黄土湿陷过程下埋地油气管道力学行为有限元模拟北大核心CSCD

针对黄土遇水后湿陷产生陷穴并引起埋地管道悬空这一过程中管道的力学行为,以基于弹塑性地基的黄土湿陷区悬空管道力学模型为基础,从湿陷原因和机理出发,建立三维有限元实体模型,模拟了土体湿陷过程和沉降变形,模拟计算结果与理论值和实测值进行了比对验证;进一步的计算和回归分析得到了管道最大位移、最大von Mises应力与地表土体湿陷沉降量的变化规律,同时也得到了最终湿陷情况下管道的von Mises应力分布和湿陷区范围的影响。结果表明:土体湿陷沉降是管道和土体共同作用的结果,湿陷前期管道与土体一起运动,位移和应力增加较快,而管道下方土体脱离管道产生陷穴后则增长较慢;管道最大位移和土体湿陷沉降量间呈对数函数关系,而管道最大von Mises应力和土体湿陷量呈指数函数关系;湿陷区管段向下弯曲变形会在3个位置形成应力集中区,湿陷区范围增大会引起管道应力和变形的明显增加,且3个区域的最值分布有所不同。     

降雨条件下黄土斜坡的入渗特征分析

为研究黄土斜坡的降雨入渗规律和降雨诱发黄土滑坡的机理,在宁夏西吉县一黄土斜坡建立了监测站,在斜坡上部开挖探井并安装了土壤水分计观测土壤含水率,在探井附近安装了小型气象站,观测气温、降雨量、蒸发量。通过现场观测数据分析了气象条件对土壤含水率的影响,以及雨水在黄土斜坡中的入渗规律。使用SEEP/W软件分析了完整黄土斜坡和有裂隙黄土斜坡在临界降雨条件下的孔隙水压力分布,以及斜坡孔隙水压力随深度的变化规律。结果表明,深度1 m以内的土壤含水率变化受蒸发量与降雨量的影响显著,深度越大,土壤含水率的变化曲线越平缓。强度大于19 mm/d的降雨才会引起土壤含水率的骤增,且土壤含水率变化比降雨延迟48 h左右。斜坡表面发育的裂隙是雨水进入斜坡体内部的主要通道。降雨会在有裂隙的斜坡内部形成饱和区,使土体抗剪强度降低,饱和渗流会增加斜坡下滑力,这些作用使黄土斜坡发生滑动。现场监测研究得出了研究区滑坡临界降雨量的参考值,提出斜坡裂隙是降雨诱发黄土滑坡的重要因素。     

川西高原甘孜黄土-古土壤容重的特征及其古环境意义

川西高原一带黄土沉积广泛分布,研究该地区黄土-古土壤序列的容重对于理解黄土沉积过程,探讨青藏高原东部地区的环境演化具有重要意义。论文详细分析了甘孜地区末次间冰期以来的典型黄土-古土壤序列的容重变化,结果表明该区土壤容重在1.63—2.53 g?cm~(-3)变化,黄土地层中容重较大,平均为2.01 g?cm~(-3);古土壤地层中容重较小,平均为1.94 g?cm~(-3)。土壤容重与磁化率、粒度2μm组分具有很好的负相关关系,而与平均粒径、粒度63μm组分呈明显正相关,可能表明了土壤化过程和沉积过程对土壤容重的影响;进一步的环境指标相关分析表明甘孜黄土-古土壤容重可以作为西风和高原冬季风变化的替代性指标。详细研究该区黄土的容重变化将有助于深入理解区域环流的演化过程和高原内部的干旱化历史。     

秸秆焚烧物对黄土吸附五氯酚的影响研究

为研究添加秸秆焚烧物对黄土吸附环境激素的影响,以五氯酚（PCP）为目标污染物,采用批量实验法研究了PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附动力学、吸附热力学以及初始浓度、离子强度、粒径、pH值等影响因素.结果表明：添加秸秆焚烧物促进黄土对PCP的吸附,黄土与添加秸秆焚烧物黄土的动力学均较好的符合准二级动力学模型;其热力学吸附过程均更符合Freundlich吸附模型,且吸附等温线符合C-型;温度在25~45℃时,PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附平均自由能（E）小于8kJ/mol,说明其对PCP的吸附主要以物理吸附为主;PCP的吉布斯自由能ΔG^θ、焓变ΔH^θ和熵变ΔS^θ均小于0,表明该吸附属于自发放热且混乱度减小的过程;当pH值在3~7范围内时,PCP的吸附量随pH值升高而逐渐减小,而pH值在7~10范围内时,其吸附量逐渐增大;黄土对PCP的吸附量随其粒径的减小而增大;离子相同时,其浓度越高越有利于PCP的吸附;离子浓度相同时,黄土对PCP的吸附量随其价态的升高而增加.     

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。     

陕北黄土高原区滑坡发育类型与时空分布特征——以吴起县为例

自1970年代以来,因吴起油田的发现,吴起县石油开采及相关工程建设频繁,各项工程建设在为吴起县带来经济发展的同时也引发了大量滑坡灾害。以"陕西省延安市吴起县地质灾害详细调查"项目为依托,对县内滑坡的类型及分布情况进行了较为详细的野外调查。根据调查结果将滑坡分为黄土层内滑坡、黄土-红粘土接触面滑坡、红粘土-基岩接触面滑坡和黄土泥流滑坡四类,并对滑坡灾害的时间、空间及时空分布特征进行了分析,最后提出相关防治对策。     

悬臂式单锚抗滑桩加固黄土滑坡的模型试验

通过开展悬臂式单根锚杆抗滑桩加固黄土滑坡的室内模型试验,获得桩后滑坡推力、桩前土体抗力、桩体及锚杆的应力-应变情况,并据此研究了悬臂式单锚抗滑桩桩侧地层抗力、桩身内力分布规律及其破坏模式.结果表明:在滑坡推力作用下,悬臂式锚杆抗滑桩受荷段桩后受压、桩前受拉,而嵌固段桩后受拉、桩前受压,锚杆抗滑桩受力形式呈“S”曲线状;随着锚杆抗滑桩在荷载作用下的变形破坏,其桩前、桩后土压力分布规律也逐渐改变;悬臂式锚杆抗滑桩的破坏模式主要为塑性铰弯折破坏,而土体中锚杆的破坏模式主要为弯剪-滑移破坏.     

天山北麓宁家河阶地上的黄土堆积及其磁学特征

本文报道了新疆地区天山北麓宁家河阶地上的黄土堆积。研究剖面的两层黄土为河流 砾石层所隔开,这在新疆地区较为少见。通过系统的岩石磁学和粒度测量,分析了该剖面两层 黄土的磁学特征,并初步探讨磁化率变化机制。结果表明：黄土中的主要磁性矿物为磁铁矿和 磁赤铁矿,并含有少量赤铁矿和针铁矿。亚铁磁性矿物主要以多畴（MD）、假单畴（PSD）颗 粒为主,反映了这一地区极弱的成土作用。砾石层上下两层黄土磁学性质存在着差异,表现为 上层黄土具有较高的磁性矿物含量、较粗的磁颗粒和相对含量较高的软磁性矿物。下层黄土受 到后期河水的改造可能是导致这些差异的原因。磁化率与粒度呈现较好的正相关关系,与黄土 高原的情况相反,说明干旱地区的黄土磁学性质主要受原生磁性矿物控制。搬运风力和源区变 化是磁化率变化的主导因素。     

西昆仑山黄土1 Ma 以来的粒度变化特征及其古气候意义

塔里木盆地南缘保存有中国西北地区厚度最大的黄土,是详细研究亚洲内陆极端干旱 区以及塔克拉玛干沙漠形成演化的理想材料。但是,目前对该地区黄土堆积粒度特征系统的研 究还相对较少,对粒度指标的古环境意义仍存有不同的认识。通过对207 m 黄土岩芯的粒度分 析发现,西昆仑山黄土的粒度组成比较均一,分选较好,主要以粗颗粒物质为主,细颗粒含量 极少,并具有典型的风成成因特征。此外,西昆仑山黄土粒度1 Ma 以来呈现出持续变粗的趋势。 通过与其他气候指标的对比,这种变粗的趋势可能主要反映了中更新世以来亚洲内陆逐步增强 的干旱化过程。     

黄土丘陵区土地利用变化对深层土壤有机碳储量的影响

通过研究黄土丘陵子午岭林区5种典型土地利用类型土壤剖面有机碳分布特征,分析了天然乔木林转变为人工乔木林、天然乔木林转变为农田、天然灌木林转变为农田及撂荒后土壤有机碳变化特征.同时,以浅层(0~100 cm)土壤为对照,探讨了土地利用变化对深层(100~200cm)土壤有机碳储量的影响.结果表明,在0~200 cm剖面上,天然乔木林、天然灌木林、人工乔木林、撂荒地、农田土壤有机碳含量分别为5.85、3.96、4.98、3.09、3.20 g·kg-1,天然乔木林、人工乔木林土壤有机碳含量显著高于天然灌木林、撂荒地和农田(p0.05).各土地利用类型下浅层和深层土壤有机碳含量分别占0~200 cm土壤有机碳含量的58%~73%和27%~42%,不同土地利用类型间浅层土壤有机碳含量差异显著,但深层土壤有机碳含量差异不大.土地利用变化对土壤有机碳储量影响显著.天然乔木林转变为人工乔木林、天然乔木林转变为农田、天然灌木林转变为撂荒地、天然灌木林转变为农田4种土地利用转变方式0~200 cm土壤有机碳储量分别减少了9.68、52.90、20.20、12.49 t·hm-2,减幅为7%、39%、21%、13%,其中,浅层土壤减少了2%~48%,深层土壤减少了12%~22%.相对于林地开垦为农田而言,农田退耕还林后土壤有机碳的恢复要慢得多.研究结果揭示了浅层和深层土壤有机碳对土地利用变化的敏感性,反映了深层土壤有机碳具有较大的稳定性.