三峡库岸红层土体饱水失水过程中水土化学作用研究

三峡库区水位波动下,岸坡广泛分布的红层土体长期处于"饱和-失水-再饱和"过程,边坡稳定性受到显著影响,其中复杂的水土化学作用被认为是引起土体结构和力学变化的关键因素。选取石榴树包滑坡红层土体为研究对象,设计反复饱水-失水试验,分析水、土化学成分和土体矿物组成变化特征,结合热力学模拟,揭示其反复饱水-失水过程中水土化学作用规律。结果发现:饱水-失水过程显著影响库岸边坡水土化学作用,饱水过程主要发生方解石矿物溶解,该作用随着饱水-失水过程次数的增加而增强;其次该过程发生阳离子交换,以溶液中Ca^(2+)、Mg^(2+)置换出红层土体中Na^+,溶液中K^+置换出红层土体中Mg^(2+)反应为主,其中Ca^(2+)与Na^+的交换反应随饱水-失水过程次数的增加而减弱。

贵州林歹铝土矿复合式围岩隔水安全性能研究

矿区隔水围岩隔水安全性能分析与评估是矿区深部开采设计的依据,对于矿山开拓系统的选择及安全生产具有重要作用。以贵州省林歹铝土矿为例,针对魏家寨矿段地下延伸开采遇到的涌水问题,重点研究矿区二叠系下统梁山组隔水岩层和石炭系摆佐组弱透水岩层组合成的复合式隔水围岩的隔水安全性能,并评价其在林歹铝土矿深部开采的隔水效果。评价结果表明：梁山组和摆佐组组合成的复合式隔水围岩具有良好的隔水性能,能在矿山延伸开采过程中有效阻止下部栖霞-茅口组灰岩含水层中的承压水涌入矿坑,防止突水事故的发生。本研究使矿山的呆矿复活,为矿山挽救了161×10~4 t深部铝土矿资源,并可为类似矿山的建设与生产提供借鉴。

基于BP神经网络的岩溶水库渗漏评估——以贵州林歹迎燕水库为例

岩溶地区修建水库的渗漏问题是水库能否正常运行的瓶颈。岩溶区水库渗漏的影响因素复杂繁多,难以用具体的数学模型建立各参数之间的非线性关系,以定量评估水库的渗漏量。以贵州岩溶地区林歹迎燕水库为例,通过收集57个同类水库渗漏实例,在详细分析库区水文地质条件的基础上,构建了BP神经网络模型,利用其反向传递并自我修正误差的功能优势,定量预测评估迎燕水库的渗漏量。结果表明:迎燕水库的渗漏量约为0.003m3/s,与库区实际监测结果基本一致,表明BP神经网络模型可以有效地应用于岩溶地区水库渗漏量的评估,可为岩溶水库渗漏评价提供一种新思路,对我国岩溶地区水库修建的选址以及对邻近矿区地下开采的影响评估具有重要的参考价值。

基于信息量与多模型耦合的碎屑岩区滑坡易发性分区评价

滑坡是一种典型的地质灾害,在我国南部湿热条件下,碎屑岩区滑坡的形成机制有别于其他地区。因此,碎屑岩区滑坡的识别及预警较为复杂,需有系统性及针对性。以碎屑岩区的广西来宾金秀瑶族自治县范围内的滑坡为研究对象,选取岩性、坡度、坡向、地形起伏度等10个致灾影响因子,通过信息量模型(I)与逻辑回归模型(LR)、随机森林(RF)、BP神经网络(BP)、卷积神经网络(CNN)等4种模型的耦合,以此构建出相应的易发性评价模型,同时对其精准性进行有效评价,进而在研究区范围内进行滑坡易发性分区。研究表明,信息量与BP神经网络耦合模型的ROC曲线AUC值最大(0.94),因此,可用此方法进行碎屑岩区的滑坡易发性分区。最后,通过评价可知,研究区的滑坡高易发区主要集中在路网和水系两侧。文中针对碎屑岩区的滑坡易发性分区进行了一次有效探索,可为当地防灾工作提供一定依据,也可为类似区域的滑坡防治提供一种思路。

多次饱水下水化学作用对库岸土体的微结构效应研究

三峡库区水位涨落导致库岸土体长期处于饱水再失水的反复过程,水动力环境的改变导致其中产生复杂的水化学作用,进一步影响了库岸边坡的稳定性。采集库区库岸土样进行三次饱水再失水试验,测定三次饱水后溶液中离子浓度,观察饱水前后土体的微观结构。通过构建饱水溶液中离子浓度变化与库岸土体的多元回归方程,定量分析水化学作用对其结构参数的影响;通过微结构参数体现的宏观力学特征,进一步分析水化学作用对其工程力学性质的影响。研究发现:(1)库岸土体的颗粒特征主要受到饱水溶液中K^+、Mg^(2+)、Pb^(2+)、F^-、Ca^(2+)的影响,且K^+、Mg^(2+)、Pb^(2+)、F^-浓度与颗粒粒径呈负相关,与颗粒分维、颗粒分布分维呈正相关关系,而Ca^(2+)浓度则相反;(2)库岸土体中方解石和白云石矿物的溶解作用,溶液中K^+被吸附或与其他离子的置换反应会增强土的抗剪强度、内聚力和渗透性;(3)三次饱水下,库岸土体的力学强度增强。

紫红色松散土体在不同饱水环境中的化学反应特征试验研究

以特殊的紫红色土为研究对象,采取三峡地区黄腊石滑坡临江松散土进行室内饱水试验,根据能量最低原则建立热力学反应模型,通过线性规划求解,分析不同饱水环境下随时间积累过程中紫红色松散土矿物反应特征及规律。研究表明:松散土在不同溶液浸泡条件下化学反应类型不同,江水和弱碱性溶液中主要发生白云石矿物的溶解,自来水、纯水和弱酸性溶液中主要发生方解石矿物的溶解和Ca2+与K+的交换吸附。另外,不同浸泡环境中不同时间的水-土化学作用活跃程度明显差异,弱酸性溶液与松散土的化学反应在饱水1~7 d最为强烈,其他四种溶液与松散土的化学反应在饱水7~16 d最为强烈。饱水后期,不同溶液浸泡条件下的水-土化学作用都减弱并最终趋向于平衡。

硫代砷形态测试分析技术及环境行为特征

砷的形态分布是影响地下水环境中砷迁移转化行为的关键。最新研究发现硫代砷是富硫高砷地下水中砷的主要存在形态。然而,中国关于高砷地下水中硫代砷形态的定量检测成果有限,现有报道多是对水样进行酸化处理后进行砷酸盐和亚砷酸盐形态分析,这一处理导致砷和硫发生沉淀从而使得硫代砷形态被破坏或被忽略。该文系统对比分析了几种不同硫代砷形态的制备、分离和定量检测技术,总结了硫代砷的形态分布及环境行为特征。未来对高砷地下水污染的研究应着重发展硫代砷形态的测试分析技术,调查硫代砷形态在高砷地下水环境中的地球化学行为特征,并探讨其对传统意义上的(亚)砷酸盐地球化学行为的影响。

广西某铝矿排泥库工程场地发震构造及地震危险性评价研究

针对广西平果那荣排泥库加高扩容项目,通过地震地质调查等方法,并结合地震活动性,研究其工程场地发震构造及地震危险性。通过两次地震的震源机制解分析,可得右江断裂是排泥库地震的主要发震构造,右江断裂的活动容易导致排泥库发生泥浆泄漏事故;通过采用时间相依的地震潜势评估方法结合消逝比分析,未来50年,右江断裂带有可能发生中强震;未来百年内,排泥库附近可能发生5级左右地震。研究可为类似尾矿库加高扩容工程及抗震设计提供参考,意义重大。

无人机技术在地质灾害危险性评价课程的应用与推广——以桂林理工大学为例

在科学技术高速发展的背景下,代表科技前沿的高校,引入高效、高精度的无人机技术进行地质灾害危险性评价成为高校本科教学的重要部分。对于地质灾害危险性评价专业课程,应用无人机技术进行灾害体的三维建模、信息提取及灾害评价成为本科教育人才模式的改革创新的重点,更是提高学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力的重要手段。本文结合桂林理工大学地质灾害评价专业新技术、新方法的课程建设与推广实例,总结分析无人机技术在科学研究和实践应用方面的优势,突显无人机技术在本科教学中人才培养的重要性,为地质灾害评价专业教学与实践教育提供理论基础。

基于AHP和GIS的矿区岩溶塌陷易发性评估——以贵州林歹岩溶矿区为例

岩溶矿山疏干降压显著改变矿区地下水流场,加剧岩溶塌陷及地面沉降等地质灾害,制约着矿山生产效益。本文针对贵州林歹矿区的岩溶塌陷问题,分析致塌因素及机理,结合专家打分法和层次分析法(AHP)确定各评价因子及其权重,继而利用地理信息系统(GIS)的空间叠加技术建立并验证矿区岩溶塌陷易发区评价模型。在此基础上,预测矿区延伸开采至1 040 m中段时,隔水底板在是否遭受破坏的这两种不同水动力条件下的岩溶塌陷易发区。结果显示,矿区的现状评价模型具有很高的精确度;矿山延伸开采过程中,隔水底板遭受破坏将给矿区带来不可挽回的灾难,其首要任务是保护隔水底板不受破坏。本文突破了矿山岩溶塌陷防治的瓶颈,也为矿山水害防治提供一种新方法,具有显著的经济效益和社会意义。

地下水科学与工程专业中软件应用课程建设与推广——以桂林理工大学为例

伴随着计算机信息技术的高度发展,软件开发与应用能力在高等教育中起到越来越重要的作用。对于地下水科学与工程专业学科,应用专业软件解决地下水环境中的实际问题,成为本科甚至是研究生教育模式改革的需要,更是培养应用型和研究型人才的需要。本文结合桂林理工大学地下水科学与工程专业中软件教学课程的建设与推广实例,总结分析了地下水科学与工程专业软件课程建设、内容以及存在问题,对比分析不同毕业需求下需要掌握的主要专业软件,为地下水科学与工程专业教学与实践教育提供了理论基础。

水动力因素对砷在河砂中迁移影响的柱试验与模拟

河岸带作为一种典型的地下水-地表水相互作用带,不同水动力学条件下砷在该作用带中的行为较少有研究报道。基于此,采集河岸带河砂开展室内柱试验,分析不同水动力因素(包括流速和粒径)对砷在河砂中迁移的影响并建立相关模型。结果表明:(1)0.5 mL/min流速下,河砂对As(V)的吸附速度和达到平衡所需的时间均比As(Ⅲ)快,且粒径越小,该现象越明显;1.0 mL/min流速下,不同粒径的河砂对As(V)的吸附速度随粒径的增大而增大,对As(Ⅲ)的吸附则没有明显差异;(2)相同粒径的填充柱中,河砂对As(Ⅲ)和As(V)的吸附能力均随流速的增加而降低;(3)不同流速和粒径条件下,As(Ⅲ)和As(V)在砂柱中的迁移过程均更符合Thomas模型,拟合R^(2)高于相同条件下Yoon-Nelson和Adams-Bohart模型。其中,低流速下,Thomas模型对0.15~0.25 mm粒径中As(Ⅲ)和As(V)迁移过程拟合的R^(2)(≥0.94)显著优于1.00~2.00 mm的较大粒径;高流速下,该模型对不同粒径中砷迁移过程的拟合R^(2)差异不大。研究有助于加深对地下水-地表水相互作用下水动力因素对砷迁移转化规律影响的认识,并丰富和完善高砷地下水形成的机制理论。

本科教学过程质量监控机制现状分析——以桂林理工大学为例

工程教育专业认证要求高等院校在本科教学环节中建立完善的教学过程质量监控机制。以此为依据和导向,为保证毕业生的毕业要求达成,我国高校普遍建立了完善的教学过程质量监控机制。本文系统整理了近十年桂林理工大学教学过程质量监控机制的制定、修订和发展情况,从教学质量标准体系、组织体系、质量监控体系和质量反馈调控体系等方面综合分析了该机制的组成和执行现状,旨在为我国其他高等院校本科教学过程质量监控的建设和发展提供参考。

载铁氧化石墨烯壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用加热蒸发法制备了载铁氧化石墨烯壳聚糖(Fe-GOCS)复合球,对合成材料进行了表征,研究其对吸附Cr(Ⅵ)的影响因素。结果表明,随pH的降低,Fe-GOCS对Cr(Ⅵ)的吸附量增加。准1级动力学模型可用于描述0~10 h对Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程,而10~45 h阶段对Cr(Ⅵ)的吸附符合准2级动力学方程。随环境温度的升高,FeGOCS对Cr(Ⅵ)吸附容量变大,吸附过程为自发的吸热反应,并符合Sips和Langmuir吸附等温线模型,对Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达141.5 mg/g。材料经过5次吸附-解吸附后,对Cr(Ⅵ)的平衡吸附容量仍有77.2 mg/g。傅立叶红外光谱和X射线衍射仪证明Fe-GOCS上的-NH——2和负载的铁氧化物参与了Cr(VI)的吸附。

关于工程地质勘察“课程思政”教学路径的思考

文章首先分析了工程地质勘察课程的基本情况,然后从确定“课程思政”总体目标、明确思政元素挖掘方法与原则、探索“课程思政”教学方法等五个方面论述了工程地质勘察“课程思政”教学路径。

S^(2-)对河砂吸附砷的影响及其作用机理

水体中S^(2-)与砷(As)的迁移富集密切相关,但不同含水介质中其作用机理尚不明确。为了查明潜流带中常见含水介质河砂在S^(2-)作用下对As的吸附特征,设计并开展了As在河砂上的吸附动力学实验,以及S^(2-)作用下河砂对As的吸附实验,结合PHREEQC模拟计算,XRD、SEM-EDS、XPS和FTIR等表征测试技术,进一步识别其作用机理。结果表明:固液比为25 g/L情况下,河砂对As的吸附在200 h左右达到吸附平衡,且对As(Ⅴ)的吸附量明显高于As(Ⅲ);随着S^(2-)浓度的增加,河砂对As吸附能力逐渐减弱;模拟及表征测试结果显示,少量As被吸附在河砂表面,主要与其表面的Fe、Al结合,其中As(Ⅲ)的吸附可能还与Si-O键断裂后与S^(2-)结合形成的SiS_(2)有关。S^(2-)对河砂吸附As的主要影响机理为:①S^(2-)的加入使得溶液pH值升高、Eh值降低,从而抑制了As的吸附;②添加S^(2-)条件下河砂表面的Fe、Al等能与S和As形成AlAs、AlAsO_(4)、FeS_(2)及Fe_(4)As_(2)O_(11)等化合物,减少了河砂表面吸附As的活性位点。研究结果有助于丰富As-S作用机理,以及As在地下水环境中迁移过程的认识。

磷酸盐对土壤吸附一硫代砷的影响

通过设计批实验和表征分析,探究不同浓度的磷酸盐影响下,一硫代砷酸盐(MTA)在土壤上的吸附特征和机理.结果发现,Elovich动力学模型和Langmuir等温吸附模型可较好地拟合MTA在土壤中的吸附过程,相关系数R^(2)分别为0.983和0.994,表明土壤吸附MTA发生在局部位置,吸附过程主要以非均相扩散为主,拟合所得最大单层吸附量为254.214mg/kg.MTA与磷酸盐共存时,随着溶液中磷酸盐初始浓度的增大,土壤对MTA的平衡吸附量逐渐下降,对磷酸盐的吸附量逐渐增大;SEM-EDS结果表明无论是否添加磷酸盐,反应后的土壤表面都能检测到少量As,但添加磷酸盐条件下土壤表面的As含量则相对较低,证实磷酸盐的存在降低了土壤对MTA的吸附;XRD结果表明MTA能与土壤中的铁铝矿物发生络合反应生成内球络合物-[2Al(H_(2)AsO_(4))_(3)]、≡Al_(2)O_(2)AsO(SH)和-[2Fe(H_(2)AsO_(4))_(3)],而磷酸盐会与土壤表面的羟基形成内球络合物,导致土壤对MTA的吸附能力减弱.

小型无人机倾斜摄影建模在矿体地质调查评价中的应用现状研究

本文以常见的矿体地质灾害为例,介绍小型无人机倾斜摄影的主要应用方向,选取目前常用的Pix4D、Smart3D、PhotoScan等建模软件和方法对其应用过程及优缺点进行对比评价。在此基础上,总结分析了小型无人机倾斜摄影在矿体地质调查应用中的主要存在问题及其未来发展趋势。

潜流带中砷的行为特征及其影响因素研究进展

潜流带中砷的行为特征及其影响因素逐渐成为环境保护领域研究的热点。文章收集整理了近年来地下水中砷迁移转化行为的研究成果,总结了潜流带中砷的来源及行为特征,重点分析了外界条件(农业灌溉及大气降水)、地下水位波动以及不同水化学因素对潜流带中砷行为的影响,为丰富高砷地下水形成机制理论及指导高砷地下水修复提供重要依据。

“工程地质勘察”课程教学中思政元素的融入——以“高层建筑勘察基本要求”知识点为例

为了最大限度地发挥高等教育专业课程的育人主渠道作用,文章首先分析了“工程地质勘察”课程教学中思政元素融入的必要性,然后论述了“工程地质勘察”课程教学中思政元素的融入策略。