黄土絮凝剂对沙湖水质净化及溶解性有机质的去除

采用沙湖黄土作为絮凝剂，以硅藻土为参照，探究沙湖黄土对沙湖中水质絮凝净化效果。同时采用同步荧光光谱结合导数荧光、平行因子分析和二维相关光谱分析沙湖黄土对沙湖溶解性有机物(DOM)的净化效果。结果表明：黄土对TN、TP、COD_Mn和Chl.a的最高去除效率分别为28.85%、51.52%、24.87%和42.86%。100目和200目沙湖黄土对TP和TN均具有较好的絮凝效果，而硅藻土仅TN的絮凝效果优于黄土。DOM的平行因子分析(PARAFAC)能够识别5个荧光组分，类蛋白荧光为主要的荧光组分。黄土絮凝剂对类蛋白荧光组分(C5)去除效果最高，为56.38%。二阶导数荧光能够识别出6个荧光峰，类蛋白、类富里酸和类腐植酸物质的去除率分别为48.54%、16.45%和1.43%。二维相关光谱分析结果表明，黄土絮凝剂对荧光有机物的去除次序为285 nm→336 nm→369 nm,类蛋白荧光物质能够优先被去除。因此，沙湖黄土可作为絮凝剂用于净化沙湖水质。     

黄土丘陵沟壑区不同土地利用类型对坡地产流、产沙的影响

于甘肃省安家沟流域选择设计15个径流小区,通过对径流小区1986-1999年的水文监测资料进行年尺度上的方差分析、多重比较和相关分析,研究不同土地利用类型对坡地产流、产沙的影响,同时分析年降雨量与坡地单位面积年产流、产沙量的相关关系.结果表明,相同坡度等级下5种土地利用类型坡地的单位面积年产流量之间及单位面积年产沙量之间都存在显著差异,大小顺序均表现为:坡耕地>人工草地>乔木林地>自然草地>灌木林地;在研究的坡度(10°～20°)范围内,同一土地利用类型、不同坡度径流小区的单位面积年产流量差异不显著,坡耕地和人工草地的单位面积年产沙量差异显著;年降雨量分别与坡地单位面积年产流量、产沙量无显著相关性.     

古土壤地层盾构施工引起的地表沉降分析

针对西安地铁上覆含有古土壤的黄土地层中盾构施工引起的地表沉降,在分析其产生机理、盾构施工数值模拟过程、基于经验公式的Peck地表沉降计算方法的基础上,探讨了基于注浆效果、支护压力以及偏心超挖的等代层厚度计算方法;具体分析了盾构施工数值模拟过程中的等代层弹性模量和掌子面支护压力比与Peck地表沉降计算公式中最大沉降量和沉降槽宽度之间的关系。研究结果表明,在含有古土壤的黄土地层中进行盾构施工数值模拟时,等代层模量的取值在5～10MPa范围之内,当等代层模量小于5 MPa时,隧道围岩将产生较大的塑性变形;掌子面支护压力比取值在0.5～1.0范围之内,当掌子面支护压力比小于0.5时,掌子面附近土体将产生较大的塑性变形,当掌子面支护压力比大于1时,地表将产生隆起变形。     

黄土丘陵沟壑区大空间尺度林草植被减沙方程的尺度适应性

黄土丘陵沟壑区大空间尺度植被减沙方程是分析黄土高原植被变化产沙效应的有效工具,其在不同空间尺度的适应性对于黄河水沙情势变化研究十分重要。运用数值试验方法,研究黄土丘陵沟壑区大空间尺度林草植被减沙方程在小流域、子流域和栅格等3种空间尺度的适应性。结果显示,黄土丘陵沟壑区大空间尺度林草植被减沙方程在各空间尺度的总体估算偏差（D）由小到大排序为小流域（D=52.26%）<子流域（D=60.07%）<栅格（D=92.17%）,纳什效率系数（NSE）由大到小排序为小流域（0.21）>子流域（-0.31）>栅格（-0.80）。可见,黄土丘陵沟壑区大空间尺度植被减沙方程在约500 km²以上的流域单元较为适用,在500 km²以下的子流域和栅格单元不适用。该研究成果可为黄土丘陵沟壑区大空间尺度林草植被减沙方程的推广应用提供参考。     

垃圾填埋场覆盖黄土的甲烷氧化能力及其影响因素研究

利用西安江村沟填埋场不同覆盖时间的临时覆盖黄土和新鲜黄土掺堆肥配置的土样,开展了甲烷氧化培养瓶试验,培养历时最长达22d,研究了不同覆盖时间的覆盖黄土和不同堆肥掺量的新鲜黄土的甲烷氧化能力,以及含水量对覆盖黄土甲烷氧化能力的影响,分析了甲烷氧化过程中各组分气体体积变化关系.研究结果表明:不同覆盖时间的覆盖黄土的甲烷氧化能力相差很大,覆盖3~5年的黄土最大甲烷氧化能力达26.05~53.95μg CH4/(g×h), 而未覆盖的新鲜黄土几乎没有甲烷氧化能力.在新鲜黄土中掺入堆肥,能有效提高其甲烷氧化能力,且在堆肥掺量小于50%时,土样的最大甲烷氧化能力与堆肥掺量呈正比例关系.含水量对覆盖土的甲烷氧化能力有很大影响,黄土甲烷氧化的最适宜含水量约为20% ~ 30%.在甲烷氧化过程中,甲烷氧化菌将CH4中约44%的碳氧化为CO2,其余碳转化为甲烷氧化菌胞内物质.实际工程中进行覆盖层设计时,需要根据填埋场实际产气量和覆盖层导气性确定与甲烷通量相匹配的甲烷氧化速率,进而合理确定堆肥掺量.     

黄土湿陷过程下埋地油气管道力学行为有限元模拟

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。     

黄土水分场光纤原位监测及非饱和渗透系数估算

土壤含水率和渗透系数的原位测定是研究黄土高原地区各类地质灾害机理的重点和难点。应用基于AHFO的含水率测量方法,对降雨条件下黄土地基的水分场动态分布进行原位监测;以含水率监测结果和土水特征曲线为基础改进传统瞬态剖面法,估算蒸发条件下黄土的非饱和渗透系数。结果表明:①土壤中的水分运移受重力、吸力梯度和大气蒸发力的综合控制;降雨后黄土中的水分循环主要发生在浅层,降雨量较大时,土壤剖面呈现出干湿交替的现象;降雨量较小时,水分入渗到一定深度即向上部运移排泄;②改进的瞬态剖面法可以避免含水率分布函数和吸力未知所带来的计算误差,实现蒸发作用下黄土的非饱和渗透系数估算;③非饱和渗透系数计算值与平均含水率成正相关关系,但离散性较大,其误差主要来源于土壤性质的空间变异性和蒸发作用的滞后性;④该研究成果为降雨入渗模型的建立提供了精确的含水率和渗透系数,可广泛应用于黄土高原地区的原位试验研究。     

北环铁路地质安全性研究

影响铁路工程安全的因素有很多,最基础的因素应是工程的地质安全性。针对北环铁路所处的特殊工程地质环境,分别从黄土特性、人类活动、地震液化和土动力学性质等几个方面,论述铁路的地质安全性,分析铁路工程与地质环境的相互作用,研究人类活动对工程地质环境的改变及其影响程度,可以认为:黄土对工程安全的影响不仅仅在于其湿陷性,更在于对其的认知和软化、触变特性;人类活动的负面作用也同样影响着地质的安全作用,不仅改变其原来地貌,也改良了土的安全性质,铁路附近的饱和软黄土就是人类活动改造地质环境的结果;土的动力学特性对工程安全起着潜移默化的作用;最后指出铁路工程的安全性是建立在地质安全性的基础上。     

黄土地区生土建筑震害特征及防灾对策研究

生土建筑在我国黄土地区广大农村仍占相当比例，历次地震，房屋破坏严重。因此，加强对黄土生土建筑抗震性能的研究具有重要意义。通过对陕、甘、宁、青、晋等省(区)黄土生土建筑民房的现场调查，将黄土地区生土建筑划分为5种类型，阐述了其结构特点。根据黄土地区地震中生土建筑的破坏情况，阐述了不同类型生土建筑的震害特征及致灾机理，并对其在不同地震烈度下的震害结果进行了统计分析，给出了各类生土建筑在地震烈度Ⅵ—Ⅹ情况下的震害预测结果。在此基础上，针对当前民房建设中抗震设防存在的问题，提出了相应的预防对策。     

大型建筑物不均匀沉降机理及处置策略--湿陷性黄土地基环境

对湿陷性黄土地基环境下大型建筑物不均匀沉降机理进行了深入分析，提出了“旋喷桩加固法”处理该类地基事故的策略，详细分析了地基产生不均匀沉降的成因，对地基处理设计、施工参数确定及施工控制等进行了讨论。实际应用表明，采用该方法处理由多因素造成的地基事故，是一种行之有效的方法。