基于沉陷预计的岩盐矿区土地损毁研究

以封闭溶腔环境和非封闭溶腔环境下的岩盐矿区为研究对象,采用概率积分法,在修正沉陷预计参数的基础上,分析不同溶腔环境下岩盐矿区的地表移动变形和土地损毁结果。封闭溶腔环境下沉陷预计参数的修正引入等价采高模型和水砂充填开采模型,非封闭溶腔环境下沉陷预计参数的修正引入等价采高模型。结果表明,不同溶腔环境下的预计结果的最大值存在显著差别,地表移动变形结果值取决于溶腔封闭性。在封闭溶腔环境下,岩盐矿区的下沉、倾斜、水平变形、水平移动和曲率的最大值分别为400 mm、0.35 mm/m、0.55 mm/m、180 mm和0.001 1 mm/m2,损毁范围内的农用地均属于轻度损毁;在非封闭溶腔环境下,岩盐矿区的下沉、倾斜变形、水平变形、水平移动和曲率的最大值分别为6 500 mm、0.6 mm/m、9.5 mm/m、2 800 mm和0.02 mm/m2,损毁范围内的农用地受轻度、中度和重度损毁的面积分别为1 095.70 hm2、148.44 hm2和107.78 hm2。通过对比,封闭溶腔环境下岩盐矿区的地表移动变形结果小于非封闭溶腔环境下的地表移动变形结果,在非封闭溶腔环境下岩盐开采可能造成大范围的土地损毁,岩盐矿区土地损毁预防措施要解决的核心问题是保障溶腔的完整性和封闭性。     

岩溶山地土壤氧化铁形态及其与成土环境的关系

土壤氧化铁的数量和形态是成土过程和成土环境的反映.以重庆金佛山为研究对象,采用化学选择溶解法,分析了岩溶山地土壤铁氧化物数量与形态,并探讨了氧化铁数量、形态与成土环境、岩溶环境退化和石漠化发生发展的关系.结果表明,山顶区与坡腰区全铁含量差异大,山顶土壤全铁51.49 g.kg-1,坡腰区全铁含量86.29 g.kg-1,土壤全铁主要受母质影响.山顶区气温低,土壤发育程度弱,黏粒游离铁含量低（29.16 g.kg-1）,黏粒部分铁的游离度小（35.40%）;坡腰区气温高,土壤风化程度较深,黏粒游离铁含量高（43.92 g.kg-1）,黏粒铁的游离度高（60.41%）.山顶区低温潮湿,土壤有机质含量高,铁的活化度和络合度高（73.51%和17.21%）,显著高于坡腰区（13.06%和0.41%）.在坡腰区,灌丛马尾松退化或转化为旱地后,土壤有机质含量下降,黏粒流失,游离铁有伴随黏粒迁移的趋势,使土壤全铁和黏粒游离铁减少;灌丛马尾松土壤全铁98.25g.kg-1,坡耕地84.52 g.kg-1;灌丛马尾松黏粒游离铁50.81 g.kg-1,坡耕地47.86 g.kg-1.土壤铁氧化物数量与形态可以表征岩溶环境退化及石漠化发生发展状况.     

玉米根内和根际土壤溶磷细菌生物学特性研究

从玉米根内和根际土壤中分离筛选到22株溶磷细菌。根据16SrRNA基因序列分析,2株溶磷效果最好的菌株分别被鉴定为伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.SY9)和泛菌(Pantoea sp.Gym7c)。同时对菌株SY9和Gym7c的溶磷能力和植物促生特性进行了进一步研究。利用磷酸钙和开阳磷矿矿粉研究了菌株释放P、Ca和Fe的效能。液体培养条件下,菌株在在磷酸钙培养基中的生长好于在开阳磷矿粉培养基中的生长,同时菌株能够合成铁载体。菌株SY9从开阳磷矿粉中释放P、Ca,和Fe的能力比菌株Gym7c强。然而菌株Gym7c从磷酸钙中释放P和Ca的能力比菌株SY9强。菌株Gym7c主要是通过合成的有机酸溶解磷酸钙并释放其中的P和Ca,而菌株SY9是通过合成的有机酸和铁载体溶解开阳磷矿粉并释放出其中的P、Ca,和Fe。溶解开阳磷矿粉的有机酸主要是葡萄糖酸而溶解磷酸钙的有机酸主要包括丁二酸、丙酸、苹果酸和酒石酸等。菌株Gym7c能够合成生长素、铁载体和1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶。菌株SY9和Gym7c对酸碱、盐和温度均表现出一定的抗性。     

水平流人工快速渗滤系统对岩源性磷拦截效果研究

选取沸石,陶粒,无烟煤及其组合作为水平流人工快速渗滤系统的填料,进行不同进水水质和水力负荷下对岩源性磷拦截效果的研究。结果表明:相同运行条件下,单一填料沸石对悬浮颗粒物和岩源性磷的去除效果最好,平均值分别达到了90.47%、39.91%;组合填料的运行稳定性更好,且水力负荷为0.2 cm/s时效果最好,最高可达82.85%和46.18%;长期的运行模拟中发现系统的堵塞现象,在实际应用中要充分考虑填料的更换和再生的可操作性,保证系统运行的稳定高效。     

High phosphate removal using La(OH)3 loaded chitosan based composites and mechanistic study

Our present study was to prepare a biomass-supported adsorbents with high adsorptive capacity and high selectivity to prevent the accelerated eutrophication in water body. To this end, different metal hydroxide (La, Zr and Fe) first was successfully loaded on chitosan microspheres. Then the quaternary ammonium group with different content was introduced into the adsorbent by polymerization. By comparison of adsorption properties, chitosan-La(OH)₃-quaternary ammonium-20% (CS-La-N-20%) has strong adsorption to phosphate (160 mg/g) by immobilizing nano-sized La(OH)₃ within a quaternary-aminated chitosan and it maintain high adsorption in the presence of salt ions. The pH results indicated that the CS-La-N-20% would effectively sequestrate phosphate over a wide pH range between 3 and 7 without significant La³⁺ leaching. What's more, adsorption capacity on the introduce of positively charged quanternary-aminated groups was significantly higher than that of the unmodified adsorbents at alkaline conditions. The column adsorption capacity reached 1300 bed volumes (BV) when phosphate concentration decreased until 0.5 mg/L at 6 BV/hr. The column adsorption/desorption reveals that no significant capacity loss is observed, indicating excellent stability and repeated use property. Characterizations revealed that phosphate adsorption on CS-La-N-20% through ligand exchange (impregnated nano-La(OH)₃) and electrostatic attraction (positively charged quanternary-aminated groups). All the results suggested that CS-La-N-20% can serve as a promising adsorbent for preferable phosphate removal in realistic application.     

压缩和劈裂荷载作用下岩石最大伸长应变差异的试验研究

从力学机制上看,岩石破坏可分为剪切破坏和拉伸破坏两种基本形式,它们各自都有不同的破坏准则,其中最大正应变强度准则是一个应用相对比较简单的岩石破坏准则。最大正应变强度准则判据建立的关键是如何标定极限伸长应变Σ_0。岩石在压应力和拉应力作用下都有可能发生符合最大(伸长)正应变准则的破坏。根据弹性理论,岩石在受拉和受压时对应的最大正应变临界值是等价的。然而,由于岩石材料的复杂性,岩石实际受压与受拉导致最大正应变形式的破坏所对应的最大正应变会有较大的差别。通过试验,本文揭示了不同种类的岩石在受拉、受压破坏时最大伸长应变的差异以及受压和受拉条件下岩石最大拉伸应变的理论值和试验值之间的差异。     

Development and testing of radionuclide transport models for fractured rock: examples from the Nagra/JNC Radionuclide Migration Programme in the Grimsel Test Site, Switzerland

The joint Swiss National Co-operative for the Disposal of Radioactive Waste (Nagra)/Japan Nuclear Cycle Development Institute (JNC) Radionuclide Migration Programme has now been on-going for over a decade in Nagra's Grimsel Test Site (GTS). The main aim of the programme has been the direct testing of radionuclide transport models in as realistic manner as possible. Although it will never be possible to fully test these models due to the large time and distance scales involved, tests of the model assumptions in scaled down but otherwise realistic conditions will contribute to developing confidence in the predictive power of the models. In this paper, the Nagra/JNC approach is highlighted with examples from a large programme of field, laboratory and natural analogue studies based around the GTS. The successes and failures are discussed as in the general approach to the thorough testing of predictive transport codes which will be used in repository performance assessment (PA). Some of the work is still on-going and this represents the first presentation of a unique set of results and conclusions.     

大型地下铁矿工程地质调查与岩体质量评价

针对劳服铁矿工程地质条件、水文地质条件、岩体力学特性及开采技术条件等,应用岩体工程地质力学方法进行了工程地质划分、节理裂隙统计和岩体结构分类。同时应用《工程岩体分级标准,GB50218-94》分级方法对劳服铁矿岩体质量进行了系统全面的分类和评价,其评价结果为矿区顶板岩层片麻岩和底板花岗质混合岩岩体质量级别为III级至II级,底板花岗质混合岩岩体质量级别为II级至I级。     

骨炭、磷矿粉和生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响

通过土柱淋溶实验研究了骨炭、磷矿粉与生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响.结果表明:土壤中添加骨炭、磷矿粉和生物调理剂均显著地提高了淋溶液的p H值.不管是高钇型重稀土土壤还是富镧少钇型轻稀土土壤,添加骨炭均显著地降低了淋溶液中稀土元素的浓度,7 d时淋溶液中15个稀土元素浓度比对照处理降低10.4%~86.7%(重稀土土壤)和4.6%~87.8%(轻稀土土壤),铈、镧、钇、钕、镝、钆等稀土元素浓度降低最明显.培养时间越长稀土元素淋溶量越少,骨炭的降低作用越小.在轻稀土土壤中添加磷矿粉7 d和14 d后,淋溶液中稀土元素浓度均比对照处理有所降低,而在重稀土土壤中添加磷矿粉7~28 d后,均导致淋溶液中稀土元素浓度比对照升高(除了个别元素外).土壤中添加生物调理剂均导致淋溶液中稀土元素浓度急剧提高,7 d时淋溶液中15个稀土元素浓度比对照处理提高0.86~123.4倍(重稀土土壤)和5.4~250.2倍(轻稀土土壤),在重稀土土壤中钇、铒、镱、镝、钆、钕等浓度提高最明显,而在轻稀土土壤中浓度提高最明显的为铈、镧、钕、镨、钆等.另外,还研究了骨炭、磷矿粉和生物调理剂对土壤总稀土元素淋溶的影响.研究表明,骨炭是可以用来修复稀土元素污染土壤的潜力改良剂,而磷矿粉和生物调理剂的应用将提高环境污染的风险.     

毕机沟露天矿岩体力学参数折减系数的数值模拟确定

岩体力学参数是边坡设计、边坡稳定性研究的基本条件,力学参数选取正确与否直接影响模拟结果的准确性。现场试验获取岩体力学参数既昂贵又费时,一般借助室内岩石力学试验并进行参数折减得到岩体力学参数,但各方法折减系数差异较大。依据毕机沟露天矿边坡开挖现状,结合工勘的岩石质量指标RQD,在室内岩石物理力学性质试验的基础上,应用拉格朗日有限差分法(FLAC-3D),分别研究单一参数变化及正交变化的边坡稳定性。正交试验中以边坡水平位移为评价指标,选择围岩体3个基本力学参数弹性模量E、内摩擦角Φ、黏聚力C为试验因素,计算模拟各参数不同水平组合下的位移分布,通过极差分析和方差分析,得出各参数对水平位移的影响显著性。结合边坡的应力分布,从而综合确定该矿山的岩体力学参数折减系数。