太湖沉积物的分布和动力扰动下最大侵蚀深度的确定

利用 2 0 0 2年对太湖沉积物空间分布的调查数据 ,将太湖划分成 69× 69个网格 ,利用最优插值法对整个太湖的沉积物总量进行了计算 ,得出太湖沉积物的蓄积量大约在 1 8 5 7亿m3左右 ,主要分布在西部沿岸和北部的梅梁湾 ,在湖心和东太湖 ,沉积物覆盖量很小 ,有泥区面积占整个水面积的 47 45 % ,在 60 %的有泥区中 ,沉积物厚度集中在 2 5m以下 ,小于 5 0cm和大于 3 5m的有泥区面积所占比例不大。此外 ,利用Shields方法计算了太湖沉积物上层 1m内不同深度上的临界切应力 ,采用SMB浅水波动模式 ,计算了夏季受东南风和冬季受西北风影响下的波切应力值 ,确定了不同扰动所能引起的最大侵蚀深度。计算结果说明 ,无论上述何种风向情况下 ,能产生悬浮的临界风速大约在 5 0m s左右 ,当风速大于临界风速时 ,悬浮深度随着风速的增加而增大 ,当风速达到 2 0 0m s时所能引起的最大侵蚀深度均在 3 0cm左右。

波浪对太湖梅梁湾底泥氧气侵蚀深度的影响

通过室内波浪水槽试验,利用溶解氧微电极研究了波浪对太湖梅梁湾底泥中氧气侵蚀深度的影响.结果显示:太湖梅梁湾底泥在水槽中一夜平衡后,氧气侵蚀深度约为5 mm.经4 cm波高的波影响2 h后,表层底泥基本没有被侵蚀,而表层溶解氧质量浓度从原来的6.29 mg/L上升至6.90 mg/L,氧气侵蚀深度约达6 mm.初始值和4 cm小波后两者拟合方程具有相近的斜率(-0.077 7与-0.072 8).经10 cm波高的波影响2 h后,可能受采泥管管壁形成的回旋涡流影响,底泥表层的物理侵蚀达到(1.33±0.15)cm.同时,氧气侵蚀深度降至3.2mm左右,其拟合方程的斜率减小为0.012 3.由此可以表明:小波可以增加底泥表层溶解氧和氧气侵蚀深度;而大波能造成表层底泥受到严重的物理侵蚀并破坏原溶氧层而形成新的较浅的溶氧层,最终将可能影响微生物活动和营养盐释放.

风浪扰动下南四湖悬浮颗粒物分布与侵蚀深度模拟

风浪扰动下河湖底泥再悬浮和沉降过程中悬浮颗粒物的分布、沉积对区域水土保持与环境保育具有重要意义。以山东南四湖南阳湖区为研究对象,在风情统计的基础上,利用Y型旋浆式底泥再悬浮装置对底泥再悬浮和沉降过程进行模拟,并对底泥悬浮颗粒物的动态分布特征和物理侵蚀深度进行研究。结果表明:小风、中风和大风扰动条件下,夏季和冬季南阳湖湖心区最大悬浮物增量分别比河口区高35.8%、25.0%、47.1%和54.2%、74.1%、22.7%,大风作用下湖心区和河口区夏季比冬季最大悬浮物增量分别高62.2%和22.6%;沉降过程显示,最初沉降6 h内,不同风速下悬浮物量均下降85%以上,20 h后,水柱中悬浮物浓度与风浪前初始浓度趋于一致;南阳湖不同风浪扰动条件下表层底泥侵蚀深度在0.09~13.73 mm之间。风浪扰动下南阳湖底泥再悬浮规律在空间和季节上差异显著,这种差异主要是由表层底泥颗粒尺寸的不同和冬季湖面被菹草大面积覆盖所致;风浪扰动停止后,最初沉降6 h是水体透明度恢复的关键;常规风情下,南阳湖底泥很难出现分米级甚至厘米级的表层底泥侵蚀。

干湿循环作用下PVA-FRCC氯离子侵蚀深度研究

通过聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料（polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composite,PVAFRCC）和普通混凝土在干湿交替条件下的氯盐侵蚀试验,研究了干湿循环次数、纤维体积掺量、温度梯度对PVAFRCC氯离子侵蚀深度的影响,并从水泥基内部孔隙结构和微裂缝两个主要方面进行了机理分析。结果表明,随干湿循环次数的增加,PVA-FRCC与普通混凝土氯离子侵蚀深度均在增大,且PVA-FRCC氯离子侵蚀深度和侵蚀速度均比普通混凝土的低,随着纤维掺量从0~2%增加,PVA-FRCC氯离子侵蚀深度总体呈降低趋势;随着干循环温度以20℃、40℃、60℃的梯度升高,PVA-FRCC氯离子侵蚀深度增大,纤维掺量为2%的PVA-FRCC表现出较好的抗氯盐侵蚀能力。

应力状态下混凝土受硫酸盐侵蚀深度的神经网络预测分析

基于BP神经网络算法,以硫酸盐侵蚀混凝土试验数据为训练样本,建立了考虑硫酸盐侵蚀溶液浓度、混凝土拉压应力水平和侵蚀时间等影响因素的硫酸盐侵蚀混凝土深度的内推与外推预测模型.经验证,该模型具有良好的预测效果,为混凝土受硫酸盐侵蚀的耐久性研究提供了一种有效方法.

酸性环境对不同材料组成混凝土侵蚀深度的试验研究

采用硝酸溶液配制pH值为2~2.5的酸溶液,对不同水胶比、胶凝体系以及抗腐蚀组分组成的混凝土进行了浸泡侵蚀试验,测试了不同侵蚀时期,酸溶液对混凝土的侵蚀深度。结果表明,侵蚀390d时,混凝土水胶比由0.3增大到0.32,侵蚀深度增大了15%;掺入15%粉煤灰的混凝土以及15%的粉煤灰和5%的硅灰双掺混凝土,较纯水泥混凝土的侵蚀深度分别降低了13.3%和20.8%。掺入适量的抗腐蚀组分后,混凝土早期侵蚀深度降低不显著,但270d后侵蚀深度较未掺抗腐蚀组分的混凝土显著降低。酸溶液对混凝土的侵蚀深度与侵蚀时间呈现较好的二次函数关系,相关系数R2均大于0.95。采用粉煤灰与硅灰双掺再加入适量的抗腐蚀组分能够有效提高混凝土抵抗酸溶液侵蚀的能力。

输水工程中淡水壳菜侵蚀混凝土的机理研究

淡水壳菜附着在输水建筑物内壁会导致混凝土性能劣化,研究淡水壳菜附着规律与侵蚀混凝土的微观机理对建筑物防护对策的制定具有重要价值。本文研究了淡水壳菜在输水建筑物内部附着规律、足丝入侵机制、体长空间差异性;通过原位混凝土硬度、侵蚀深度测试,分析了淡水壳菜对混凝土物理性质的影响;基于侵蚀前后混凝土微观形貌、化学元素变化及XRD衍射图谱,解析了淡水壳菜对混凝土侵蚀的微观机理,提出了侵蚀后混凝土的物相转化机制。结果表明:淡水壳菜附着密度在渡槽内部自入口到出口呈现出衰减规律;在倒虹吸内部附着密度呈现出沿程波动特点,但总体稳定。淡水壳菜平均垂向分离力与体长呈正相关关系;淡水壳菜体长在大尺度空间上表现为“南方长,北方短”特点,相差10 mm,体长分布形式符合高斯分布。淡水壳菜长期附着下,混凝土硬度降低、侵蚀深度有所增加;微观形貌疏松多孔,Ca、Fe等元素流失;混凝土的侵蚀产物主要为二氧化硅。

利用铀同位素破碎年代学方法示踪流域侵蚀深度变化的原理、应用和前景

流域侵蚀不但塑造了地表各种地貌形态,而且控制土壤剖面或者风化壳的岩石碎屑暴露,影响化学风化和CO_(2)吸收的速率,从而调节全球气候.因此,流域侵蚀过程的发生机制和控制因素研究可以深化地形地貌演化和气候演变的认识,是地球关键带研究的前沿.本文介绍了以沉积物碎屑组分铀同位素组成(^(234)U/^(238)U)示踪流域侵蚀的新方法.该方法只需少量细粒硅酸盐碎屑样品便可满足分析要求,广泛适用于各种沉积环境的地质样品.在稳定地貌区,当流域侵蚀较浅时,流域输出沉积物的碎屑组分(^(234)U/^(238)U)比值偏低;当流域侵蚀较深时,下游沉积物碎屑组分(^(234)U/^(238)U)偏高.而在构造活跃区,物质侵蚀以坡面迁移或者滑坡为主,侵蚀通常较深,流域输出沉积物多为新鲜沉积物,其碎屑组分的U同位素组成接近“久期平衡”状态,即(^(234)U/^(238)U)接近1.该方法对于示踪轨道尺度上流域侵蚀深度的变化有一定优势;同时对于快速气候变化及人类活动造成的侵蚀变化也有灵敏的响应.

干湿循环机制下类岩-HDSC组合体的氯盐单向侵蚀试验及机理研究

高延性喷射型混凝土(HDSC)是一种新型的工程凝胶复合材料,用于隧道、矿井等的修复工作。以10%质量分数的氯盐溶液为侵蚀介质,对类岩-HDSC组合体进行为期200 d干湿循环试验,探究了干湿循环条件下氯离子对类岩-HDSC组合体的单向侵蚀机理。试验结果表明:由于氯离子的结合作用,并且Friedel盐和氯盐晶体对组合体内部孔隙的填充效应,导致组合体破坏程度随循环次数的增加而增大,且内部损伤出现的时间会随着循环次数的增加而前移;单轴压缩下组合体的弹性能与耗散能比例总体呈负相关;氯盐侵蚀深度增长速率后期受纤维影响较大,纤维具有一定的抗氯离子侵蚀能力。

干旱区河堤侵蚀防控研究

本文利用工程防洪墙减少土堤侵蚀,以提高和田河流域堤防的抗侵蚀性能。通过物理试验模型研究了工程防洪墙5种不同表面形状对案例河堤土壤侵蚀的影响。结果表明,与原始防洪墙表面(案例A)相比,在防洪堤表面设置的4种防护结构(案例B-案例E),均降低了堤防的土壤侵蚀深度,即在防洪墙表面安装条带和砌块可以减少或最大限度减少土壤侵蚀的影响。一个有效设计的防护结构可将侵蚀深度减少40%,将侵蚀时间延长400%。研究可为干旱区防洪减灾提供有效措施。

泥石流坝后侵蚀坑纵剖面形态及最大深度实验研究

泥石流拦砂坝坝后侵蚀坑形态和深度是泥石流冲刷基础研究的薄弱环节。通过室内水槽实验,探讨了泥石流坝后侵蚀坑的形态和不同实验控制条件下侵蚀坑深度的变化规律等。由实验观察可知,侵蚀坑纵剖面整体上呈现两端浅中间深的形态特征,其最深点的位置随水槽坡度增大向下游方向发展;侵蚀坑坑内上游坡度较下游坡度陡,对于具有相同级配的粘性砂和无粘性砂,无粘性砂的侵蚀坑坑内坡度较粘性砂的缓;侵蚀坑的最大深度受沟床纵坡、泥石流的容重、沟床组成物质的性质(特征粒径、粘性)等因素的影响较大;泥砂粘性的存在将大大削弱侵蚀的深度。

降雨型泥石流对沟床侵蚀的水力学机理

为解决降雨型泥石流对沟床的侵蚀和重塑机理,以水文学为基础,在科学表征泥石流流深的前提下,借助水力学理论,分析了沟床在泥石流流动剪切和渗流水压耦合作用下的侵蚀机理,研究了泥石流流动剪应力、沟床基质孔压、泥石流静压及沟床自重作用的计算方法,给出了沟床侵蚀临界深度表达;借助算例阐明了流域降雨特征、沟道几何参数以及泥石流性质对泥石流流态及侵蚀力的影响规律,展示了沟道侵蚀曲线和侵蚀量的计算方法.结果表明:(1)泥石流侵蚀能力随沟床基质埋深的增加而下降,并在临界深度处消失;(2)不同降雨条件、沟谷特征和泥石流性质下的临界侵蚀深度因流深流速的差异而不同,越利于流深流速增大的流域沟道条件则越利于侵蚀的进行.

混凝土防腐涂料抗氯离子侵蚀性能试验研究

采用电量法和盐溶液干湿循环法对混凝土防腐涂料的抗氯离子侵蚀性能进行了试验研究;并以电量法的通电量比和干湿循环法的18次循环时氯离子侵蚀深度为衡量指标,建议了具有一定工程适用性的混凝土防腐涂料抗氯离子保护性能的评定标准。结果表明:根据电量法的通电量比和盐溶液干湿循环法的氯离子侵蚀深度都能对混凝土防腐涂料的抗氯离子侵蚀性能做出有效评价;干湿循环法能反映防腐涂料在试验过程中的劣化趋势,而电量法无法实现这一点;复合型防腐涂料优于单一涂层涂料,成膜型涂料优于单一渗透型涂料。

相山铀矿田侵蚀程度研究

矿床的形成和保存是矿床学研究的两个重要方面。相山地区发育明显的新构造运动,地表总体侵蚀严重,相山峰顶侵蚀深度约为3000 m,铀矿床遭受了一定程度的侵蚀作用,邹家山一带侵蚀深度>757 m,邹家山铀矿床刚好侵蚀到矿化的前峰位置。从矿田西北部到东南部,地表侵蚀深度逐渐加大。西北部矿床保存条件良好,多数铀矿床完整或较完整地保存下来,是深入找矿、扩大远景的主攻方向。

北京地区土壤水力侵蚀评估

基于永定河上游北京典型段的土壤水力侵蚀深度、降雨强度、地表径流深度、土层有效厚度、土粒平均粒径、植被覆盖度等数据图层 ,利用 GIS、SPSS软件包 ,通过建立水力侵蚀遥感信息模型 ,制作了北京地区土壤水力侵蚀深度图和抗侵蚀年限图 ,这可以为该地区土地利用和泥石流分布规律研究提供理论指导。

泥石流排导槽槛后侵蚀实验研究

通过排导槽室内实验,探究了泥石流重度分别为13、15、17、19 kN/m^3,坡度分别为7°、10°、12°、15°、17°,肋槛间距分别为40、50、60、70、80 cm的情况下排导槽肋槛后部冲刷坑的纵横剖面形态、最大冲刷深度及其变化规律.研究发现:排导槽槛后冲刷坑的深度随泥石流重度的增大而减少,随排导槽坡度的增加而增加,随肋槛间距的增大而增大,且冲刷坑深度随重度、沟床坡度、肋槛间距变化的关系分别为二项式关系、线性关系、对数关系.肋槛后部侵蚀坑纵剖面可分为槛后冲刷区、冲淤平衡区和槛前回淤区3个部分,侵蚀坑横剖面具有凹形横剖面、震荡型横剖面、平缓型横剖面3种形态.

湿-烘循环作用下PVA纤维增强水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能研究

采用湿-烘循环的试验方法，以PVA纤维体积掺量和烘干温度为参数，研究了PVA纤维增强水泥基复合材料（PVA-FRCC）的抗氯离子侵蚀性能。结果表明：湿-烘循环作用下，随着PVA纤维体积掺量逐渐增加，PVA—FRCC试件氯离子平均侵蚀深度变化幅度较小，而氯离子最大侵蚀深度逐渐降低。与同等条件下混凝土相比。氯离子最大侵蚀深度约降低20．9％-48．9％，同时，同一侵蚀深度处自由氯离子浓度明显降低。随着烘干温度的升高．PVA—FRCC试件氯离子平均和最大侵蚀深度增长明显；相同侵蚀深度处自由氯离子浓度明显增加。PVA纤维体积掺量和烘干温度对PVA—FRCC抗氯离子侵蚀性能有较明显的影响。

稀性泥石流沟道侵蚀试验研究

泥石流对沟道的侵蚀破坏作用比一般水流强烈,由于对其侵蚀深度的估计不足,往往导致防治工程的失效。通过室内等比模拟稀性泥石流沟道侵蚀试验来探究其规律。试验研究表明:坡度变化对侵蚀效果的影响大于流量的影响;在一定范围内,侵蚀深度随泥石流的磨损力增大呈线性增加,并给出经验公式。结合野外调查,对于松散堆积物源较厚的沟道流通区,该经验公式具备一定的适用性。

绿色堆石混凝土的力学性能和氯盐侵蚀性能研究

为研究绿色堆石混凝土的力学性能和氯盐侵蚀性能,采用粉煤灰、水泥、砂、石子、聚羧酸减水剂和水作为原材料,探析堆石混凝土与自密实砂浆抗压强度的关系,堆石混凝土在不同氯盐溶液质量分数浸泡后,堆石混凝土中氯离子分布规律以及侵蚀深度。试验结果表明:粉煤灰在掺量范围内,堆石混凝土抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小,堆石混凝土的抗压强度为自密实砂浆的105%~125%,能够改善堆石混凝土抵抗氯离子侵蚀的最大粉煤灰掺量为30%,堆石混凝土放在氯盐溶液浸泡120 d,氯离子侵蚀深度大于15 mm。