马莲河流域化学风化的季节变化和影响因素

为查明黄土高原马莲河流域不同季节河水化学的变化特征、来源及主要控制因子,2016年1~12月在流域下游雨落坪水文站采集时间序列水样40组,分析了主要离子组成并计算了化学风化速率.结果表明,河水总溶解固体(TDS)均值1 154.0 mg·L~(-1),远高于长江、黄河和珠江.阳离子以Na+为主,均值202.8 mg·L~(-1),其次为Ca~(2+)和Mg~(2+),阴离子以SO_4~(2-)为主,均值431.2 mg·L~(-1).主要离子质量浓度的季节变化明显,总体规律是雨季前降低,雨季后增高,在融冰期和暴雨期分别突增和骤降.离子来源主要为岩石化学风化,蒸发岩、硅酸盐和碳酸盐贡献比例均值分别为67.1%、13.7%和19.2%.矿物含量和风化速率的不同决定了各风化作用对气候变化的差异响应:蒸发岩因其高风化速率对季风气候响应积极,雨季风化作用增强;雨季前期河水流量低,较长的水岩作用时间有利于硅酸盐风化进行;碳酸盐风化作用在雨季晚期和后期明显增强,可能因其在黄土中含量较高,雨季后降雨吸收了更多的土壤CO_2形成H2CO3增进了碳酸盐的溶解.蒸发岩、碳酸盐风化速率和流量显著正相关,流量是控制流域化学风化的主要因素.     

主、次裂隙对岩石变形破坏机制的影响研究

为研究主、次裂隙在近似T型分布下对岩石变形破坏机制的影响,基于含主、次裂隙类岩石试件的单轴压缩试验及线弹性断裂力学理论,研究了轴向压缩下由夹角变化引起裂隙岩石中主、次裂隙应力场的变化规律,并进一步探究了其对岩石强度与变形特征的影响。研究结果表明:次裂隙的存在对单一裂隙试件的强度特征有明显影响,含次裂隙试件强度降至单一裂隙试件的30.2%~47.5%;裂隙夹角由30°增加至60°时引起主裂隙相交节点两侧剪应力方向由同向转变为异向,由应力的叠加转变为应力的抵消,对裂隙岩石的破坏过程产生抑制作用,从而增强岩石的峰值强度;相较于裂隙间应力场的相互影响,新增裂隙数量所增加的能量消耗引起的强度特征变化更为显著。     

岩石变形破裂过程中电荷感应信号的检测

设计了采用非接触方式、高放大倍数、高效率的电荷传感器,并给出了电荷传感器的设计原理和技术指标。利用研制的电荷传感器对岩石变形破裂过程中产生的电荷感应信号进行了检测试验。结果表明,岩石在变形破裂过程中会产生电荷感应信号,并能够被研制的电荷传感器检测到;电荷感应信号是瞬时脉冲的;随着加载应力水平的增加,电荷感应信号强度增强,在峰值应力前,电荷感应信号强度达到最大值;在破裂面接收到的电荷感应信号较强,主破裂面接收到的信号最强,因而电荷的产生和岩石的破裂有很大的关系。作为正在探索的检测岩石破坏过程的手段之一,电荷感应方法应是一种很具潜力的方法,值得深入研究。     

花岗岩蠕变特性及分数阶黏弹塑性模型研究

为了解花岗岩蠕变特性，采用全自动岩石三轴伺服仪对其开展试验研究，在常规三轴压缩试验基础上进行多级加载蠕变试验，系统分析花岗岩蠕变过程中整体蠕变规律和同围压不同应力水平下的轴向及环向蠕变变形量、蠕变速率随时间的变化规律。基于分数阶微积分算子及损伤力学理论，在Scott Blair黏壶基础上，考虑蠕变参数的非定常性，建立花岗岩黏弹塑性蠕变本构模型，并推导出其在恒应力情况下的三维黏弹塑性蠕变本构模型。结合花岗岩室内多级加载蠕变试验结果，采用Quasi Newton（BFGS）法对三维蠕变模型参数反演。结果表明，提出的模型与试验数据拟合较好并克服Nishihara模型不能描述蠕变非线性加速特征的不足，能够很好地反映花岗岩三阶段蠕变过程。     

伊犁盆地蚀源区铀源条件分析

铀源条件是砂岩型铀矿形成的物质基础和主控因素之一,岩石中铀含量和铀析出能力是衡量铀源条件的关键指标。为评价伊犁盆地蚀源区的铀源条件,根据野外地质调查结果,系统采集了伊犁盆地蚀源区不同类型岩石样品和地表水样品,测定了岩石样和水样中铀的含量,分析了不同岩石中铀的含量和铀的析出能力。结果表明:伊犁盆地蚀源区与赛里木湖流域补给区的地层条件基本一致,赛里木湖水的铀异常显示伊犁盆地具有较丰富的铀源条件;伊犁盆地蚀源区内广泛分布的石炭-二叠系花岗岩的含铀性最好且铀的析出能力强,是研究区内最重要的铀源,火山碎屑岩中含铀量中等但铀的析出能力很强,也是区内重要的铀源,沉积岩中含铀量低,且铀的析出能力较弱,铀源条件较差。     

山谷型磷石膏渣场酸性工艺水渗漏分析

我国大多数磷石膏渣场建于山谷之中,并以黏土底垫层作为防渗层。通过建立针对典型山谷型磷石膏渣场的渗流模型,使用二维有限元渗流分析方法对山谷型磷石膏渣场酸性工艺水的渗漏模式和渗漏量进行了分析。分析表明:山谷型磷石膏渣场酸性工艺水渗漏量不仅和黏土防渗层的垂直渗透系数有关,而且与黏土防渗层下部风化岩层的水平渗透性相关。如水平渗透性较大,黏土防渗层对阻止酸性工艺水流失的作用有限。分析还表明,由于谷口垂直防渗帷幕不大可能封堵住所有风化岩层中的裂隙,很难阻止渗过黏土防渗层的酸性工艺水向渣场外渗漏。     

汉江上游前坊村黄土剖面化学风化程度及其环境意义

通过对郧县前坊村黄土剖面常量元素及相关参数分析,采用Al为标准的变化率参数计算。结果表明：(1)古土壤S0形成时期，土壤磁化率、粘粒成分、CIA值较典型黄土L1高，Na/K值低于典型黄土L1。这表明古土壤形成时期，气候温暖湿润，土壤风化淋溶较强,反映了较强的成壤过程，在黄土堆积时期气候相对干冷，沙尘暴频繁出现，土壤的成壤作用较弱；(2)碳酸盐含量的剧烈变化是影响黄土元素分布特征很重要的因素，其中,一些元素如Mn和Fe在剖面中的含量较高，主要是碳酸盐被强烈淋溶造成的相对富集；(3)前坊村剖面中，常量元素风化成土过程中，Na、Ca、Mg、K、Si和Ti在古土壤S0为主要迁移元素，其迁移顺序为：Na>Ca>Mg>K>Si>Ti；Mn和Fe表现的轻微富集；常量元素的迁移特征指示了汉江上游谷地黄土已经完成初级的脱Ca、Na阶段，应进入了早期去K的中等风化阶段     

复杂应力条件下地基岩石细观破坏研究

为了研究复杂应力条件下的深基坑岩石细观破坏问题,本构方程采用由应变空间导出的弹塑性损伤细观力学模型,借助有限元计算方法,实现了岩石三维破裂过程的数值模拟。采用细观破坏单元网格消去法,实现了有限元模拟裂纹扩展过程;利用位移加载来实现岩石逐渐破裂过程;数值模拟灰岩单轴拉伸及压缩破坏试验、双轴拉伸破坏试验和三轴受压破坏试验,得到其非线性应力—应变曲线和不同载荷阶段弹塑性损伤破裂演化系列图像;分析细观非均匀性对岩石宏观破裂力学行为的影响。研究表明,在复杂应力条件下,随着围压增大,峰值抗压强度明显提高,塑性变形明显增大。本文研究对深基坑施工过程中预防工程事故的发生具有借鉴意义。     

岩石声发射监测技术应用分析：对三峡水利枢纽运行时库区内滑坡实 …

简要介绍了三峡库区运行时滑坡实行监测的主要内容，介绍了以防大灾为目的的多参数、多手段、多方位的长期、快速有效的动态监测系统，并分析了岩石声发射监测技术的应用前景和为此需进一步研究的问题。