海南典型水稻土厌氧铁还原特征对DOM分子特性的响应

为探究海南典型水稻土不同粒径土壤中溶解态有机质(DOM)的含量组成对铁氧化还原特征的影响机制,分别采集海南5种成土母质发育的水稻土(玄武岩、花岗岩、砂页岩、海相沉积物、河流冲积物),利用紫外-可见光谱技术分析不同粒径土壤中DOM的碳含量及其光谱特征,利用Logistics模型对不同水稻土培养过程中Fe(Ⅲ)还原特征进行表征;采用冗余分析手段分析各水稻土在厌氧培养过程中,不同粒径土壤中DOM组分及光谱参数对Fe(Ⅲ)还原特征影响。结果表明,在厌氧培养过程中,不同母质发育水稻土Fe(Ⅱ)含量不同,其中玄武岩发育水稻土Fe(Ⅱ)含量最大(8.45 mg·g^(−1)),根据Logistics模型发现不同母质发育水稻土的还原潜势(a)和Fe(Ⅲ)还原速率(vmax)存在差异且玄武岩发育水稻土的a、vmax最大。海相沉积物发育水稻土的溶解态有机碳(DOC)含量最高(0.712 g·kg^(−1)),5种水稻土的DOC均在最小粒径(<1 kDa)含量最多,随着培养时间增长各类水稻土中DOC含量均下降,紫外-可见光谱结果显示5种母质发育的水稻土的芳香性和疏水性随着DOC粒径的减小而下降,三维荧光光谱结果表明,不同母质发育水稻土中各组分的荧光强度均随培养时间增长而增强,而在粒径0.45-0.7μm、1-10 kDa中各组分荧光强度增强;在粒径10 kDa-0.45μm、<1 kDa中各组分荧光强度降低;BIX、HIX、FI值均随着粒径的减小而增大。冗余分析结果显示,HIX、SUVA_(260)、C1、C2组分可促进水稻土铁还原过程,不同的培养阶段下铁还原受不同DOM组分的影响,但是C1组分始终影响Fe(Ⅲ)的还原,小粒径的C3、C4组分(<1 kDa)对铁还原有更大贡献。了解海南岛水稻土铁还原对不同分子量DOM的响应,对农业环境具有重要意义。

波浪诱发松散海床渐进式液化的数值分析

近海区域广泛分布着第四纪新沉积的松散海洋土,波浪荷载作用下松散海床会发生液化进而对近海结构物的稳定性存在巨大威胁。本文采用中国科学院流体-结构-海床相互作用数值计算模型FSSI-CAS 2D,选用Pastor-Zienkiewicz-MarkⅢ(PZⅢ)弹塑性本构研究了波浪诱发的松散海床液化问题。分析了波浪荷载引起的松散海床内超孔隙水压力、有效应力以及应力角的时程变化特性,并预测了松散海床的渐进液化过程。计算结果表明,波浪荷载作用下松散海床内残余孔压会累积增长,海床表面最先发生液化,然后逐渐向下发展至液化最大深度。同时指出海床内超孔隙水压力的竖向分布特征和应力角的变化时程均可以作为判断海床液化的间接参数。最后,通过应力状态分析,讨论了海床渐进式液化的发展过程和趋势。

基于广义塑性理论的土体液化分析方法

土体本构模型和液化分析是进行土体动力反应分析的主要研究内容。将土体作为液固两相孔隙介质,考虑土体骨架与孔隙流体之间的动力相互作用,采用基于广义塑性理论的PZ模型来模拟土体,分析土体在地震动荷载作用下的响应。通过研究土体内孔隙水压力产生、消散过程及土体有效应力的变化过程来进行土体液化的判定,利用这种方法可以得到土体在地震荷载作用下的液化深度。