压实黄土高压力下湿陷变形特性试验研究

高压力下压实黄土的湿陷变形特性是高填方黄土工程变形控制的关键问题。为研究高压力下压实黄土物理性质对变形特性的影响规律,建立高压力下湿陷系数与物理力学指标间的多元回归方程,开展了不同压力、含水率、压实度的黄土压缩试验。研究结果表明：在高压力下,压实黄土湿陷变形特性与初始含水率、压实度密切相关,低含水率压实黄土湿陷性显著,高含水率压实黄土湿陷变形较小,低压实度黄土具有湿陷性,压实度达到90%以上不会发生湿陷;高压力下黄土孔隙比越小湿陷终止压力越大,高填方体黄土湿陷性评价应考虑饱和自重压力及上覆荷载变化引起湿陷性的变化,建立的湿陷系数回归方程相关性良好。研究成果可为黄土地区高填方工程实践理论研究提供参考。     

生物炭对黄土中硫的影响与环境效应研究

硫是植物生长必需的营养元素,缺硫会导致作物的产量和品质下降。生物炭是一种高温热解富含有机官能团的活性炭,施加生物炭对黄土中硫素的迁移转化产生重要的影响,可以有效减缓硫素的淋溶损失。综合评述了黄土中生物炭对硫素的影响与环境效应,对于区域施肥和硫肥的调控具有重要的意义。     

西北黄土对五氯酚钠的吸附及影响因素研究

以西北地区天然黄土为供试土样,通过吸附热力学和动力学试验研究了五氯酚钠(PCP-Na)在黄土上的吸附行为,并对可能的影响因素如溶液pH值、初始质量浓度及土壤粒径对PCP-Na在供试土样上吸附的影响进行了探讨。结果表明:PCP-Na在西北黄土上的动力学吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其平衡吸附时间为16 h;西北地区黄土对PCP-Na的等温吸附较好地符合Freundlich吸附模型;黄土对PCP-Na的吸附自由能变(ΔG)、吸附焓变(ΔH)及吸附熵变(ΔS)均为负值,表明吸附是一个自发的放热过程,并且吸附过程中体系混乱度减小。溶液pH值和初始质量浓度对PCP-Na在黄土上的吸附影响较大。溶液pH值在4~10之间升高,PCP Na平衡吸附容量呈先减小后增大的趋势,当溶液pH值为6时吸附容量最小;PCP-Na初始质量浓度从6 mg/L增至40 mg/L,其在黄土上的吸附容量从33.43 mg/kg增至100.93 mg/kg。黄土颗粒粒径越小,PCP-Na在土样上的吸附容量越大,黄土粒径由0.075 mm增至0.425 mm,吸附容量由134.26 mg/kg降至28.71 mg/kg。     

渗流作用下节理型黄土开挖边坡塌滑破坏分析

黄土节理在黄土地区普遍发育.通过野外现场地质调查。发现调查区域黄土开挖边坡垂直节理较多,不稳定的黄土边坡体被黄土垂直节理分割后,与其下部缓倾角黄土节理组合而成的裂隙滑动面在降雨作用下往往能形成塌滑破坏。建立了调查区域露天煤矿某黄土开挖边坡的概化三维数值分析模型,模拟分析了在3种降雨条件(20 mm/d,40 mm/d,100 mm/d)下降雨2 d后概化模型的孔隙水压力、位移、塑性区面积情况,提出此类黄土开挖边坡应注意黄土垂直节理与缓倾角黄土节理组合而成的裂隙滑动面的防治,为工程地质条件地区相同的黄土开挖边坡塌滑变形破坏分析以及防治提供了一种可行的分析方法。     

马兰黄土对铜的吸持及其形态变化的影响

采用谐振式紊动模拟装置,模拟了均匀紊动条件下马兰黄土与铜的相互作用及其垂向浓度分布,测定了铜的形态和含量,并用模型ＭＩＮＴＥＱＡ２对平衡形态进行计算分析,投沙量(Ｓ０)范围为５－８００ｋｇ·ｍ３．结果表明,黄土吸持铜的量和水相铜浓度均随投沙量的增加而快速下降．在投沙量１００－２００ｋｇ·ｍ３处,固液两相铜的浓度发生突变．黄土上的铜以碳酸盐结合态为主,达９２%以上,表明铜的吸持过程可能以沉淀为主．模型计算结果进一步证实,无论是高浓度还是低浓度泥沙,黄土吸持铜的过程主要以沉淀为主,但高浓度和低浓度的沉淀组成及其比例不同,Ｓ０＜１００ｋｇ·ｍ３时为Ｃｕ４(ＯＨ)６ＳＯ４,Ｓ０＞１００ｋｇ·ｍ３时为Ｃｕ２(ＯＨ)２ＣＯ３．实验分析和模型计算都表明,由于马兰黄土富含１０%以上的碳酸钙而使体系的ｐＨ值升高,高浓度泥沙因此具有更强的以沉淀为主的吸持铜的能力。     

西风区黄土–古土壤的碳酸盐含量对磁化率影响研究

本文选择伊犁盆地塔勒德黄土– 古土壤序列,系统地开展了沉积物碳酸盐和磁化率等指 标研究,初步探讨了伊犁黄土碳酸盐含量对磁化率增减的影响机制。研究发现,塔勒德古土壤 中低频磁化率值中明显低于黄土层,且较黄土高原古土壤值小,频率磁化率也远小于黄土高原; 碳酸盐含量在S₁ 层中含量明显高于黄土,且较黄土高原古土壤高,与剖面磁化率负相关,在古 土壤中相关度更显著。去除碳酸盐的设计实验显示加入蒸馏水后沉积物磁化率值变化在10％以 内;加入醋酸（HAc）后样品磁化率值均增加,其最大增幅达12.89%（黄土）,古土壤的磁化 率增加9% 以上;加入稀盐酸后影响程度不一,在黄土中约在15%,而对古土壤影响较大,最大 可达35%,表明沉积物中碳酸盐含量对磁化率的影响不仅是简单的稀释作用,还与干旱气候环 境下碳酸盐化、次生碳酸盐化作用相关。     

黄土丘陵区退耕地生物结皮对土壤理化性状的影响

以黄土丘陵区易形成生物结皮的阴坡自然撂荒地为研究对象,运用时空互代法,通过野外调查结合室内分析,研究了不同年限(1～13a)撂荒地上生物结皮的形成对0～20cm剖面土壤含水量、容重、地表粘结力、水分渗透性、有机质含量以及土壤全量和速效养分含量等基本理化性状的影响。结果表明,生物结皮的形成可显著影响0～20cm土层土壤的理化性状,表现为:①退耕后,由于生物结皮的形成,退耕地较农地土壤渗透性显著降低,0～20cm土层土壤含水量随退耕年限的延长经历了一个先增后减的变化过程,导致了10a以上退耕地土壤含水量的降低;②生物结皮可显著提高退耕地土壤表面粘结力,10a以上退耕地保留结皮土壤的粘结力是初始退耕地和/或除掉结皮层土壤粘结力的6倍以上,退耕地表面粘结力的增强与退耕后土壤自然沉实以及容重增加关系不大;③生物结皮的形成导致了退耕地土壤渗透性的降低,保留结皮的土壤,其稳定渗透系数(K10)随退耕年限延长而降低,除掉结皮,K 10随退耕年限延长而增加;④生物结皮的形成,使土壤有机质、全氮含量剖面分布呈表聚现象,随退耕年限的延长,表聚现象更趋明显,土壤全磷亦有弱表聚现象。生物结皮层的形成,还可提高结皮层土壤速效养分含量。     

北京斋堂黄土剖面主要温室气体组分初步研究

全球碳循环研究表明．在北半球中纬度地带可能存在一个陆地生志汇（植被和土壤）。中国黄土分布在北半球中纬度，在CO2未知汇的研究中很可能具有重要作用。通过自制钻机对北京斋堂黄土剖面（L2上部～L1）进行了不同层位（深度）的垂直或水平打钻，利用毛细管负压原理采集到游离气体并进行了主要温室气体CP2、CH4、N2O的浓度和CO2的碳、氧同位素组成分析。此外，还分析了土样的碳酸盐含量及其碳、氧同位素组成。初步研究结果表明，黄土剖面中主要温室气体浓度远比大气中高：CO2浓度为1434．4×10－6～2458．6×10－6，是大气中的3．8～6．5倍；N2O浓度为472．2×10－9～763．9×10－9，是大气中的1．3～2．1倍；CH4浓度在剖面上部与大气中相似，但在下部为13．1×10－6～24．8×10-6，为大气中的5．4～10．2倍。斋堂黄土剖面中的破酸盐含量为1．55％～9．75％，CO2浓度与碳酸盐含量成正比关系。尽管黄土－古土壤序列富含碳酸盐，但需进一步开展黄土中的CO2浓度及碳同位素工作，以便了解黄土中CO2在全球碳循环中的地位和作用。     

3H和99Tc在黄土中的迁移特性比较

3H和99Tc是低中放废物处置中2个重要的核素,在处置场的安全评价中十分重要.由于介质对3H和99Tc的吸附较弱,常忽略其滞留性,并用3H标定地下水的流速.野外实验表明:在包气带中,黄土对99Tc的吸附大于3H;在含水层中,黄土对3H迁移的影响大于99Tc.本文根据实验数据,采用非平衡吸附模式NESOR程序分别模拟了3H和99Tc在黄土包气带和含水层中的迁移过程.模拟结果表明:99Tc在黄土包气带中的分配系数范围为0.05～0.055mL/g;3H在黄土含水层中分配系数为0.116mL/g,该参数是黄土对3H和99Tc综合影响的结果,其滞留机理尚待研究.     

黄土丘陵区土地利用变化对深层土壤活性碳组分的影响

土壤活性有机碳组分对土地利用变化的响应规律已成为当前土壤碳和养分循环研究的一个热点.本文以黄土丘陵子午岭林区为研究区,通过分析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以及撂荒后土壤活性有机碳含量及其在土壤剖面上分布的差异,与浅层(0~60 cm)土壤对比,分析土地利用变化对深层土壤(60~200 cm)活性有机碳组分的影响.结果表明:1土壤易氧化性碳(LOC)和土壤微生物量碳(MBC)含量主要集中在0~60 cm土层,分别占0~200 cm土层含量的49%~66%和71%~84%.不同土地利用类型0~60 cm土层LOC和MBC含量差异显著,深层土壤含量差异不显著.2土地利用变化对土壤活性有机碳影响显著,浅层比深层反映敏感.天然乔木林转变成人工乔木林和农田、天然灌木林转变成撂荒地和农田这4种土地利用转变方式下,浅层土壤LOC分别减少了10%、60%、29%、40%,深层分别减少了9%、21%、12%、1%;浅层土壤MBC分别减少了24%、73%、23%、56%,深层土壤MBC分别减少了25%、18%、8%、11%.3土地利用变化改变了活性有机碳占总有机碳的分配比例.天然乔木林和天然灌木林转变成农田浅层土壤LOC/SOC比例增加,深层差异不大;天然灌木林转变为农田,浅层土壤MBC/SOC降低,深层差异不大.结果说明土壤活性有机碳含量和分配比例受土地利用变化的影响,与浅层相比,深层土壤有机碳具有较大的稳定性.