地铁盾构隧道施工引起的地表变形特征研究

结合郑州地铁1号线西三环站至秦岭路站地铁区间隧道盾构施工的实际,通过现场监测和数值模拟计算对盾构隧道施工引起的地表变形特征进行了研究。主要研究了地表横向变形和纵向变形规律,从而确定了盾构隧道掘进对横向变形的影响范围,并结合郑州区域性粉土地层的特点,运用有限差分软件FLAC3D建立了地铁盾构施工的三维有限差分模型,对盾构施工引起地表变形发展过程进行了数值模拟计算,从而得出了一些有意义的结论。该研究对确保地铁隧道施工的安全具有重要的意义。     

岩溶区与非岩溶区土壤微生物活性的对比研究

通过野外采样和室内实验,研究了不同地质背景、不同土地利用方式对土壤微生物活性的影响。研究表明,土壤微生物数量、微生物量碳在林地、灌木丛、草丛三种不同的土地利用方式下均表现为岩溶区>非岩溶区;岩溶区土壤微生物数量、微生物量碳表现为林地>灌木丛>草丛;非岩溶区土壤微生物数量表现为草丛>林地>灌木丛,微生物碳表现为林地>草丛>灌木丛。对于同一种土地利用方式,脲酶和蔗糖酶活性均表现为非岩溶区>岩溶区,过氧化氢酶活性表现为岩溶区>非岩溶区;除非岩溶区土壤脲酶活性表现为林地>草丛>灌木丛外,非岩溶区土壤过氧化氢酶、蔗糖酶活性及岩溶区土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性均表现为林地>灌木丛>草丛。岩溶区土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性和非岩溶区土壤蔗糖酶活性能作为土壤较理想的肥力指标。     

岩溶地层的三维地质构模研究

如何研究岩溶发育极不规律的岩溶地层一直是困扰水文地质和工程地质一大难题,笔者将最新的三维可视化技术和地质统计学方法应用到岩溶地层的构建模型上,以期从不同角度揭露特定研究区域的岩溶发育规律,从而为岩溶地区的生产实践提供一种有效的分析途径.通过研究表明:该方法是行之有效的,能够方便、快捷地分析岩溶地区不同角度和剖面的岩溶发育规律.     

亚热带典型岩溶区地表溪流水文地球化学昼夜变化及其影响因素研究

为了解岩溶区地表溪流水文地球化学的昼夜变化过程及其影响因素,于2013-07-09～2013-07-14期间,在广西壮族自治区融安县官村地下河出口(G1)和下游雷崖村(G2)设置两个监测点同时展开了为期5 d的高分辨率昼夜监测工作,每15min监测水温(T)、pH、溶解氧(DO)和电导率(Spc),每2 h进行人工采样工作,样品测试Ca2+、HCO-3和NO-3等主要离子以及δ13CDIC.结果发现:1 G1和G2点都是HCO3-Ca型水,但是两个监测点表现出不同的水文地球化学昼夜变化过程;2监测期间官村地下河出口(G1)的物理化学参数和主要离子(Ca2+、HCO-3和NO-3等)基本上保持稳定,而雷崖监测点(G2)的物理化学参数(T、pH、DO、Spc)和Ca2+、HCO-3和NO-3离子表现出有规律的昼夜变化特征;3 G2监测点的溶解无机碳(DIC)和δ13C值表现出相反的昼夜变化特征,DIC在白天下降晚上升高而δ13C值白天上升晚上下降,并表现出较好的负相关关系(相关系数为-0.87,P<0.01).结果表明,水生植物的光合作用和呼吸作用、水温以及脱气作用共同影响岩溶区地表溪流水文地球化学的昼夜变化,控制了岩溶地表溪流内部物质循环过程.     

地铁暗挖隧道邻近既有运营盾构区间施工变形影响研究

为提升地铁盾构隧道的防灾减灾能力,以太原某地铁暗挖隧道邻近既有运营盾构区间施工为例,应用数值模拟与现场监测相结合的方法,研究地铁暗挖隧道施工过程中,盾构区间隧道结构及轨道结构的变形特征.研究结果表明:地铁暗挖通道上方地表沉降呈非对称"U型"分布,影响范围约为1倍埋深,影响角约45°.随着地铁暗挖隧道施工的进行,盾构区间...     

地表覆被对岩溶区鲜土无机三氮累积的影响

通过对毕节市七星关区地表覆被差异明显的3个样地逐月采样,文章检测了土壤的铵态氮、亚硝态氮、硝态氮及有机质含量等指标,研究表明:(1)3个样地无机三氮季节差异明显,总体上表层土壤变异程度强于深层。凉亭样地为乔灌草地,植被覆盖良好,整个剖面年均有机质含量为最高,微生物底物充足导致铵态氮含量最大。3样地土壤有机质与铵态氮相关分析表征两者存在显著性相关(r2=0.549,p0.05)。(2)对雨量充沛的中国南方区域新鲜土壤,其铵态氮均在夏季出现全年最低值,这主要是夏季强淋溶作用所致。而在北方非(弱)季风区,全年淋溶有限且夏季氨化作用强,铵态氮恰与南方相反,为全年高浓度时段。其他学者使用风干土此规律则被掩盖,这是因为矿质化作用会导致氮素出现流转。为精准评价原位土壤氮素含量应使用鲜土检测。(3)亚硝态氮全年最大的为农地鲜土,剖面均值达到2.39 mg/kg,最小的为撂荒疏草地。这与肥料施加和地表生物返还差异有关。3样地均在夏季出现了峰值,这除了与该季节腐殖质矿质化作用加强导致土壤转为弱碱性,进而为氨氧化细菌提供了游离氨基质有关,还受夏季土壤毛管孔隙长期被水充斥形成的微域缺氧环境,反硝化作用被激发、硝酸还原酶活性增大而亚硝酸还原酶活性被抑制等因素所制约。(4)3样地硝态氮含量曲线4月以后即表现显著下降态势,最低值出现在7月。这与硝态氮自身不易被土壤胶体吸附、春季以来逐步增强的淋溶和硝酸还原酶活性增大等因素有关。     

典型岩溶区旱季板栗树下岩溶溶蚀速率的研究

广西是全国板栗树主要种植区之一,研究区的隆安县具有"板栗之乡"之称,并且大部分板栗树种植在岩溶区。为了研究岩溶区种植板栗树后岩溶溶蚀的变化,本文通过野外溶蚀标准试片法,在典型岩溶区测定了相同地质背景下洼地板栗树、洼地草地、坡地灌木丛旱季试片绝对溶蚀量、溶蚀速率和土壤pH值等,并对洼地草地、坡地灌木丛土壤和洼地板栗树进行比较。结果表明:板栗树下土壤pH值偏低,呈弱酸性,低于坡地灌木丛和洼地草地,土地试片的溶蚀率则高于坡地灌木丛和洼地草地,而且土壤试片的溶蚀速率与土壤pH值呈显著负相关关系。因此,岩溶区板栗树的种植可能对岩溶溶蚀作用有促进的作用。     

基于云证据理论的地铁盾构施工临近建筑物变形安全控制预警决策方法研究

为实现对地铁盾构施工临近建筑物变形安全控制的预警,结合工程实践和标准法规构建了包括监测项目和巡视项目共7个指标的评价体系,并将其划分为一般风险、显著风险、高风险和严重风险4个等级;基于监测信息和专家评价值确定指标特征值,采用云模型构建指标基本可信度分配,基于D-S证据理论对指标进行多层融合,利用蒙特卡洛模拟对建筑物变形影响因素进行敏感性分析;以武汉轨道交通7号线土建工程第3标段金银湖村5栋建筑物为例,对地铁盾构施工临近建筑物变形的安全警情状态进行评价。评价结果表明:4栋建筑物处于显著风险等级,1栋建筑物为一般风险等级,并结合蒙特卡洛模拟对风险最大的建筑物的监测点的影响因素进行敏感性分析,可为建筑物变形安全控制提供决策建议。     

煤矿地表塌陷规律及预测方法的研究

煤矿地表塌陷规律是进行塌陷预测的基础,地表塌陷预测是进行煤矿地表塌陷影响评价、提出防治对策、制定矿区土地复垦与塌陷区综合治理规划和工程设计的依据。本所从五十年代起就从事这一领域具有开拓性的研究工作,与各矿区广泛协作,经长期现场观测,分析了数百条观测线和两个网状观测站,并经室内模型试验和理论研究,掌握了我国煤矿地表塌陷的基本规律,提出了一套适合我国不同地质采矿条件的塌陷预测方法,该方法曾获煤炭部科技进步二等奖。近年来,由于使用了先进的电算技术,地表塌陷规律和预测方法的研究获得了更迅速的发展。例如,为煤矿地表下沉(塌陷)计算建立了统一的概率模型,用严密的计算方法迅速、准确地预测煤矿大范围的地表塌陷,并能将地表形态变化下沉等值线图直观地表示出来,还能为制定塌陷区综合治理规划预测出土地塌陷面积、塌陷坑容积,塌陷后积水面积和积水量等参数。     

典型岩溶槽谷区不同地表覆被土壤中多环芳烃的运移特征和来源解析

为探究岩溶槽谷区土壤中多环芳烃(PAHs)的环境行为,选取典型的竹林地、灌丛地和耕地作为研究对象,运用气相色谱-质谱联用仪定量分析土壤中的PAHs.结果表明,土壤剖面中PAHs污染水平表现为竹林地(204.13 ng·g^-1)>耕地(175.47 ng·g^-1)>灌丛地(106.00 ng·g^-1),土壤质量总体良好.3种土地类型均表现为浅层土壤的PAHs含量显著高于深层土壤(p<0.05),表明岩溶区土壤对防止地下水污染具有重要意义;2~3环PAHs易运移至深层土壤,而4~6环PAHs受TOC含量的影响则主要积聚在浅层土壤,富集能力表现为灌丛地>耕地>竹林地;PAHs运移特征主要受控于有机质的吸附和水的溶解两种机制,PAHs和土壤的理化性质是影响PAHs运移的重要因素.结合同分异构体比值法和主成分分析法的源解析结果,得出研究区土壤中PAHs主要源于当地能源燃烧和交通污染,而大气沉降是重要污染途径.     

岩溶区地下水位下降致塌的数值模拟研究

文章运用三维数值模拟的方法对复杂的岩溶塌陷机理及过程进行了系统性研究,探讨了Flac3D三维数值模拟应用于岩溶塌陷的模拟技术及方法,为岩溶塌陷的客观评价及预测开辟了有效途径。在研究中成功地应用数值模拟的方法时地下水面以上的土洞塌陷机制进行了模拟,并对岩溶区的典型地质概化模型的致塌机理进行验证。     

基于岩溶区水库安全的水文地质模型构建研究

在有煤矿开采的岩溶地区修建水库是一项复杂的系统工程,需要构建相应水文地质模型对库区及煤矿运输巷道进行相关参数的数值模拟,并对修建水库前后的水文地质情况进行预测,以防止地质灾害事故的发生。通过对四川某岩溶地区水库案例进行研究,运用AutoCAD、ArcGIS进行相关模型参数处理,最终在FEFLOW软件中建立研究区具有代表性的三维水文地质模型,为下一步的相关水文地质参数求取打下基础。     

不同坡度地表径流中污泥氮素流失规律的研究

研究了人工模拟降雨条件下,坡度对撒施于赤红壤坡地的污泥氮素随地表径流的流失影响.结果表明,各坡度污泥撒施的前期(1d和18d)径流中混匀样总氮(MTN)、静置样总氮(STN)、颗粒态总氮(TPN)、悬浮态总氮(TSN)、可溶性总氮(TDN)、NH4+-N浓度和流失量均达到峰值,氮素(MTN和STN)流失最为严重,对地表水的污染风险随坡度增大而升高,其中25°STN浓度和流失量峰值分别为126.1mg·L-1和1788.6mg·m-2,分别是10°对应峰值的4.6和5.8倍.此后撒施径流氮素(NO3--N除外)浓度和流失量均呈先快速下降后逐渐趋于稳定,坡度处理间的氮素浓度和流失量差异较小.10°～25°处理径流中68.6%～73.4%MTN和62.3%～66.7%STN流失量发生在污泥撒施前期(1d和18d)径流中,MTN径流流失系数大小依次为:20°25°15°10°,TDN是氮素流失的主体,但相当比例NH4+-N是通过吸附于颗粒相随径流流失的.     

扭—压复合加载变形基础的研究

扭—压复合加载成形工艺是一种有效地利用工件与工具间摩擦的有害作用,达到减小变形力、改善工件组织性能的新方法。本文介绍了实现扭—压变形的实验装置,并对工艺因素对扭—压复合加载变形的影响作了阐述。     

斗笠山煤矿区地质构造与岩溶塌陷分布的关系研究

湘中地区分布许多含煤向斜盆地,煤田开采过程中由于突水及疏排地下水引起岩溶塌陷,产生了一系列环境地质问题。斗笠山矿区为一不规则的三角形复式向斜汇水盆地,水文地质务件复杂,本区构成了五个塌陷带。文章对五个塌陷带的地质构造进行了研究,早二叠世末期的东吴运动,在区内对古岩溶的控制十分明显。地质构造复杂地段,往往是岩溶异常发育地带。斗笠山向斜西南翼处于斗笠山向斜转折端,岩溶塌陷发育,斗笠山煤矿泉塘一带,既是多条断裂交汇处,又是次级背斜轴部和倾伏端,密集的构造使岩层破碎和裂隙发育,岩溶塌陷发育强烈。     

某四组元复合推进剂的热分解规律研究

目的研究某四组元推进剂的热分解特性。方法进行差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)实验。结果分别得到了推进剂在不同温度下的DSC和TG曲线,以及同一温度下推进剂各单组分的DSC和TG曲线,并计算得到了不同升温速率下的反应动力学参数。结论推进剂的热失重主要分为三个阶段,150～220℃的范围主要为RDX的热分解,220～375℃的范围主要为AP热分解,375～515℃的范围主要为部分AP高温分解和橡胶分解。同时推进剂在200～237℃和337～385℃各出现了一个放热峰,在240～248℃出一个吸热峰。推进剂的吸热峰为推进剂中AP晶型转变的吸热峰,推进剂中两个放热峰分别是由于RDX热分解和AP的高温分解产生的。同时计算得到推进剂样品的活化能,推进剂的表观活化能在1.6×10~5～2.1×10~5J/mol的范围之间,随着热分解的进行,活化能先降低后升高。     

基于源区监测的城市地表径流污染空间分异性研究

通过对汉阳城区14个地表源区4次降雨径流过程水样的采集与分析,研究城市地表径流污染空间分异性及其影响因素,以期为地表径流污染的源区控制提供科学依据.结果表明,城市地表径流颗粒态COD、TN和TP分别占58%±17%、65%±13%和92%±6%,溶解态TN中NH 4+-N、NO 3--N和DON相当.不透水地表功能、交通流量、土地利用、人口密度以及卫生管理水平是影响城市地表径流水质空间分异的主要因素.土地利用对径流污染程度的影响是旧城居民区一般城区居民区/饮食区交通商业区新建区城市绿地,人口密度高和管理差的旧城区径流污染最重;道路地表径流污染程度与交通流量呈正相关,交通流量越高地表径流污染越重,1级交通干道2级干道支路.加强地表卫生的管理,并对地表径流污染产生的关键源区进行控制是减轻城市地表径流对水环境负面影响的有效途径.     

焦作市某电厂粉煤灰堆放场引起岩溶地下水Cr6+污染的初步研究

结合焦作市某粉煤灰堆放场的水文地质情况,根据淋滤液中Cr^6＋离子析出过程,探讨了Cr^6＋离子对岩溶地下水的影响。利用数值模拟方法,进行了粉煤灰淋滤总量的估算,并对堆放场提出有关建议和措施。     

基于层次分析法的DFT城市综合管廊盾构施工风险评价研究

随着城市建设现代化水平的提高,许多城市采用盾构施工方法来建设综合管廊。传统的事故树分析方法无法解决现代化城市综合管廊建设施工风险的复杂性问题。以管廊盾构施工导致的地面沉降事故为例,采用层次分析方法建立管廊盾构施工的动态事故树(DFT),并定性分析得出工程材料合格性、管片规格匹配性、采取相应的补救措施对管廊盾构施工导致地面沉降事故的影响程度较大,同时通过案例分析证明了采用DFT来分析城市综合管廊盾构施工过程中的危险因素具有可行性,可为城市综合管廊施工风险分析与评价提供新的思路。     

用上限元法求解轴对称杯杆复合挤压变形力的研究

用上限元法求解轴对称锻造问题概念清楚,理论根据充分,简捷明瞭,就其通用性和简便性来说具有强大的生命力。求解复合挤压力时不一定拘泥于运用较高深的数学知识,繁琐的数学运算,在划分单元比较确当时,同样可以应用简单的计算得出满意的结果,在对四号工业纯铝和10~#钢进行复合挤压时,划分成四个元以后能够很简单的求出变形体功率之总和,所得出的复合挤压力与实验结果相差也不大。