关于红层灾变基础研究的若干思考

红层是一种分布广泛,性质特殊的易灾地层组合,其灾变基础科学问题已成为工程地质学科领域迫切需要解决的前沿课题之一。我国红层分布区工程规模巨大,灾变问题突出,主要表现为地质灾害、工程病害、生态损害3大灾变类型,使得红层地区经济社会可持续发展面临着前所未有的灾变危害与风险,严重威胁着一系列国家重大战略的实施。传统红层灾变理论和防控技术难以适应复杂条件下人地失调带来的重大挑战,亟待突破。本文旨在通过对国内外研究现状分析、对基础性科学问题的深入思考与系统梳理,阐明中国红层灾变研究概况,分析红层灾变基础研究的国际学术前沿问题,提出红层灾变基础研究亟待解决的3个关键科学问题,阐述了主要研究思路与内容及方案。这些思考寄期于支持破解红层灾变地质基因、成因机理、韧性协调防控等难题,以保障红层地区国家重大战略的高效实施,保障人居安全、生态文明建设和社会经济可持续发展,使得我国红层灾变研究占领国际前沿高地。

红层软岩遇水作用的孔隙结构多重分形特征

红层软岩内部孔隙具有随机、多样化的分布特点,孔隙结构的变化是影响其宏观力学性能的关键所在。由SEM扫描电镜获取岩样不同饱水时间下的细观结构图像,根据盒维数法计算出孔隙的分形维数,发现随着饱水时间的加长,孔隙的分形维数呈现增大趋势。同时对孔隙的数量、大小进行统计分析,得出不同饱水时间下岩样内部孔隙的分布特征。基于多重分形理论,采用统计矩的方法对孔隙结构进行定量表征。结果表明,孔隙结构的分配函数与q阶次趋于线性关系,验证了该结构的自相似性与无标度性,由广义分形维数D(0)>D(1)>D(2)说明了孔隙具有多重分形特征,由多重分形谱参数分析了孔隙结构的不规则性与复杂程度,更好地表征孔隙大小各异的分布情况。结合孔隙结构的多重分形特征与岩样抗压强度,建立起孔隙结构变化与其力学性能的关联性,对研究红层软岩的损伤过程具有一定的指导意义。

红层裂纹软岩在水-应力耦合作用下的变形破坏试验

红层软岩遇水软化导致的工程灾变问题是许多重大工程的安全隐患之一。基于自主研发的TAW-100水-应力耦合软岩细观力学三轴试验系统,设计了软岩遇水崩解破坏试验、水-应力耦合作用下软岩蠕变特性试验和水-应力-裂纹相互作用下软岩变形破坏全过程试验等3类试验,系统的探索了不同赋存水环境条件下红层软岩遇水软化的力学行为, 阐明了水-应力-裂隙及其三者共同作用下软岩力学特性的变化规律。结果表明:软岩遇水崩解破坏的过程是经历新裂纹萌生、缓慢发育、加速扩展至贯通破坏等阶段;蠕变全过程中软岩所经历的各阶段特征较为一致;水-应力-裂隙三者之间的相互作用会加速软岩变形破坏的速度和进程,且影响软岩局部破坏的力学特性、各发展阶段持续的时间以及最终破坏模式。结合能量理论分析了水-应力-裂隙相互作用下软岩软化全过程中的渗流-化学-损伤能量转化及能量耗散。

软岩渗流-化学-损伤软化过程中能量耗散机制

红层软岩具有遇水软化特性,在降雨条件下渗流、化学、力学损伤等多效应综合作用造成工程地质灾害,是岩土工程界广泛关注的热点和难点问题之一。基于能量耗散原理,研究了软岩软化过程中的渗流、化学、损伤效应,提取了主要的渗流、化学、损伤能量变量,讨论了渗流-化学-损伤效应对软岩软化过程的作用以及能量耗散的机制,结合软岩三轴试验分析了能量耗散过程。结果表明:在渗流-化学-损伤效应共同作用下,水在软岩中形成渗流,渗流的作用加速了软化进程;软岩与渗流之间的化学作用加速了裂隙-孔隙损伤的发展;软岩裂隙-孔隙损伤的发展反过来促进了渗流及化学的作用。从能量角度来看,软岩软化后可承受的极限应变能量减少,渗流提供了能量同时也通过化学效应消耗了软岩自身的能量,降低了强度并引发损伤,因此,软岩软化的过程是一个能量耗散的过程。在此过程中,渗流、化学、力学损伤等能量的涨落及耗散、物质交换、非线性正反馈作用,使得软岩经历从平衡态到非平衡态相变,最终软化破坏形成了耗散结构。

荷载作用下软土压缩模量与孔隙结构关系研究

以深圳软土为研究对象,通过压汞试验获取了软土孔隙结构的特征参数,研究了在荷载作用下软土压缩模量与孔隙体积含量、孔隙尺度大小、孔隙连通量等软土结构特征的关系;探讨了在荷载作用下软土压缩模量随土体孔隙结构变化的机理。研究表明:(1)在荷载作用下软土压缩模量随其孔隙体积、平均孔径大小及孔隙连通量均呈双曲线形的负幂函数变化;(2)荷载作用下软土压缩模量随孔隙结构的变化过程可分为两个阶段。

平行褶皱构造对隧道围岩变形的影响研究

岩层受力弯曲变形形成褶皱构造,隧道穿越褶皱地质构造时,在复杂地质构造及地应力条件影响下,隧道围岩容易发生变形破坏,影响隧道的稳定性。针对隧道在平行于褶皱轴线穿越平行褶皱构造地质时的围岩变形问题,文章采用有限差分法并结合实际工程中褶皱构造的隧道围岩进行了数值模拟计算,探究了隧道围岩的变形规律,提出了控制围岩变形的思路。结果表明,隧道在平行于褶皱轴线穿越平行褶皱构造时,拱顶及仰拱部分更容易发生变形破坏,且主要集中在软弱岩层部分及软硬岩层分界面处,具体为向斜类型的软弱岩层上分界面和背斜类型的软弱岩层下分界面处,因此可考虑采用加强拱顶及仰拱围岩的位移控制,加固处理平行褶皱构造中的软弱岩层部分来减小隧道围岩变形的控制思路。

文化科技融合视域下河南传承中华优秀传统文化路径探析

河南传承中华优秀传统文化既有资源丰厚、政策支撑、实践探索等突出优势,又面临定位不够清晰、特色不够鲜明、创新不够大胆、体制不够健全等现实困境。河南传承中华优秀传统文化,需要从全力推进文化资源数字化转型升级,用心打造拥有中华优秀传统文化核心内容的文化生态,着力提升文化产品知名品牌的影响力,不断优化文化科技深入融合发展等方面寻求实现路径。

华南红层风化土崩解特性及其改性研究

红层风化土具有遇水崩解特性,水稳性较差,在华南湿热多雨的气候条件下,极易发生崩解破坏,故研究其崩解特性及其控制机理成为实际工程中关注的热点问题之一。针对当前对红层风化土崩解特性研究的不足,自行设计了一套崩解试验装置,开展了不同含水率及密实度条件下华南典型红层风化土的崩解试验,并从组分及组构的角度分析了红层风化土的崩解破坏机理,然后在此基础上,通过掺入高性能酯类材料进行土壤改性试验,探索了提高红层风化土抗崩解性的改性控制方法。结果表明:土体初始含水率愈低、密实度愈小,红层风化土的崩解性愈强,崩解速率愈快,破坏现象愈显著;崩解控制因素主要为土体矿物成分、化学成分、孔隙裂隙及胶结物特征等;高性能酯类材料可以增强土体颗粒间的胶结作用及团聚程度,从而提高土体的水稳定性,进而控制红层风化土的崩解特性。研究对揭示红层风化土遇水崩解特性及其崩解机理,并从土壤改性角度提高其抗崩解性具有一定参考意义。

基于机器学习的地层序列模拟

地层结构及其分布的模拟是地质信息化研究与工程规划设计建造的迫切需求。现有的研究方法主要以钻孔数据为基础,选择插值方法进行二维剖面绘制和三维地层建模。插值方法是决定模拟结果准确程度的重要因素,但插值方法的选取受主观因素影响,缺乏科学合理性,难以推广应用。针对这一问题,本文提出一种基于钻孔数据进行机器学习的地层序列模拟方法,即将钻孔地层数据处理为地层类型序列与地层层厚序列,利用循环神经网络与序列-序列架构建立地层序列模拟模型。通过将模拟结果与实际钻孔数据对比分析,发现地层序列模型可以较准确地模拟地表到基岩面之间的地层类型与厚度范围。研究可为地层模拟提供新方法。

A Research on Fractal Dimension and Nonlinear Dynamic Model of Xintan Landslide，China

The dynamic research of landslide is one of the key Points in landslidology. In the paper,from the view point of nonlinear dynamic theory. some features of Xintan landslide, such as the distribution regularities of spatial and temporal fractal dimensions and their corresponding relationships to landslide occurring are researched. The accumulative principles of fractal dimension reduction is exploratively pointed out. The nonlinear dynamic equation of the landslide is built by analyzing the relationship between the correlation dimension and the phase space. Finally, the forecasted results and error analysis are listed. The research results are satisfactory.

“茶汤”考

文献中,茶和汤的意义经常纠缠,难以厘清。汤之热水义及宋时汤特指的酒后补充的具有养生价值的液体义,经常和茶相混;汤亦指佐餐的羹,又与羹相混。茶汤连用有时指茶水,有时指茶水和汤。后来又演变出“点汤逐客”“端茶送客”礼俗。

研究儿科护理风险管理措施的应用效果

目的研究儿科护理风险管理措施的应用效果。方法选择2020年7月—2021年7月麻城人民医院儿科40名医护人员为研究对象,采用随机分组的方式将其分为观察组和对照组,各20名,其中对照组实施常规护理管理措施,观察组则基于护理风险开展护理管理措施,对比两组医护人员的护理效果。结果观察组医护人员的护理质量评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组不良事件发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组护理满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论儿科护理风险管理中,在明确影响因素的基础上开展护理管理措施,能够降低不良事件的发生,提高医护人员的护理质量与护理满意度,值得研究和借鉴。

不同肥料配施对盈江县冬种马铃薯农艺性状及产量的影响

在盈江县开展冬马铃薯田间肥效试验,探讨在同等栽培条件下,推荐化肥施用量减少10%~20%,同时增施微生物肥或选用缓释氮肥等不同肥料配比对冬马铃薯生长及产量的影响。结果表明:推荐化肥配方与推荐化肥配方+微生物肥处理的产量达到显著差异,其他处理的产量有差异,但达不到显著水平;产量最高的是推荐化肥配方+微生物肥处理,达2992.50 kg/667 m^(2),最低的是推荐化肥配方,为2499.92 kg/667 m^(2);比较收益最高的是推荐化肥配方+微生物肥处理,达6411.90元/667 m^(2);综合来看,化肥投入量减少10%~20%,同时增施微生物肥料具有提高商品薯率、增加马铃薯产量、促进增产增效的作用,可以作为本地马铃薯化肥减量增效技术模式加强推广应用力度。

新型功能材料生态护坡现场试验研究

选取深圳市龙城中专后山典型岩质边坡作为新型功能材料生态护坡现场试验点,介绍了基于新型功能材料及其生态护坡施工工艺,设置现场试验对比组,对现场环境、植被长势及土壤性质进行长期监测和对比研究。半年多的现场试验表明：坡面土壤施加功能材料后,能有效提高植被发芽率,缩短出芽时间,促进植株和根系快速生长,加快坡面植被覆盖速率,提高边坡抗冲刷侵蚀能力,增强坡面浅层土体的稳定性。土壤性质监测结果表明：施加功能材料后,坡面土壤pH值范围为7.0～7.5,土壤温度在阴雨天提升0.56°C,在高温炎热天气下降低0.3°C;土壤含水率提高10.1%～16%;土壤活性有机质含量提升31%,土壤电导率提升11.5%,土壤氧气含量提升2%,二氧化碳含量降低30.6%;土壤紧实度降低27.6%。在土壤中施加新型功能材料的方法,是南方岩质边坡生态护坡技术未来研究和发展的方向。