砂性土液化势的评估方法

主要讨论２个问题：（１）液化判别问题，包括液化的初步判别条件，不同条件下的液化判别方法和液化判别可靠性的评价方法。（２）液化势分析的概率方法，包括已知地震动下的液化概率分析方法，以地震危险性分析结果为基础，以地震烈度或地面峰值加速度为指标的液化危险性分析方法、液化危险性的模糊随机概率方法和综合概率判别方法。对不同的已知条件总可从中找到一个有效的方法。     

沉积方向对珊瑚砂动剪切模量及阻尼比的影响∗

复杂地质赋存环境下珊瑚砂具有显著的各向异性特征,颗粒的沉积方向显著影响其动力特性。对南沙岛礁珊瑚砂开展均等固结的共振柱试验,探究了珊瑚砂颗粒的沉积方向角 φ（沉积面与水平面的夹角）和初始有效固结围压对其动剪切模量 G 和阻尼比 λ 的影响。在给定 φ 下,G 随剪应变幅值 γ_a增大而减小的速率随 的增大而增加;给定 下,G 随 γ_a增大而减小的速率随 φ 增大呈现先减后增的趋势,φ = 60°时 G—γ_a曲线位于最下方。最大动剪切模量 G₀随 φ 的增大表现出先减后增的现象,且 φ 对 G₀的影响随 的增大而降低。建立了考虑 φ 和 影响的修正 Hardin 模型,预测和量测的 G₀值偏差小于 10%。动剪切模量比 G/G₀—γ_a曲线对 φ 不敏感,结合修正 Hardin 模型和 Davidenkov 骨架曲线预测和量测的 G 值偏差小于 15%。在陈国兴等（2006）提出的阻尼比经验模型中引入 φ 影响的修正项,预测和量测的 λ 值偏差小于 20%。     

高温-动态冲击作用下页岩微纳米孔隙结构演化特征

为阐明甲烷原位燃爆压裂载荷对页岩储层的微观改性特征,开展高温-动载协同作用下页岩微纳米孔隙结构的演化特征研究,选取典型页岩样品,综合应用3D轮廓测量、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD),分析高温-动态冲击作用后的页岩碎块的宏微观粗糙特性、孔裂隙结构及矿物组分随高温的变化特征。结果表明：随温度升高,页岩断面毫米级粗糙度先略有降低后急剧升高。随温度升高,页岩有机质纳米孔减少,石英中出现复杂裂缝,碳酸盐矿物产生气孔,黏土矿物层间结构破坏,页岩体孔隙度由常温的1.488%逐渐上升至700℃的1.997%。不同高温下页岩物性组成差异显著,XRD定量分析结果显示,石英的质量占比升高,方解石和白云石总占比降低,从微纳米尺度说明燃爆载荷对页岩储层有改性效果。     

基于基本物理指标的饱和砂类土液化评价方法的通用性∗

基于基本物理指标的饱和砂类土液化评价方法,包括等效骨架孔隙比的确定及液化强度参数预测公式,理论上已经被证实是有效的,但其通用性和敏感性尚需检验。通过独立试验数据,验证该液化评价方法的适用性和可靠性,分析试样尺寸、制样方法、液化判别标准、测试方法以及试验人员熟练程度等因素对预测准确性的影响,并探讨细粒影响系数b值确定方法对拟合参数及预测误差的影响。结果表明:基于基本物理指标的饱和砂类土液化评价方法适用于不同地域的砂类土的液化评价;试验条件差异略微增大评价方法的预测误差,但液化强度最大预测误差小于21%,且有50%的液化强度预测误差小于10%。b值的确定方法对液化强度预测的准确性影响较小,呈现出较低敏感性。     

砂尘试验箱原理分析改进及相关标准探讨

结合砂尘的产生和运动机理,对砂尘试验箱的设计原理和应用特点进行了说明,着重对吹砂程中空气的温度和湿度、砂尘颗粒直径比例进行了分析,对气固两相流中颗粒浓度的均匀性进行了探讨。基于砂尘的运动特性,国内应用较普遍采用的闭式循环吹砂试验设备,无法实现砂的有效分离,导致吹砂试验箱试验过程中颗粒直径比例不满足GJB 150.12A要求。在MIL-STD-810H中,已经取消了对吹砂试验相对湿度≤30%的要求。基于吹尘和吹砂引起的不同环境效应,结合吹尘和吹砂试验设备原理和国内已有设备的现状,对现有试验方法和校准规范的完善、砂尘试验箱的改进设计提出了建议和意见。同时文中也介绍了国外开式、闭式循环、可变循环等几种不同类型的砂尘试验箱作为参考,基于砂尘试验的破坏机理提出了砂尘试验箱的分类和选型建议。     

鄂南4种典型土地利用方式红壤CO2排放及其影响因素

以湖北省咸宁地区分布的红壤为研究对象,采用静态箱法对4种典型土地利用方式（水稻-油菜轮作田,旱地,林地,果园）土壤CO₂的排放特征及其相关影响因子进行了观测研究.结果表明,4种利用方式土壤CO₂的年排放总量从高到低分别为水稻-油菜轮作田1 129 g/(m²·a),果园828 g/(m²·a),旱地632 g/(m²·a),林地533 g/(m²·a).土壤CO₂排放通量呈现明显的季节性变异,水田夏季淹水期排放低,而其它3种土壤都是夏季最高,春秋次之,冬季最低,并与对应的大气温度、土壤温度变化趋势基本一致.其中5 cm地温与4种土壤CO₂排放通量均成极显著的相关关系,且以林地的相关性最大.除水田外,其它土壤CO₂排放通量与大气温度均呈显著正相关关系.根据5 cm地温与CO₂排放通量的相关方程计算得出,4种利用方式红壤的Q₁₀分别为水田1.51,果园1.88,林地2.08,旱地2.7.土壤CO₂排放通量与土壤WFPS之间并没有明显的相关关系.土壤可溶性有机碳（DOC）含量与CO₂排放通量的变化趋势基本一致,且DOC在降水或淹水的情况下显著增大.     

生物质炭及过氧化钙对旱地红壤CH4、CO2和N2O排放的影响

采用室内培养实验,在旱地红壤中添加生物质炭和过氧化钙,探究生物质炭和过氧化钙对旱地红壤CH_4、CO_2和N_2O排放及微生物活性的影响。本试验共设置4个处理,即CK(对照)、Ca(过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))、C(生物质炭,21.46 g·kg~(-1))、C+Ca(生物质炭,21.46 g·kg~(-1);过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))。结果表明:生物质炭和过氧化钙单施能够减少CO_2和N_2O通量,配施(C+Ca)对CH_4、CO_2和N_2O气体减排的效果更显著;从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出改良剂对温室效应具有明显的减轻作用。生物质炭和过氧化钙在一定程度上增加土壤pH、土壤微生物量碳和可溶性有机碳含量。土壤中添加生物质炭和过氧化钙均可以提高蔗糖酶、淀粉酶以及脲酶活性,其中配施(C+Ca)效果最好。因此,生物质炭和过氧化钙配施能够有效降低旱地红壤温室气体的排放量,对旱地红壤的减排可以起到一定作用。     

高锰酸钾氧化去除砂壤土中三氯乙烯的试验研究

以环境中常见的污染物三氯乙烯(TCE)为研究对象,利用高锰酸钾(KMnO4)对工业场地土壤中的TCE进行处理,探讨了不同氧化条件、污染物初始浓度、氧化次数等对去除效果的影响.结果表明,采用正交试验获得优化操作条件为:KMnO4浓度125mg/L,pH7,反应时间30min.在此条件下,100mg/kg的TCE去除率达到93.7%.TCE的去除率随污染物浓度的增加而减小,对于污染程度高的土壤,2次处理能有效提高去除率.土柱实验结果表明经过KMnO4溶液淋洗12d后,初始浓度为50mg/kg的TCE氧化率均达到88.1%以上,降低淋洗流速可提高TCE的去除率.     

复垦红壤中牧草根际微生物群落功能多样性

通过盆栽试验研究了浙江省诸暨铜矿区复垦红壤牧草根际微生物生物量及群落功能多样性的变化.结果表明,种植不同牧草使矿区土壤根际微生物生物量碳发生了显著的变化,其影响大小因矿区土壤污染程度而异.无污染和轻度污染土壤根际微生物生物量碳变化表现为黑麦草+三叶草>三叶草>黑麦草>未种植土壤,处理间差异均达显著水平(P<0.05),重度污染环境下各处理间差异不明显.Biolog数据分析显示,种植不同牧草的矿区土壤根际微生物群落结构和功能多样性也发生了相应改变,根际土壤微生物群落代谢剖面(AWCD)均显著高于未种植牧草土壤,处理间差异达极显著水平(P<0.001).典型变量分析揭示了不同牧草根际微生物群落利用碳源种类和数量存在明显差异.     

长期施肥对红壤稻田耕层土壤碳储量的影响

以红壤性稻田土壤为对象,研究了长期施肥（1990～2006年）对稻田表层土壤碳储量及固碳潜力的影响,讨论了耕层厚度变化对碳储量估算及处理间差异的影响.研究发现,与长期施用化肥相比,有机物的循环利用能显著提高红壤性稻田土壤碳储量,其碳储量为57.7～66.2 t/hm²,比试验前高出18.7～27.2 t/hm²,而长期施用化肥碳储量提高幅度平均为5.4 t/hm².红壤性稻田土壤饱和固碳量为84.0 t/hm²,与目前碳储量相比还有17.8～43.7 t/hm²的固碳潜力.研究证实,土壤碳储量与土壤容重和表层土壤厚度的变化密切相关,以20 cm或23 cm作为统计厚度估算表层土壤的碳储量将分别低估20.6％和11.3％,其中有机物施用处理碳储量低估幅度最大（分别为26.8％和18.9％）;另外,用相同统计厚度进行碳储量估算减小了不同施肥处理间的差异.从稻田土壤碳储量及固碳潜力来考虑,有机物配合化肥施用是红壤稻田较优的施肥方式.