基于多级力链网络分析的花岗岩压缩特性的矿物尺寸效应研究

为定量分析花岗岩受载时压缩特性的矿物尺寸效应,利用基于颗粒流思想的三维等效晶质模型还原花岗岩内部结构。试样整体力链网络实现了多级划分,各种晶内结构及晶间结构内力链的值、数量、倾向被定量分析。从力链角度分析试样单轴抗压强度、微裂纹特征、各类结构的承载能力及抗破裂能力的矿物尺寸效应。研究结果表明:当接触数量基本不变的情况下,加载过程中的一般力链数量下降量与微裂纹的上升量有较好地相关性。各类一般力链的倾向分布较为均匀。力链网络整体水平随矿物尺寸的上升呈上升趋势。强力链的主要倾向与加载方向一致,且与裂纹主要倾向呈明显地正交关系。强力链的数量可以很好地表征试样的宏观力学特性。完整矿物及晶间结构的承载能力均随矿物尺寸的上升而提高,且变化范围与接触的微观拉伸强度呈正比。完整矿物结构产生单个裂纹所需的强力链数量随矿物尺寸的上升而上升,即抗破裂能力上升,但晶间结构的抗破裂能力并无明显变化。

裸土起尘颗粒物中Cd^(2+)与矿物赋存特性

为探索裸土起尘后悬浮颗粒物对Cd^(2+)的携带特性与其矿物组成、粒径尺寸的关联,通过对土壤样品进行Cd^(2+)污染预处理,在构建的"阳离子型污染物土壤表层运移行为研究系统"内模拟风速条件下进行起尘试验,对土壤经风吹起尘后的吹前表层土、吹后地表土、吹后表层土、总悬浮颗粒物(TSP)及各级粒径悬浮颗粒物中Cd^(2+)的赋存状态及其矿物组成与含量进行分析,并进一步对土壤中黏粒进行提取分析。结果表明:土壤起尘过程是对Cd^(2+)的一种高于本底浓度的迁移过程;起尘颗粒物中Cd^(2+)浓度随着颗粒物粒径的减小而增加,呈现负相关;Cd^(2+)的浓度与黏土矿物(伊利石+绿泥石)含量在不同粒径的颗粒物上变化规律具有一致性。

土壤起尘悬浮颗粒物中铅赋存特性模拟

为了探索土壤起尘后悬浮颗粒物对铅的携带特性与其矿物组成、粒径尺寸之间的关联,揭示土壤起尘矿物特性及其重金属污染赋存行为,并为雾霾矿物基源特性分析及后期治理提供理论参考.通过对土壤样品进行铅污染预处理,在实验室系统内模拟风速条件下进行起尘试验,利用悬浮颗粒采样仪对经过风吹起尘后的悬浮颗粒物(TSP)、吹前表层土、吹后表层土、吹后地表土及不同粒径悬浮颗粒物进行了收集,并对悬浮颗粒物、吹前表层土、吹后表层土、吹后地表土及不同粒径悬浮颗粒物中铅的赋存状态及矿物组成与含量进行了分析.结果表明:(1)土壤经过风吹起尘后,悬浮颗粒物中w(Pb)为2.584 mg/g,吹前表层土中w(Pb)为0.916 mg/g,悬浮颗粒物中w(Pb)约是吹前表层土中w(Pb)的3倍;(2)不同粒径悬浮颗粒物上的w(Pb)各不相同,>10.2μm的粒径中w(Pb)为1.716 mg/g;>4.2~10.2μm的粒径中w(Pb)为2.720 mg/g;>2.1~4.2μm的粒径中w(Pb)为3.937mg/g;>1.4~2.1μm的粒径中w(Pb)为5.442 mg/g,w(Pb)随着粒径的增加而减小;(3)随着悬浮颗粒物粒径的减小,黏土矿物(伊利石+绿泥石)的含量在不断的增加.研究显示,土壤起尘过程是对Pb的一种高于本底浓度的迁移过程;起尘颗粒物中w(Pb)随着悬浮颗粒物的粒径的减小而增加,呈负相关;w(Pb)与黏土矿物(伊利石+绿泥石)含量在不同粒径悬浮颗粒物上的变化规律具有一致性,呈正相关,黏土矿物(伊利石+绿泥石)对Pb具有较好的吸附性.