宜昌—武汉长江沿岸典型砾石层对比分析

长江中游沿岸地区广泛分布的一套巨厚砾石层,是研究长江水系演化的有效素材。目前的研究多聚焦局部地区砾石层的年代学和沉积学分析,针对不同地区之间砾石层的对比分析较少。为此,文章选取宜昌市和武汉市共计11个砾石层剖面作为研究对象,对其中1616颗砾石进行形态及岩性的测量与统计,同时采集砂质透镜体粉砂样品进行地球化学元素分析,进而结合区域地质背景探讨沉积物物源。结果表明,宜昌和武汉两地砾石层中砾石的优势倾向不同;宜昌砾石层中含有花岗岩、砂岩、砾岩和部分硅质岩,武汉地区砾石岩性单一,主要为石英岩和少量燧石;而在细颗粒物质元素组成方面,宜昌地区砂质透镜体相对富集Ca和Sr,而武汉地区相对富集Fe和Al。两个研究区砾石层中砾石岩性、形态和微观粉砂元素组成对比分析均表明,武汉和宜昌两地砾石层的物源存在明显差异,宜昌地区砾石层中包含长江上游输入物源,而武汉地区砾石层则主要来自北部大别山。该研究结果为深入了解长江中游沿岸砾石层物源提供新证据。

砾石覆盖下的农田土壤环境效应:研究进展与展望

砾石覆盖是旱区特有的一种保护性耕作模式。长期的农业生产实践已经证明,地表覆砂能够很好地适应旱区严酷、恶劣的自然环境,并为当地农业发展和效益提升带来极大助力。然而,砾石覆盖农田退化所带来的一系列负面效应愈加凸显,成为当地农业发展的障碍因子。文章以砾石覆盖的土壤环境效应为脉络,归纳总结了砾石覆盖对土壤水热环境、土壤盐分、土壤有机质、土壤微生物和酶活性,以及水土保持等方面的影响效应和相关机制。同时,进一步指明旱区砂田当前所面临的问题与挑战,并提出该领域未来可持续深化和拓展的方向,主要包括:(1)砾石覆盖农田退化过程中土壤环境的综合演变机制;(2)“砾石-土壤-作物”系统间的协同作用机制;(3)应对砂田退化的农业修复模式及可持续发展路径;(4)砾石覆盖对局部区域气候的影响机制。

大北1202井巨厚砾石层钻井提速技术探讨

针对山前构造盐上巨厚砾石层地层可钻性差、地层倾角大和稳定性差,造成单趟进尺少、井身质量控制难度大、钻头损坏严重和事故复杂时率高等技术难题,开展盐上巨厚砾石层钻井提速技术研究,通过建立地层可钻性分级模型、优选钻具组合和强化钻井参数等技术措施,确保大北1202井上部巨厚砾石层安全快速钻进,有效控制井身质量,砾石层段钻速创区块最优指标,为后期该区块砾石层钻井提速提供了借鉴。

基于离散元方法的卵砾石地层条件下水泥土搅拌桩机钻头结构参数研究

卵砾石地层可压缩性低、抗剪强度大,水泥土搅拌桩工法在应用于卵砾石地层时存钻进困难、钻具磨损大等问题。为确定卵砾石地层条件下钻头形式的最优布置,基于离散元法(DEM),对不同切削叶片数量、切削叶片角度、截齿布置形式、钻头中心底部布置形式、机械压力工况下,搅拌桩机钻头钻进卵砾石地层的物理过程进行三维动态仿真模拟,并分析研究了不同钻头布置形式对钻进效果的影响。计算结果表明:钻头切削叶片数量的增加会提高钻进阻转矩,但是会增强钻头的定心能力。设置截齿的钻头钻进阻力矩并无明显提高,但钻进速度有一定程度的提高。钻头切削叶片角度的提高会增加钻进阻力矩,但过低或者过高的切削叶片角度均会降低钻进速度。适当提高钻进压力可提高钻进速度,但须考虑动力装置的功率及扭矩输出能力。三切削叶片、高切削叶片角度、设置三截齿的高效率钻头在应用于北京市某项目卵砾石地层时效果良好,文章提出的方法可以为其他工程的施工机械选型提供参照依据。

TBM豆砾石回填灌浆层性能与密实度对支护效果的影响

双护盾TBM采用预制管片、回填豆砾石和灌浆的方式进行支护施工,豆砾石回填灌浆层的性能和密实度是影响TBM隧洞工作性能的重要指标。以西北某双护盾TBM施工的引水隧洞为工程依托,基于室内试验研究了不同部位豆砾石回填灌浆层的力学性能,并通过数值模拟分析了豆砾石回填灌浆层性能与密实度对支护效果的影响。结果表明:受灌浆密实度不均匀的影响,豆砾石灌浆体的弹性模量和单轴抗压强度存在较大差异;在衬砌与豆砾石不存在脱空状态的条件下,豆砾石回填灌浆层参数取值不同对衬砌受力分布规律影响不大,但衬砌各个部位的应力有所变化;衬砌与豆砾石脱空部位受力状态与不脱空时存在显著差异,在脱空部位管片出现了较为明显的受力情况,部分区域应力超过衬砌混凝土的抗拉强度设计值,衬砌混凝土可能出现裂缝。在隧洞施工中应重点关注衬砌与豆砾石之间结合是否紧密,加强豆砾石回填、灌浆的质量监督。

生态砾石床+碎石湿地在城市劣五类水体治理中的应用

为解决北方寒冷地区城市劣Ⅴ类河道的问题,采用“生态砾石床+碎石湿地系统”的组合工艺,将来水引入湿地进行净化。结果表明:该工艺对北方城市劣V类水体处理效果明显,系统具有较强的耐冲击能力,可降低冬季气温对湿地运行的影响。原水COD≤80 mg/L、NH_(3)-N≤3.0 mg/L、TP≤0.6mg/L时,该工艺系统对COD、NH_(3)-N、TP的平均去除率分别可达59.54%、60.62%和33.42%,出水主要指标满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅴ类水体限值。运行后每年削减COD排放量为1204.50 t,NH3-N排放量为40.15 t,TP排放量为8.03吨,明显改善了河道的生态环境。

砾石覆盖下土壤侵蚀过程中有机碳转移数量特征

青藏高原对气候变化响应敏感,且具有提前的征兆,由于全球变暖的原因,冻土的融化会使冻土中所含的碳化合物以温室气体的形式排到大气中,从而进一步加剧全球变暖,本研究利用野外实地调查和采挖土壤侵蚀区的土壤到室内实验室采用模拟径流冲刷法对土壤进行实验,主要得到:(1)当坡面土壤无砾石覆盖时,随着坡度的增加,有机碳的流失量也随之增加;(2)相比没有砾石覆盖的坡面土壤,砾石覆盖度为40%和70%时的土壤有机碳流失量显著大于裸坡的有机碳流失量;(3)随着砾石覆盖度的增加,砾石体积对土壤的破坏力增强,最终使有机碳失去物理保护而迁移流失,造成土壤有机碳流失量增加。由以上结论得出,在今后的裸坡地带进行水土流失预防和治理时应注重削减坡度的方式来减缓土壤侵蚀的发生和有机碳的流失。

基于GIS侏罗系3-1煤层顶部砾石层隔水性评价

鄂尔多斯盆地煤炭资源丰富,侏罗系煤层开采过程中顶板砂岩水害威胁矿井安全生产,而煤层顶板上覆砾石层的隔水性能对于采掘过程防治水工程和顶板管理有着重要影响。本文以泊江海子矿二盘区3−1煤层顶部砾石层为对象,采用GIS信息与层次分析方法相融合,建立了多因素影响下的多层次煤层顶板砾石层隔水性预测模型,对开采前后影响砾石层隔水性的7个和9个指标进行评价分区。结果表明,3−1煤层开采会导致砾石层隔水性相对减弱,盘区西翼由采前大范围隔水性较强和中等区域变为隔水性弱和较弱区域,且范围向四周扩散增大;东翼隔水性强区和较强区范围大幅缩减,且部分区域减弱为隔水性中等区;中部所受影响较小,隔水性鲜有变化。为泊江海子3−1煤层和鄂尔多斯盆地北缘侏罗系煤层开采水害防治提供理论指导。

博孜巨厚砾石层空气钻井高效解决方案

2023年11月04日,博孜24-1井空气钻井巨厚砾石层施工圆满结束,这已经是2023年半年内空气钻井在博孜巨厚砾石层施工的第5井次。本轮井5井次共计完成进尺7 776 m,纯钻时间1 122 h,平均机械钻速达到了6.93 m/h,刷新了区块空气钻井施工井深最深5 100 m、平均机械钻速最高7.87 m/h、单只钻头进尺最长1 901m等多项纪录,较相距2.25 km区块最优指标邻井博孜1001井采用常规泥浆钻井平均机械钻速提升112%,行程钻速提升116%,空气钻井工艺的提速提效优势显著。

高土石坝心墙砾石土料掺配施工技术

高砾石土心墙土石坝防渗体砾石土料的质量对坝体结构稳定和长期安全运行至关重要,通过对不同土料掺配施工技术研究,制定出精确掺配的相关施工工艺参数,解决了常规施工存在的诸多问题,提高了高土石坝砾石土料掺拌和填筑施工质量,节约了工程施工成本,确保了坝体结构稳定和运行安全,为工程正常有序施工及完建创造了良好的条件。

砾石土路基封层材料性能及施工技术要点

利用砾石土路基封层对公路路基进行处理能显著提升公路综合性能。对某公路建设基本情况进行介绍,分析了封层材料的原材料性质并设计了配合比,对材料基本性能进行试验研究。将材料应用到工程实践中,从水泥稳定土封层施工以及石灰稳定砾石土施工两个层面详细介绍了施工技术要点,有效积累了理论和实践经验,对于提升施工技术水平具有一定的现实意义。

植被恢复时期对含砾石弃土坡面产流产沙的影响

为了探索狗牙根草对含砾石弃土坡面水土保持的效果,采用室内人工模拟降雨试验,设置了固定的坡度雨强与不同的砾石质量分数,以裸坡的弃土坡面为对照组研究了生长前期、生长后期和成熟期的撒播狗牙根草弃土坡面的产流产沙特征。结果表明,初产时间随着植被的生长逐步延迟,生长后期与成熟期的撒播狗牙根草坡面的延迟效果较好;产流产沙过程的波动情况随砾石质量分数的增大而逐渐明显;随着植被的生长,弃土坡面的侵蚀情况逐步受到抑制,生长前期的撒播狗牙根草控制土壤侵蚀的能力较差。综上,撒播狗牙根草的水土保持效果随植被生长逐渐显著,生长前期的撒播狗牙根草水土保持效果不理想,需要在撒播草籽前采取工程措施以保证植被有效生长。

强悍,一“瓜”当先:捷安特REVOLT X砾石公路车横向测评

“REVOLT X拥有独特的车架几何设计和标志性的40 mm避震,使其不仅能在狂野的砾石路面上自如行驶,还能攀登广袤的高山。”作为捷安特REVOLT系列的一员,主打高配置的重型“瓜车”(砾石公路车)REVOLT X强势来袭。它进一步强化了山地探索性能,堪称在主打轻量。

富水卵砾石地层盾构下穿既有市政隧道影响性分析

以杭州市某连接通道预埋工程下穿既有市政隧道工程为背景,利用Midas GTS NX计算软件研究了富水卵砾石地层中,盾构隧道下穿施工对既有明挖市政隧道主体结构的变形影响。计算结果表明,左右线盾构掘进完成后,市政隧道最大水平位移值约为0.2 mm,最大竖向沉降值约为3.95 mm,变形可控。建议加强对市政隧道结构的监测,利用监测结果指导施工,优化施工参数,确保工程顺利实施。

超前大管棚预注浆技术在砂卵砾石地层中的应用研究

本文通过已有超前大管棚预注浆的施工工序成果,结合砂卵砾石地层钻进工艺,进行联合技术研究。为了研究超前大管棚预注浆在砂卵砾石地层中的试验效果及开挖效率,基于跟管钻在砂卵砾石地层的钻进,探索最大的钻进长度。通过以小浪底南岸灌区总干渠砂卵砾石地层为例,验证了超前大管棚预注浆在砂卵砾石地层开挖的有效性,且研究了在特定前提条件下的有效开挖进尺及开挖效率。研究表明,跟管钻在砂卵砾石地层下钻进长度越随着深度增加,成孔效果越低,进而无法保证开挖效率。本研究为砂卵砾石地层隧洞开挖提供了实践指导。

水泥稳定钢渣-砾石混合料的路用性能研究

新疆公路建设飞速发展加速资源消耗,冶金炼钢产生的钢渣排放量增多。文章通过集料的级配设计、混合料掺量确定、抗折、抗压强度及劈裂强度等多项试验,配制钢渣掺量分别为60%、40%和30%的三组骨架密实型混合料,在水泥剂量分别为4%和5%时,通过测定试件强度,认为40%~60%掺量的钢渣和4%~5%剂量的水泥为合理区间。此后,通过干缩试验进一步验证上述结论,确定混合料最优设计为:50%~60%的钢渣、40%~50%的砾石和4%~5%的水泥。此类型骨架密实型混合料铺筑的半刚性基层,其强度、抗裂性等路用性能良好,满足高等级公路半刚性基层建设要求。

高压旋喷防渗墙在多漂卵砾石围堰地基中的应用

围堰在水利工程施工中广泛应用。为水工建筑物能在干地施工提供了坚实的保障,其防渗性能的好坏更是直接关系到基坑安全和下部结构施工质量。围堰防渗多采用帷幕灌浆+心墙(斜墙)、混凝土防渗墙或者高压喷射灌浆等方式。结合厂房围堰防渗施工实践,在含较多漂卵砾石的砂砾石基础中,采用“三管法”进行高压旋喷防渗墙施工,从现场试验、孔位布置、钻孔、喷射灌浆、特殊情况处理等方面优化施工工艺和方法,应用结果表明该方法最终经灌后质量检查,结果满足设计要求。

基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型

针对随机森林(RF)算法预测心墙砾石土压实质量存在决策树数量选取缺乏深入研究和忽视P0.075质量分数对压实质量影响的问题,提出了一种基于果蝇优化(FOA)算法的随机森林算法(FOA-RF算法),并构建了基于FOA-RF算法的心墙砾石土压实质量预测模型(FOA-RF模型)。该模型一方面通过对料源参数和干密度进行相关性分析,新增了P0.075质量分数作为模型的输入参数;另一方面利用FOA算法对随机森林进行优化,解决了RF算法难以取得决策树数量最优解、没有同时考虑决策树数量与随机特征数影响的问题。以西南某在建砾石土心墙堆石坝工程为例,分别应用基于传统RF、BP神经网络、多元线性回归的预测模型和FOA-RF模型进行压实质量预测。结果表明,FOA-RF模型在预测精度上具有优越性,并基于该模型开发压实质量预测模块,将该模块嵌入碾压质量实时监控系统中可实现压实质量的实时预测。

基于响应面法的多砾石砂土滴灌春小麦水肥条件优选

【目的】研究多砾石砂土土质条件下不同水肥处理对滴灌春小麦生长发育的影响,为阿勒泰地区小麦的水肥施用提供指导。【方法】设置30 mm(W_(1))、45 mm(W_(2))、60 mm(W_(3))3个灌水水平及尿素施用0 kg/hm^(2)(N_(0))、300 kg/hm^(2)(N_(1))、600 kg/hm^(2)(N_(2))3个施肥水平,利用方差分析及响应面法进行结果优选。【结果】同一灌水水平下,N_(0)处理相比N_(1)、N_(2)处理春小麦株高及干物质积累量较低,其中N_(0)处理与N_(2)处理株高和干物质积累量差异显著(P<0.05);同一施肥水平下春小麦株高及干物质积累量随着灌水量增加逐渐增加。灌水量对有效穗数有显著影响(P<0.05),对千粒重无显著影响(P>0.05)。施肥量对千粒重和有效穗数无显著影响(P>0.05)。灌水量与施肥量对每穗粒数和产量有极显著影响(P<0.01),水肥交互仅对产量有极显著影响(P<0.01)。【结论】利用响应面法优选后的最佳水肥条件为灌水60 mm,施肥388 kg/hm^(2),该条件下小麦产量为6923.1 kg/hm^(2);W_(3)N_(1)处理(灌水量60 mm,施肥量300 kg/hm^(2))下小麦的干物质积累、产量构成及产量表现较好,最终产量为7040.93 kg/hm^(2),选取W_(3)N_(1)为较好的水肥处理。

砾石土料的湿化变形试验技术难点与解决方法

砾石土心墙料的大尺寸样品湿化变形试验难度极大,这主要是砾石土料的性质决定了其饱和固结排水困难、样品难以达到饱和状态、试验周期太长。从试验技术、测试方法等方面进行攻关,分析试验成果出现偏差的原因并修正,针对砾石土湿化变形离散性大、存在应力饱和问题,进行了艰难地研究探索。通过对湿化试验过程中的体变修正、进水量修正、饱和度实时计算、成果离散性处理等关键细节的严格把控,最终成功地完成了典型砾石土料的湿化变形试验,获得了规律性较好的砾石土心墙料湿化变形成果。试验过程中出现的异于常规的现象,如围压施加过程中三轴压力室的整体向上变形、高应力状态下没有湿化变形量等,通过试验数据分析和理论分析,最终都得到了合理的解释,加深了对砾石土心墙料土工试验技术和砾石土料湿化变形的认识。