重金属元素在冻土与融土中迁移的对比试验

随着寒区经济的发展,冻土地区的矿山开采活动不断加剧,随之产生的重金属污染问题也越来越严重.冻土地区生态环境脆弱,一旦受到破坏就很难恢复.针对此问题,室内模拟了尾矿矿渣在冻土与融土中的填埋及其对填埋场周边土体的影响,通过检测填埋场各处土壤的温度、含水量以及重金属元素的含量,发现温度和水分对重金属元素的迁移影响很大.土壤温度越低,重金属元素的迁移越慢;在温度梯度的作用下,重金属元素均随着水分从土体的暖端向冷端迁徙并聚集于冻结锋面.重金属元素在冻土中的迁移比融土中慢,表明冻土环境不利于重金属元素的迁移.在土壤质地、温度和含水量等相同的情况下,Zn的迁移性较强,Pb和Cu的迁移性相对较弱.     

喜马拉雅山区公路桥涵病害类型及特征研究∗

以喜马拉雅山区公路桥涵作为研究对象,基于现场典型病害调查数据,系统论述了喜马拉雅山区公路桥涵病害类型、发育特征以及影响因素,提出了相应的病害整治措施建议。调查结果显示,喜马拉雅山区公路桥梁上部结构梁板铰接缝与翼缘渗水泛碱病害和桥面铺装病害较为普遍,病害率分别为 25% 和 42%。下部结构的桥墩病害主要表现为基础冲刷(12.5%)、桥台台前护坡和耳墙破损(25%)以及桥台背墙渗水、腐蚀、掏空(29.17%)。桥梁附属构造物常见病害为伸缩缝病害、锥坡病害以及导流工程病害等,其中 62.5% 的桥梁病害出现在伸缩缝位置。涵洞的主要病害主要有涵洞盖板和翼墙开裂倾斜、涵洞进出口堵塞、波纹管涵断裂以及涵背跳车,并且大约 60% 的涵洞病害位于多年冻土区涵洞进出口位置。公路桥涵工程病害主要是由于环境因素(气候环境、地形地貌、人类活动)和工程因素(设计、施工、养护、建筑材料)所致。因此,建议建立喜马拉雅山区公路桥涵病害数据库,形成 “空-天-地”一体化综合监测系统,研发病害防治新技术,做好定期养护维修,提高公路桥涵的服役性能。     

青藏铁路沿线热喀斯特湖易发程度的区划评价

随着全球气候的持续转暖,青藏铁路沿线热喀斯特湖数量正在逐年增多、面积逐年增大。湖塘的形成虽然具有一定的随机性特点,但其发生的区域性和重复性特点是热喀斯特湖分布与出现的总体规律。在野外系统勘测调查的基础上,依据工程地质类比原则,结合专家打分、层次分析、信息量、统计量等模型方法,对区域内湖塘产生与发展起一定主导作用的历史因素(灾点密度、灾面密度)和基本地质环境因素(冻土类型、年均地温、植被覆盖度、土质类型、地形坡度)基于ArcGIS平台进行综合分析评价,得出楚玛尔河至风火山段青藏铁路沿线热喀斯特湖易发程度的空间分布。结果表明,占研究区总面积47.97%的高易发区占据了湖塘总数量的87.94%、总面积的91.15%,主要分布在楚玛尔河高平原、北麓河盆地和可可西里山间盆地;中易发、低易发、非易发三个区占据了研究区总面积的52.03%,却仅分布了占总数量12.06%、面积8.85%的热喀斯特湖,主要分布于可可西里山区、风火山山区及河谷地区,与2011年9月份野外考察的热喀斯特湖实际的空间分布状况保持了较好的一致性。     

冻土与融土中生活垃圾填埋处理的试验研究

试验模拟了冻土及融土中生活垃圾的填埋对于周边土体的影响,通过检测填埋场各点处土壤含水量、温度、含盐量和有机质的含量,认为水分运移是影响可溶盐离子迁移的主要因素,盐分与水分的分布具有很好的一致性;温度对盐离子的迁移及有机质的分解有很大影响,温度越高,盐离子的迁移及有机质的分解速率越快。冻土环境不利于可溶盐离子及有机质的迁移与分解,冻土中各点含盐量及有机质含量高于融土。     

冻融循环对黏质粗粒土抗剪强度影响的试验研究

通过室内循环冻融循环试验和三轴不固结不排水(UU)压缩试验研究了循环冻融作用与细砾组含量(P_(2-5))对黏质粗粒土抗剪性能的影响。结果表明,冻融循环作用对黏质粗颗粒土的应力—应变曲线性状具有一定的影响,可使其由未冻融的应变软化向应变硬化转变的趋势,但随着细砾组P_(2-5)含量的增加,冻融作用对其影响逐渐减弱。随着冻融循环次数的增加,土样剪切强度呈现逐渐衰减,且在5～9次冻融循环次数后基本保持不变,多次循环冻融作用后剪切强度最大衰减幅度可达40%。弹性模量随冻融循环次数的增加上下波动较大但整体呈现下降趋势。在抗剪强度指标方面,冻融作用对黏聚力影响比较显著,随着冻融循环次数的增加,黏聚力逐渐减小,最大衰减幅度可达65%,而内摩擦角上下波动较大无明显趋势。此外,随着细砾组P_(2-5)含量的增加,剪切强度、弹性模量及抗剪强度指标均呈现不同程度的减小,这与粗粒土内部粗颗粒和细颗粒占比及其强度发挥机制有关。     

冻土区固体废弃物处理研究现状与思考

冻土区固体废弃物的处理对未来的寒区经济发展、保护冻土及寒区生态环境意义重大。笔者总结近年来我国冻土区所进行的一系列工程和资源开采活动,表明冻土区固体废弃物处理的研究是必要而迫切的。通过介绍国内外近几十年来对冻土区固体废弃物处理的研究方法、思路和技术,并分析其成果与不足;使人们更好地了解和利用冻土区寒冷的气候条件、冻土的冻融循环、回冻等特性及永久冻土层的隔绝作用来处理冻土区的废弃物;同时给出了冻土区废弃物处理的研究成果及对策,还对未来研发的前景展望。