半干旱黄土丘陵沟壑区小流域生态经济可持续发展研究

为了探讨半干旱黄土丘陵沟壑区小流域综合治理措施对生态经济可持续发展所起的作用,根据大量的实地调研数据,利用生态足迹理论与方法对庙坪小流域生态环境治理前后的生态足迹需求与供给进行了定量计算.结果表明:该流域生态足迹一直大于生态承载力,小流域生态经济为不可持续状态,但人均生态赤字由治理前的0.798 9 hm2下降到治理后的0.552 5 hm2.由于流域水土保持综合治理成效显著,导致流域生态承载力的增幅大于生态足迹的增幅,生态足迹需求及亏缺主要源于化石能源用地和耕地类产品的消费.     

菲和萘在黄土上的吸附等温线和吸附热力学

研究了菲和萘在黄土上的吸附行为,比较分析了Linear方程、Freundlich方程和Langmuir方程描述吸附等温线的准确性.结果表明,菲和萘在黄土上的吸附等温线呈非线性,Freundlich方程最符合其吸附行为.菲和萘在天然黄土上的吸附量随温度升高而降低.其吸附是一个放热过程,吸附热分别为0.017 74 kJ·mol-1和-0.061 25 kJ·mol-1; 吸附的标准自由能改变量分别为-9.939 kJ·mol-1和-7.333 kJ·mol-1.标准自由能的变小是菲和萘在黄土上吸附的推动力.经过阳离子表面活性剂改性后的黄土对菲和萘的吸附能力,随加入的表面活性剂占原土阳离子交换容量(CEC)的百分数增大明显增强,能更加有效地去除水环境中的多环芳烃类污染物.     

从SCI论文看中国黄土研究的发展

中国的黄土研究处于世界领先地位.利用文献计量学,对SCI收录的有关中国黄土研究方面的论文进行统计和分析,考查了1989-2008年近20 a中国黄土研究的SCI论文产出、研究力量、以及论文影响力等方面的情况.研究结果表明,20 a来我国关于中国黄土的研究论文的产出数量持续高速增长,已居世界前列;SCI论文发文的高峰一般发生在国际第四纪联合会(INQUA)大会召开之后;主要研究机构集中于中国科学院、兰州大学、南京大学、我国台湾中央研究院和北京师范大学;从论文被引用情况看,我国学者在黄土研究方面的论文已颇具影响力.揭示了我国黄土研究科研论文总体发展的趋势.     

餐厨垃圾生物发酵液对黄土丘陵区土壤质量的影响试验

黄土广泛分布于我国西北地区,因气候干旱和暴雨侵蚀等因素,土壤养分贫瘠、微生物量稀缺且盐碱化严重,限制了土壤生态承载力,是区域土地荒漠化主要成因之一.餐厨垃圾发酵产生的生物发酵液含有大量的有机酸和氮、磷等营养元素,并且可工业化生产和配施,有望成为一种针对黄土特性的土壤调理剂.以我国黄土高原代表性的甘肃兰州地区黄土为研究对象,采集不同发酵液配施后的黄土进行理化性质和微生物分析,发现施用发酵液后,黄土中全氮、有效磷、速效钾和有机质含量分别提升363%、577%、308%和204%;结合白茎盐生草和苜蓿等植被种植后,土壤综合肥力进一步提升,土壤全盐含量年均分别下降2.3 g·kg^-1和1.2 g·kg^-1;黄土的结构得到改善;发酵液能够促进部分微生物生长,细菌和古菌生物量提升了22倍,真菌生物量提升了8.3倍,有利于进一步形成植物-微生物共生体系.餐厨垃圾生物发酵液结合耐盐碱植物种植,能够有效提升黄土地区生态环境质量.     

活性MgO-粉煤灰固化黄土剪切特性试验研究

黄土固化处理是解决黄土地区建筑地基变形与沉降问题的有效途径。选取活性MgO、粉煤灰和水泥3种不同类型固化剂,通过开展不固结不排水直接剪切试验,研究固化剂掺量、类型和养护龄期等因素对黄土剪切性能的影响。结果表明:活性MgO可显著提高黄土抗剪强度;随着活性MgO掺量和养护龄期增加,固化黄土黏聚力和内摩擦角先增加后减小,在6%掺量和14 d养护龄期附近达到峰值;粉煤灰掺入可有效改善活性MgO固化黄土抗剪性能,尤其对黏聚力提高效果明显,随着养护龄期和固化剂掺量增加,固化土抗剪强度不断增大;水泥固化黄土抗剪强度随水泥掺量和养护龄期呈现类似增长规律。活性MgO-粉煤灰等3种材料可提高固化黄土抗剪强度,MgO-粉煤灰效果最优,单掺活性MgO次之,二者均优于水泥。     

深厚黄土覆盖层上土石坝地震响应特性分析

采用非线性有限单元法和笔者曾提出的动孔压试验曲线法,对某深厚黄土覆盖层上土石坝进行了有效应力法地震响应分析,重点分析大坝的绝对加速度、动位移和动应力等动力响应及动孔隙水压力分布情况。分析结果表明,在现有设计条件下,由于坝基软弱黄土覆盖层较厚,大坝在7度地震作用下地震响应不强烈,但坝基黄土覆盖层会出现液化情况,需采取相应的抗液化工程措施。     

马兰黄土对Cr(Ⅲ)吸附的试验研究

为获取马兰黄土对水溶液中Cr(Ⅲ)的吸附机制.深入完善马兰黄土除Cr(Ⅲ)的理论研究,设计了等温吸附、土柱吸附、形态提取和去方解石除Cr(Ⅲ)试验.通过对试验结果的对比分析得出,马兰黄土对水溶液中Cr(Ⅲ)的吸附作用主要为方解石水解所引起的Cr(Ⅲ)吸附沉淀反应和铁锰氧化物对Cr(Ⅲ)的表面络合反应,辅以多种矿物对Cr(Ⅲ)的阳离子交换作用;马兰黄土对水溶液中Cr(Ⅲ)的等温吸附方程较符合非线性Langmuir型等温吸附方程,其吸附动力学模型较符合抛物线扩散方程.     

冻融作用下复合相变材料改良黄土力学特性研究及机理分析∗

为降低冻融作用对黄土力学性能的劣化影响,基于相变材料的温度调控功能,提出了一种采用膨胀石墨?正十四烷复合相变材料（EG?C₁₄）改良黄土的方法。以兰州黄土为研究对象,开展典型冻融循环后不同 EG?C₁₄掺入比黄土试样的体积变形试验、力学性能试验和微观结构试验,探究冻融作用下不同 EG?C₁₄掺量对黄土力学性能的影响规律及改良机理。试验结果表明：EG?C₁₄减缓了冻融循环过程中土体内部的温度变化,进而有效抑制了土体的胀缩变形;同时,EG?C₁₄降低了冻融循环对土体微观结构的损伤,与素黄土相比,多次冻融循环后改良土体内部的支架孔隙明显减少,颗粒骨架也更为密实,进而增强了土体的力学性能;此外,EG?C₁₄ 改良黄土的力学性能随 EG?C₁₄掺量的增加先增大然后逐渐趋于稳定,且掺量为 4% 时改良效果最佳。     

论黄土地质灾害链（一）

近年来,“西部大开发”、“一带一路”等国家战略在黄土高原陆续实施,这些新型人类营力与水和黄土相互作用,导致黄土灾害链生效应明显,形成了复杂的黄土地质灾害链。作为当前黄土地质灾害领域研究的热点新命题,黄土地质灾害链带来的灾害效应具有隐蔽性更深、影响范围更广、破坏性更强的特点。本文综合考量黄土地质灾害链本身的属性,查清了灾害链的基本类型。根据各个灾种之间演化关系,总结了灾害链的启动模式与演化模式。在此基础上分析了黄土界面与黄土地质灾害链的互馈过程,探讨了灾害链中土体状态变化过程,进一步阐明灾害链的链生演化过程。研究成果有助于加深认识黄土地质灾害链转化模式与演化规律。     

非饱和黄土静、动强度及其相关性研究

通过静三轴试验和动扭剪试验研究了非饱和黄土的静、动强度特性,对非饱和土的有效应力计算公式以及动扭剪试验Mohr-Coulomb强度指标的整理进行了讨论,提出了非饱和黄土和饱和黄土的有效应力计算的简化公式。分析了原状黄土和重塑黄土静强度指标随含水量、密度变化的规律,以及动强度指标随含水量、破坏振次变化的规律。研究了黄土静、动强度指标之间的相关性,黄土的静力强度指标与破坏振次为20次时的动力有效强度指标很接近。静、动强度指标之间有很强的相关性,提出了用黄土的静力强度指标推求相应的动力强度指标的经验公式。