关键词 固化淤泥土 海水侵蚀 质量变化率 无侧限抗压强度 氯离子扩散
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冻融循环条件下MICP技术自修复能力研究
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作者 康博 查甫生 李杰 《工程地质学报》 北大核心 2025年第4期1271-1279,共9页
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术可有效固化重金属污染土,复杂的外界环境会影响固化土的耐久性。本文通过开展无侧限抗压强度试验与细菌活性试验,重点研究了冻融循环作用对MICP固化铅污染土强度特性及自修复能力的影响,揭示了强度与自... 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术可有效固化重金属污染土,复杂的外界环境会影响固化土的耐久性。本文通过开展无侧限抗压强度试验与细菌活性试验,重点研究了冻融循环作用对MICP固化铅污染土强度特性及自修复能力的影响,揭示了强度与自修复能力之间的关系及微观作用机理。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,土体的高度与直径有所增大,但未产生裂隙,土体的无侧限抗压强度逐渐降低并趋于稳定;10次冻融循环作用后,巴氏芽孢杆菌仍具有一定的自修复能力,可继续固化土体,但活性较低。冻融循环过程中,巴氏芽孢杆菌可通过自修复再次产生碳酸钙沉淀,弥补一部分的强度损失,使得土体的无侧限抗压强度损失率较小。 展开更多
关键词 重金属污染土 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP) 冻融循环 自修复 强度特性
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