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基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法
被引量:
1
1
作者
张岩
汪进超
+1 位作者
刘厚成
郭启军
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1435-1445,共11页
复杂地质环境下采用简化的几何体代替真实形态的隐伏溶洞进行数值分析,往往难以反映真实的工程特性,自然形成的溶洞形态在几何方面无明显规律性,导致溶洞形态特征的定量化表征问题一直未被很好的解决,为此,针对复杂地质环境下钻孔围岩...
复杂地质环境下采用简化的几何体代替真实形态的隐伏溶洞进行数值分析,往往难以反映真实的工程特性,自然形成的溶洞形态在几何方面无明显规律性,导致溶洞形态特征的定量化表征问题一直未被很好的解决,为此,针对复杂地质环境下钻孔围岩隐伏溶洞轮廓的几何形态特征定量化研究中缺少系统性研究问题,提出了基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法。首先,在利用钻孔定向声波扫描技术获取基础数据的基础上,构建同一钻孔中不同隐伏溶洞的轮廓坐标化准则。随后,在钻孔围岩隐伏溶洞定量表征方面,分别提出了隐伏溶洞水平方向结构表征方法与垂直方向结构表征方法,实现了隐伏溶洞的全方位定量化表征;在钻孔围岩隐伏溶洞统计分析方面,提出了水平全方位占比指数、远离占比指数和深度占比指数,能够从钻孔角度来统计分析钻孔不同深度、周围不同位置的隐伏溶洞情况。最后,结合实际工程案例进行了综合分析,并与其他方法进行了对比验证,证明了提出的方法能够为岩溶地区地质工程中工程勘察和数值模拟提供更多的定量化数据,是溶洞地区的开发与资源利用技术中的一种全新定量化分析方法,具有广阔的应用前景。
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关键词
声波扫描
隐伏溶洞
围岩结构
定量表征
溶洞分析
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职称材料
手持式XRF在土壤调查修复项目中应用的可靠性分析
被引量:
3
2
作者
孙中瑾
张莹莹
+6 位作者
叶小瑭
李新元
满伟慧
刘超
史瑞
刘敬兵
王子鸣
《环境工程技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1005-1014,共10页
为确定手持式X射线荧光光谱仪(XRF)测量精度和准确度是否能够满足土壤环境快速检测要求,以山东省济宁市某地块土壤污染状况调查项目为背景,分别采用XRF快速检测仪检测和实验室检测方法对浅层土层(0.2~0.5 m)和深层土层(1.5~2.0 m)样品中...
为确定手持式X射线荧光光谱仪(XRF)测量精度和准确度是否能够满足土壤环境快速检测要求,以山东省济宁市某地块土壤污染状况调查项目为背景,分别采用XRF快速检测仪检测和实验室检测方法对浅层土层(0.2~0.5 m)和深层土层(1.5~2.0 m)样品中砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)和镍(Ni)5种元素浓度进行检测。结果表明:浅层土层重金属As的XRF检测值普遍高于实验室检测值,Cu、Pb、Zn、Ni的XRF检测值普遍低于实验室检测值,误差普遍在±30%以内;浅层土层的重金属元素XRF检测值与实验室检测值普遍相对偏差(RD为−33.82%~23.53%)及总体相对偏差标准差(6.79~19.52)小于深层土层(分别为−30.26%~98.36%、9.53~49.77),相对偏差的离散程度小于深层土层;浅层土层的重金属的决定系数(R^(2)为0.7762~0.9549)普遍高于深层土层(R^(2)为0.7762~0.9549),相关性高于深层土层。野外使用XRF对土壤样品中重金属进行检测时,所取的土壤样品尽量避免大颗粒,对样品待测面进行压实、压平处理,对于含水率高的样品应适当进行干燥处理,以降低检测误差。虽然手持式XRF检测存在一定误差,但在土壤污染状况调查项目中可以较好地反映土壤元素浓度范围,具有较高的可靠性,可以满足项目土壤快速检测需求。
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关键词
X射线荧光光谱仪(XRF)
重金属
土壤污染状况
快速检测
可靠性
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职称材料
不同材料充填对矿区复垦土壤钾吸附解吸的影响
被引量:
1
3
作者
景可欣
董周宾
+4 位作者
薄怀志
王志亮
胡绍豪
李新举
闵祥宇
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期4928-4937,共10页
煤矿开采造成土地沉陷、土壤环境破坏和农田养分流失,采用不同材料充填复垦是目前中国东部矿区修复沉陷土地的常用方法。钾作为作物生长发育的关键元素,探究其在复垦土壤中的有效性十分必要。为了研究不同填充材料复垦土壤中钾的有效性...
煤矿开采造成土地沉陷、土壤环境破坏和农田养分流失,采用不同材料充填复垦是目前中国东部矿区修复沉陷土地的常用方法。钾作为作物生长发育的关键元素,探究其在复垦土壤中的有效性十分必要。为了研究不同填充材料复垦土壤中钾的有效性及其影响因素,文章选择以煤矸石(MGS)、湖泥(HN)、黄河砂(HHS)为填充材料的复垦土壤为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、电子显微镜(SEM)以及比表面及孔隙度分析仪(BET)对复垦土壤进行表征分析,利用吸附等温线试验和连续流液法吸附、解吸动力学实验测定并通过相应模型描述复垦土壤对钾的吸附、解吸特征。结果表明:不同材料充填复垦土壤的矿物组成、官能团组成、微观形貌、表面结构均与正常耕地存在差异。3种材料充填复垦土壤XRD图谱中伊利石的衍射峰以及FTIR曲线中由伊利石引起的—OH等特征峰均减弱,复垦土壤表面更加光滑,比表面积和孔体积更小;所有充填复垦土壤各吸附、解吸参数均低于正常耕地(ZC),MGS充填复垦土壤吸附能力最强,其最大吸附量可达7.90~15.00 mg/g,HHS充填复垦土壤吸附能力最弱,其Qm仅2.66~3.91 mg/g。复垦土壤解吸能力差异不大,均处于较低水平,煤矸石充填复垦土壤填充层(MGST)的平衡解吸量(Q_(e4))最高,为4.40 mg/g,黄河砂充填复垦土壤填充层(HHST)的Q_(e4)最低,为1.81 mg/g;复垦土壤的吸附参数(最大吸附量、平衡吸附量)与含水量、土壤质地(粉粒、砂粒)、阳离子交换量、表面特征(比表面积、孔体积、平均孔径)显著相关;解吸参数(平衡解吸量)与含水量、黏粒、阳离子交换量显著相关。研究表明,矿区典型材料的充填会降低复垦土壤钾的有效性,这主要与复垦土壤对钾的吸附、解吸能力有关。MGS、HN由于其比表面积、黏粒含量、阳离子交换量较大具有较高的吸附量,但由于其伊利石和—OH含量较高,以不可逆吸附为主,可以通过研磨、筛分减小填充材料粒度及适当提高pH来改良;HHS由于比表面积、黏粒含量、阳离子交换量较小具有较低的吸附量和解吸量,可以通过复垦时掺加黏土及利用秸秆等富含—OH的材料煅烧制备适宜充填复垦的HHS材料来改良。
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关键词
采煤沉陷区
填充材料
复垦土壤
土壤钾有效性
吸附−解吸特征
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职称材料
题名
基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法
被引量:
1
1
作者
张岩
汪进超
刘厚成
郭启军
机构
山东省
鲁南地质工程勘察院地热清洁能源勘查开发
山东省
工程研究中心
山东省地矿建设有限公司
自然资源部
山东
羊庄岩溶生态系统野外科学观测研究站
山东省
地矿
局岩溶地质重点实验室
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土工程检测中心
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1435-1445,共11页
基金
山东省地矿建设有限公司开放基金重点课题项目(No.LNYQ-2021-Z09)
湖北省重点研发计划项目(No.2023BAB099)。
文摘
复杂地质环境下采用简化的几何体代替真实形态的隐伏溶洞进行数值分析,往往难以反映真实的工程特性,自然形成的溶洞形态在几何方面无明显规律性,导致溶洞形态特征的定量化表征问题一直未被很好的解决,为此,针对复杂地质环境下钻孔围岩隐伏溶洞轮廓的几何形态特征定量化研究中缺少系统性研究问题,提出了基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法。首先,在利用钻孔定向声波扫描技术获取基础数据的基础上,构建同一钻孔中不同隐伏溶洞的轮廓坐标化准则。随后,在钻孔围岩隐伏溶洞定量表征方面,分别提出了隐伏溶洞水平方向结构表征方法与垂直方向结构表征方法,实现了隐伏溶洞的全方位定量化表征;在钻孔围岩隐伏溶洞统计分析方面,提出了水平全方位占比指数、远离占比指数和深度占比指数,能够从钻孔角度来统计分析钻孔不同深度、周围不同位置的隐伏溶洞情况。最后,结合实际工程案例进行了综合分析,并与其他方法进行了对比验证,证明了提出的方法能够为岩溶地区地质工程中工程勘察和数值模拟提供更多的定量化数据,是溶洞地区的开发与资源利用技术中的一种全新定量化分析方法,具有广阔的应用前景。
关键词
声波扫描
隐伏溶洞
围岩结构
定量表征
溶洞分析
Keywords
acoustic scanning
hidden karst caves
surrounding rock structure
quantitative characterization
karst cave analysis
分类号
TU433 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
手持式XRF在土壤调查修复项目中应用的可靠性分析
被引量:
3
2
作者
孙中瑾
张莹莹
叶小瑭
李新元
满伟慧
刘超
史瑞
刘敬兵
王子鸣
机构
山东省
鲁南地质工程勘察院(
山东省
地质矿产勘查开发局第二地质大队)
自然资源部采煤沉陷区综合治理工程技术创新中心
山东省地矿建设有限公司
山东省
物化探勘查院
出处
《环境工程技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1005-1014,共10页
文摘
为确定手持式X射线荧光光谱仪(XRF)测量精度和准确度是否能够满足土壤环境快速检测要求,以山东省济宁市某地块土壤污染状况调查项目为背景,分别采用XRF快速检测仪检测和实验室检测方法对浅层土层(0.2~0.5 m)和深层土层(1.5~2.0 m)样品中砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)和镍(Ni)5种元素浓度进行检测。结果表明:浅层土层重金属As的XRF检测值普遍高于实验室检测值,Cu、Pb、Zn、Ni的XRF检测值普遍低于实验室检测值,误差普遍在±30%以内;浅层土层的重金属元素XRF检测值与实验室检测值普遍相对偏差(RD为−33.82%~23.53%)及总体相对偏差标准差(6.79~19.52)小于深层土层(分别为−30.26%~98.36%、9.53~49.77),相对偏差的离散程度小于深层土层;浅层土层的重金属的决定系数(R^(2)为0.7762~0.9549)普遍高于深层土层(R^(2)为0.7762~0.9549),相关性高于深层土层。野外使用XRF对土壤样品中重金属进行检测时,所取的土壤样品尽量避免大颗粒,对样品待测面进行压实、压平处理,对于含水率高的样品应适当进行干燥处理,以降低检测误差。虽然手持式XRF检测存在一定误差,但在土壤污染状况调查项目中可以较好地反映土壤元素浓度范围,具有较高的可靠性,可以满足项目土壤快速检测需求。
关键词
X射线荧光光谱仪(XRF)
重金属
土壤污染状况
快速检测
可靠性
Keywords
X-ray fluorescence spectrometer(XRF)
heavy metals
soil pollution status
quick detection
reliability
分类号
X833 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
不同材料充填对矿区复垦土壤钾吸附解吸的影响
被引量:
1
3
作者
景可欣
董周宾
薄怀志
王志亮
胡绍豪
李新举
闵祥宇
机构
自然资源部采煤沉陷区综合治理工程技术创新中心
山东
农业大学资源与环境学院
中国矿业大学环境与测绘学院
山东省地矿建设有限公司
山东省
鲁南地质工程勘察院(
山东省
地质矿产勘查开发局第二地质大队)
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期4928-4937,共10页
基金
山东省重点研发计划(重大科技创新工程)资助项目(2020CXGC011403)
山东省鲁南地质工程勘察院开放基金课题资助项目(LNYQ202108)。
文摘
煤矿开采造成土地沉陷、土壤环境破坏和农田养分流失,采用不同材料充填复垦是目前中国东部矿区修复沉陷土地的常用方法。钾作为作物生长发育的关键元素,探究其在复垦土壤中的有效性十分必要。为了研究不同填充材料复垦土壤中钾的有效性及其影响因素,文章选择以煤矸石(MGS)、湖泥(HN)、黄河砂(HHS)为填充材料的复垦土壤为研究对象,采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、电子显微镜(SEM)以及比表面及孔隙度分析仪(BET)对复垦土壤进行表征分析,利用吸附等温线试验和连续流液法吸附、解吸动力学实验测定并通过相应模型描述复垦土壤对钾的吸附、解吸特征。结果表明:不同材料充填复垦土壤的矿物组成、官能团组成、微观形貌、表面结构均与正常耕地存在差异。3种材料充填复垦土壤XRD图谱中伊利石的衍射峰以及FTIR曲线中由伊利石引起的—OH等特征峰均减弱,复垦土壤表面更加光滑,比表面积和孔体积更小;所有充填复垦土壤各吸附、解吸参数均低于正常耕地(ZC),MGS充填复垦土壤吸附能力最强,其最大吸附量可达7.90~15.00 mg/g,HHS充填复垦土壤吸附能力最弱,其Qm仅2.66~3.91 mg/g。复垦土壤解吸能力差异不大,均处于较低水平,煤矸石充填复垦土壤填充层(MGST)的平衡解吸量(Q_(e4))最高,为4.40 mg/g,黄河砂充填复垦土壤填充层(HHST)的Q_(e4)最低,为1.81 mg/g;复垦土壤的吸附参数(最大吸附量、平衡吸附量)与含水量、土壤质地(粉粒、砂粒)、阳离子交换量、表面特征(比表面积、孔体积、平均孔径)显著相关;解吸参数(平衡解吸量)与含水量、黏粒、阳离子交换量显著相关。研究表明,矿区典型材料的充填会降低复垦土壤钾的有效性,这主要与复垦土壤对钾的吸附、解吸能力有关。MGS、HN由于其比表面积、黏粒含量、阳离子交换量较大具有较高的吸附量,但由于其伊利石和—OH含量较高,以不可逆吸附为主,可以通过研磨、筛分减小填充材料粒度及适当提高pH来改良;HHS由于比表面积、黏粒含量、阳离子交换量较小具有较低的吸附量和解吸量,可以通过复垦时掺加黏土及利用秸秆等富含—OH的材料煅烧制备适宜充填复垦的HHS材料来改良。
关键词
采煤沉陷区
填充材料
复垦土壤
土壤钾有效性
吸附−解吸特征
Keywords
coal mining subsidence areas
filling materials
reclaimed minesoil
soil potassium availability
adsorptiondesorption characteristics
分类号
S143.3 [农业科学—肥料学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于定向声波扫描的钻孔围岩隐伏溶洞表征与分析方法
张岩
汪进超
刘厚成
郭启军
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
手持式XRF在土壤调查修复项目中应用的可靠性分析
孙中瑾
张莹莹
叶小瑭
李新元
满伟慧
刘超
史瑞
刘敬兵
王子鸣
《环境工程技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
3
不同材料充填对矿区复垦土壤钾吸附解吸的影响
景可欣
董周宾
薄怀志
王志亮
胡绍豪
李新举
闵祥宇
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
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