恩施地区典型滑坡非饱和土土-水特征曲线的试验研究

非饱和土土-水特征曲线表达了含水率与基质吸力之间的关系,是研究非饱和土的关键。为了进一步了解土质、初始含水率及土体微观结构等重要因素对土-水特征曲线的影响,分别在恩施地区双龙洞滑坡和杨家山滑坡采集土样,进行对比试验研究,结果表明:双龙洞滑坡的土样持水能力强于杨家山滑坡;对于同一种土质,初始含水率对开始阶段的脱水速率影响较大;原状土样被扰动破坏后,持水性增强。同时,对于典型的土-水特征曲线分别利用指数衰减函数和Gardner函数进行了拟合,得到了经验函数表达式,具有一定的实际意义。     

树坪滑坡非饱和土的土-水特征曲线试验研究

滑坡失稳是三峡库区重要的地质灾害,滑坡岩土体性质是决定滑坡是否失稳的一个重要的内在因素,而岩土体的土-水特征曲线是反映岩土体性质的一个重要指标,所以对其进行研究具有十分重要的意义。以三峡库区典型滑坡树坪滑坡为研究对象,通过采集滑坡体同一剖面不同位置和同一位置不同干密度的土样进行非饱和土的土-水力学特征试验,研究了土样位置和干密度对非饱和土的土-水特征曲线的影响。结果表明:不同位置的土样由于孔隙率和粒径级配等的不同而使其土-水特征曲线呈现形状各异;土样的干密度越大,进气值越大;在施加相同压力的情况下,土样的干密度越大,饱和度越大,即土样的干密度越大,饱和度的变化越缓慢;在一定的范围内,土样残余体积含水量随着土样干密度的增加而逐渐增大。     

人类活动对漓江地表水体水-岩作用的影响

人类活动对流域水质的影响受到越来越多的关注.为探讨人类活动对岩溶地表水体水-岩作用的影响,以受农业、工业、旅游业活动及城市发展综合影响的漓江流域为研究对象,于2016年7~11月采集河水样,分析水化学和δ~(13)C_(DIC)数据.结果表明:(1)漓江水化学类型为HCO_3-Ca.在阴离子成分中,SO_4~2和NO_3~-仅次于HCO_3~-,并且在漓江桂林至阳朔段,因城市及城镇分布密集,旅游业发达,浓度较高.(2)[Ca~(2+)+Mg~(2+)]/[HCO_3~-]当量比值在1.01~1.51之间,[Ca~(2+)+Mg~(2+)]/[SO_4~(2-)+NO_3~-+HCO_3~-]比值在0.85~1.12之间,说明硫酸、硝酸参与了水-岩作用.(3)碳酸溶蚀碳酸盐岩的比例平均为75.89%.硫酸和硝酸溶蚀碳酸盐岩的比例平均为24.11%.硝酸、硫酸溶蚀碳酸盐岩的能力多雨期强于少雨期.此外,硫酸和硝酸溶蚀碳酸盐岩的比例从上游到下游呈波动增大趋势,最高值出现于灵川县城,最低出现于漓江上游的华江.(4)碳酸风化碳酸盐岩对HCO_3~-的贡献最大,平均为83.58%;其次为硫酸和硝酸风化碳酸盐岩,平均为14.24%;碳酸风化硅酸盐岩对HCO_3~-的贡献最小,平均为2.18%,华江和峡背碳酸风化硅酸盐岩对HCO_3~-的贡献较其他点突出,这与流域地质背景相符合.(5)δ~(13)C_(DIC)值介于-11.95‰~-7.61‰之间;通过端元混合模型估算的δ~(13)C_(DIC-rock)介于-14.24‰~-7.23‰之间.多雨期δ~(13)C_(DIC)值与δ~(13)C_(DIC-rock)值比较接近,少雨期δ~(13)C_(DIC)值明显重于δ~(13)C_(DIC-rock).δ~(13)C_(DIC)与δ~(13)C_(DIC-rock)之间存在一定差异,是由于受到水生植物光合作用的影响.     

湖泊水-沉积物界面三相结构模式的初步研究

论述了湖泊水-沉积物界面研究中传统的两相结构模式及其存在的不足,讨论了生物相在湖泊水-沉积物界面中的存在和作用,初步构建了界面三相结构模式,明确了其结构模式和特征,并提出了今后关于界面研究的重点科学问题.     

草甘膦对沉积物-水界面藻类群落结构影响研究

为了探究环境中残留除草剂草甘膦对沉积物-水界面藻类群落结构演替的影响,分别以九龙江两个断面拱桥溪和石龟头的沉积物-水界面藻类群落结构为研究对象,并添加0.05 mg·L^-1草甘膦作为磷源进行实验模拟.结果表明：拱桥溪沉积物-水界面藻类生物量占比为蓝藻：绿藻∶硅藻∶甲藻=0.3%∶7.8%∶91.5%∶0.3%,蓝藻生物量占比低于1%,以硅藻门直链藻属为优势种属;石龟头沉积物-水界面藻类生物量起点占比为蓝藻∶绿藻∶硅藻∶甲藻=20.8%∶58.5%∶19.5%∶1.2%,蓝藻生物量占比大于20%,绿藻门栅藻属、蓝藻门微囊藻属和硅藻门直链藻属为优势种属.草甘膦调控15 d后,拱桥溪沉积物-水界面蓝藻生物量占比从0.3%增长到22.6%,生物量是无机磷组的7.6倍,但硅藻仍为优势门类,这与蓝藻生物量占比低于1%的拱桥溪表层水体藻类群落演替结果类似;而石龟头沉积物-水界面蓝藻生物量占比从20.8%增长到57.8%,生物量是无机磷组的近5倍,蓝藻演替为优势门类,这与蓝藻生物量占比大于15%的石龟头表层水体藻类群落演替结果相似.调控实验表明,在草甘膦胁迫下蓝藻门的增殖能力均表...     

不同形态磷对沉积物-水界面浮游植物增殖及群落结构演替的影响

探讨了不同磷形态对沉积物-水界面浮游植物增殖及群落结构演替的影响,以九龙江北溪西陂水库沉积物-上覆水体(水体藻类丰度为7.2×10~4cells·L~(-1),以硅藻、绿藻、蓝藻为主,分别占藻类丰度的49.16%、32.40%、17.32%)为研究对象,磷源包括:无机磷(NaH_2PO_4·2H_2O)、有机磷(单磷酸腺苷,AMP)、SMT方法提取沉积物总无机磷(SMT-TP)、鲜沉积物(Sediment)和野外原水(OW).结果表明,无机磷和有机磷(N∶P=20∶1)培养组对藻类增殖有明显促进作用.其中,无机磷组中浮游植物群落结构演替为以蓝藻和绿藻为主,分别占藻类丰度的76.67%和23.34%;有机磷组中浮游植物群落则演替为以绿藻为主,占藻类丰度的92.51%.在低磷组(N∶P=25∶1)、野外原水(N∶P=17∶1)、SMT-TP组(N∶P=10∶1)中,浮游植物群落结构从硅藻、绿藻和蓝藻演替为以蓝藻和绿藻为主,与无机磷组结果趋于一致.而鲜沉积物(N∶P=10∶1,含有无机磷和有机磷)组群落结构演变为蓝藻占优势,所占比例为71.80%.该结果表明,磷的形态对浮游植物群落结构具有重要的影响.模拟环境无机磷组、有机磷组和SMT-TP培养组中,浮游植物群落多样性具有降低的趋向,硅藻逐渐消失;而野外原水和鲜沉积物组中浮游植物群落多样性稳定,硅藻仍然存在,表明自然环境中其他元素调控水体中浮游植物群落多样性.鲜沉积物组中浮游植物群落结构逐渐演替为以蓝藻为主,暗示沉积物对蓝藻水华暴发具有重要贡献.     

二噁英结构与正辛醇-水分配系数相关性的密度泛函理论

为精确描述二噁英分子的电子结构及其定量结构/性质相关关系(QSPRs),运用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G**水平上,分别对多氯二苯并对二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)进行了优化计算.相应量子化学参数,即平均分子极化率(α),熵(S),极化率和四极矩的张量分量(αxx,αyy,αzz和Qxx,Qyy,Qzz)用于该类化合物辛醇-水分配系数的QSPR研究,构建了2个单变量和1个双变量模型,其决定系数R2分别为0.962、0.950和0.951;其显著性检验因子F分别为509.759、379.498和186.234.PCDD/Fs在辛醇相-水相间的分配性质主要与分子体积因素有关,而电性因素的影响较小;不同模型预测值间的差异与模型中预测变量本身性质和实验值的有限性有关.经比较,本研究中所建立的3个QSPRs模型尽管只有1个或2个变量,但其结果与复杂的偏最小二乘分析(PLS)相近.     

挥发性化合物的分子结构对水-气界面传质的作用

利用能精确捕获水自由液面的VOF (Volume of fluid,体积百分比)法,建立挥发性化合物在无化学反应条件下的耦合扩散时空模型. 用W*(分子拓扑指数)表征化合物分子结构,将化合物传质系数——Schmid数与W*进行关联,结合亨利常数、Schmidt数与W*的关联式,预测乙醇、苯、己醛与2,2,4-三甲基戊点源泄漏后的质量浓度时空分布,预测结果与试验吻合较好. 烷基苯、醇、醛、烃类化合物的Schmidt数与W*0.25成线性关系. Schmidt数随分子间距减小而增大,烷基苯、醇、醛、烃类化合物在水中的Schmidt数约为空气中的600倍以上. 相同W*的化合物,Schmidt数随分子量增加而增大. 泄漏初期,亨利常数的作用高于Schmidt数,挥发强度随亨利常数的增加而增大,水中乙醇峰值浓度下降的平均速率仅是苯的45.1%;泄漏后期,Schmidt数起主要作用,挥发强度随Schmidt数减少而增大,苯的峰值浓度下降平均速率降低,乙醇峰值浓度下降平均速率比苯高120.0%. 己醛的W*是2,2,4-三甲基戊的16.27倍,但二者的亨利常数和Schmidt数很接近,挥发迁移过程极其相似.      

运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究

山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区。在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程。结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO~-_3,故地下水水化学类型多为HCO_3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO~-_3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集。     

SEM照片孔隙参数提取技术研究

扫描电镜技术对岩土体微观结构的分析起着越来越重要的作用,从SEM照片中获得定量化的信息参数是众多岩土工程研究者关注的问题。本文以湖南省郴州市王仙岭的黏性土SEM照片的二维和三维分析方法为例来说明SEM照片孔隙参数的提取,并对这两种方法所得结果进行分析比较,结果表明:通常采用的二维及三维分析方法所求得的孔隙率参数值往往偏大;在二维方法中合理选择分割阈值是孔隙率提取的关键,过大过小的阈值都会导致较大的误差;三维方法中需要考虑实际的颗粒形态而不能简单地按照像素值进行三维高程建模。     

西南喀斯特流域枯季地下水电导率特征及水-岩作用分析

受特殊水文地质条件影响,西南喀斯特流域水动力过程与物质循环过程复杂,利用单一水文信息分析该地区水动力过程具有较大难度。地下水电导率受喀斯特水文地质条件影响显著,可以综合反映区域水动力条件与岩性特征。论文选取贵州普定县后寨河流域为研究区,通过野外调查及地下水电导率原位测定,结合流域地形、岩性及落水洞、岩溶泉等岩溶地貌空间分布规律,分析了喀斯特流域枯季地下水电导率空间分布及其受水-岩特征的影响。结果表明,山丘区地下水电导率较低,主要由于喀斯特山区是岩溶裂隙/管道网络发育的强径流区,水-岩接触时间较短。随高程降低,地下水电导率呈现增加趋势,表明地下水流速度减缓,水-岩接触时间变长。地下水电导率受岩性特征影响显著,石灰岩区水-岩作用强烈,易形成较高电导率地下水,平均电导率650 μS/cm,白云岩区水-岩作用减弱,地下水电导率降低,平均值523 μS/cm。     

空空导弹振动试验条件分析

振动环境是空空导弹所经历的最严酷的环境之一,振动试验量级将直接影响空空导弹的结构完整性和工作性能。通过对空空导弹寿命期内经历的振动环境进行分析,针对运输、挂机飞行以及自由飞行状态下振动产生的主要诱因,结合相关标准及国外相关测试数据,初步提出了针对空空导弹的试验条件与试验方法,为相关设计人员提供了参考。     

火箭试验弹振动试验条件分析

振动试验条件是武器装备环境适应性设计及地面振动试验的重要依据之一。针对火箭试验弹,总结了国内火箭弹和国外探空火箭的振动试验条件情况。结合工程实际经验,对振动试验条件的来源、制定依据和适用性进行了详细分析,为相关科技人员了解火箭弹振动环境提供了参考。     

冲击基本设计试验条件对机载外挂的适用性分析

借助冲击响应谱理论,分析了GJB 150.18系列标准中规定的飞行器设备冲击基本设计试验条件和机载外挂物着陆冲击试验条件的等效关系,理清了冲击基本设计试验条件考核机载外挂物的适用性问题,提出了机载外挂物挂机飞行、着陆过程中冲击环境的考核方法。     

冲击基本设计试验条件对机载外挂的适用性分析

借助冲击响应谱理论,分析了GJB150.18系列标准中规定的飞行器设备冲击基本设计试验条件和机载外挂物着陆冲击试验条件的等效关系,理清了冲击基本设计试验条件考核机载外挂物的适用性问题,提出了机载外挂物挂机飞行、着陆过程中冲击环境的考核方法。     

降雨条件下某堆积体饱和-非饱和渗流及稳定性分析

降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以西南地区某堆积体为例,基于非饱和土力学理论,考虑降雨入渗的影响,利用有限元方法,对持续强降雨条件下该堆积体的饱和-非饱和渗流场动态变化、变形破坏机理及稳定性进行了数值模拟和计算,结果表明:降雨入渗使坡体非饱和区土体的基质吸力减小,是导致堆积体稳定性降低的主要因素;随着降雨的持续,堆积体塑性区的范围及贯通距离增加,稳定系数逐渐降低,使整体失稳滑移的危险增大。     

磷对降低土壤中铅的生物有效性的X-衍射及电镜分析

通过盆栽实验,对不同磷化合物处理的铅污染土壤和植物分别进行X-衍射(XRD)、能谱扫描电镜(SEM-EDS)及能谱透射电镜(TEM-EDS)分析.结果显示,不同磷化合物处理土样的X-衍射图在0.288 nm、0.296 nm及0.321 nm处有明显衍射峰生成,以SSP5、HA5及HASSP2处理土样的X-衍射谱图中生成的衍射峰比较明显,而PR5处理的衍射峰相对较弱,其原因可能与磷矿粉的弱溶解特性有关.这显示了土壤经不同磷化合物处理后,土壤中新生成了较多的磷酸铅及Ca-Pb磷酸铅盐的沉淀,不同程度地降低了土壤中铅的迁移和转化特性.对植株根系的SEM分析结果表明,土壤中加入不同的磷化合物处理后,磷酸铅类化合物在植株根表细胞有明显的晶体沉淀物.对植物根细胞的透射电镜分析结果发现,在不同磷处理土壤中,铅以不同的磷酸盐化合物的形式沉淀在植物的细胞壁及细胞间隙,从而有效地阻止了铅离子向原生质细胞及植物中柱内的迁移,不同程度地降低了污染土壤中铅的蓄积毒性.     

管-土相互作用模型试验的尺寸效应及可靠性分析

为了分析北京地区粉质黏土场地中管-土相互作用土弹簧模型参数,进行了一系列管土相互作用试验。由于人力、经费、场地等原因,模型箱尺寸无法取到无限大,模型箱的尺寸效应有可能使试验数据出现一定偏差。为了检验已开展模型试验结果的可靠性,基于ABAQUS有限元软件进行了数值仿真,探讨了土体的破坏模式,研究了管-土相互作用试验的尺寸效应,并得到如下结论:土体破坏模式可分为深埋和浅埋两种破坏模式;模型箱下方和后方边界对试验结果影响较小,当深径比大于6时,前方边界开始对试验结果产生影响。最后,分析和修正了试验结果并对类似试验中的模型箱尺寸选取给出了建议。     

空空导弹新研元器件振动试验条件探讨

空空导弹新研元器件是空空导弹重要组成部分,振动试验是考核新研元器环境适应性的一项重要环境试验,目前的问题是如何制定合理可行的新研元器件的振动试验条件。为了研究空空导弹新研元器件开展多个振动试验时是否存在过试验考核或者重复试验考核问题,对空空导弹新研元器件相关标准、规范及空空导弹要求的振动试验条件进行整理、归纳,对比分析了振动量级、振动时间,得出空空导弹新研元器件可以只按照有关标准、规范规定的振动试验条件考核其振动特性即可,可以不开展空空导弹要求的振动试验。