The Effect of Mineral Composition and Quantity of Fines on the Atterberg Limits and Compaction Characteristics of Soils

Because of the various elements that come into play in natural soil formation, the impact of varied proportions of mineral composition and fines amount on Atterberg limits and compaction characteristics of soils is not well known. Three distinct soil samples were used in this investigation. The findings indicated the effect of varied mineral composition proportions and fines amount on the liquid limit, plastic limit, and plasticity index as assessed by the Casagrande test and hand-rolling method. The fluctuation of maximum dry density and optimal moisture content with these three soils has also been studied. Furthermore, correlations were established to indicate the compaction parameters and the amount of minerals and particles in the soil. The data show that the mineral content of the soil has a direct impact on the Atterberg limits and compaction characteristics. Soils containing larger percentages of expansive minerals, such as montmorillonite, have more flexibility and volume change capability. Mineral composition influences compaction parameters such as maximum dry density, ideal water content, axial strain, and axial stress. Soils with a larger proportion of fines, such as Soil 2 and Soil 3, have stronger flexibility and lower compaction qualities, with higher ideal water content and lower maximum dry density. Soil 1 has moderate flexibility and intermediate compaction qualities due to its low fines percentage. The effect of different mineral compositions and fines on the Atterberg limits and compaction characteristics of soils can be used to predict the behavior of compacted soils encountered in engineering practices, reducing the time and effort required to assess soil suitability for engineering use.

真空作用下高含水率疏浚泥颗粒迁移规律试验研究

研制了高含水率疏浚泥真空固结模型装置,针对两种具有不同液限的疏浚泥,开展不同初始状态下的真空固结试验,探究真空作用下疏浚泥初始状态对细颗粒迁移性状的影响规律。研究结果表明,引入初始含水率与液限比值作为无量纲化的初始状态指标,能够作为确定细颗粒迁移与否的一个临界阈值。当初始含水率与液限比值不大于临界阈值,真空作用下高含水率疏浚泥没有发生颗粒迁移;当初始含水率与液限比值大于临界阈值,真空作用下高含水率疏浚泥发生颗粒迁移,黏粒向排水面附近聚集。一旦发生颗粒迁移,黏粒向排水面附近富集的程度随着初始含水率与液限比值的增大而愈发显著。

不同设备水汽含量检测比对分析

介绍了2023年国内9家检测机构对空封陶瓷封装内部水汽含量检测的比对情况。水汽含量检测是反馈电子元器件封装工艺的重要手段,依据GJB548C—2021《微电子器件试验方法和程序》中的方法,通过质谱原理得到以10^(-6)为单位的水汽含量值。近些年,国内检测机构所使用的水汽含量检测设备处于新旧型号的更新迭代中,通过此次的比对数据来识别不同设备对封装内部水汽含量接近检测极限值时的检测差异程度,了解设备的性能状态,以提高机构间检测数据的互认度。制定了检测比对的详细方案,比对结果具有指导性。

黄河口有机质疏浚土压缩特性及改良利用研究

疏浚土是一种性质复杂和分布不均的材料,为研究含有机质疏浚土的压缩特性及相应的改良方案,通过试验确定了0%~11%有机质含量下天然疏浚土的工程指标,采用扫描电镜(SEM)和X射线荧光光谱分析(XRF)对疏浚土的微观结构及矿物成分进行了分析,并通过一维固结试验,分析了添加石灰、粉煤灰、火山灰等改良材料的疏浚土的压缩特性,探讨了有机质含量对改良效果的影响。研究表明:随着有机质含量的增大,天然疏浚土的界限含水率增大,密度减小,碱性由中碱性变为微碱性,天然疏浚土的压缩指数范围在0.10~0.32之间,压缩性和膨胀性越来越高;添加石灰和粉煤灰都可以有效提高疏浚土的抗压缩性,其中粉煤灰对各有机质含量的疏浚土均有明显改良效果,当其含量在15%以上时,可以大大降低疏浚土压缩性;火山灰添加后体积压缩系数、压缩指数反而增大,说明其对抗压缩产生了不利的影响。研究结果可为水运工程中疏浚土的建材化利用提供参考。

苏北高液限土的工程特性试验研究

通过原位测试和室内试验等手段,对苏北高液限土的工程特性进行了研究。研究结果表明:高液限土的液限对分类定名、状态等物理性质有显著影响,含水量相同时,液限越高,土的状态越硬,高液限土的强度及承载力远高于同含水量的淤泥质土,高液限土的压缩系数大,压缩模量小,固结系数随液限的增大而减小。苏北地区高液限土具有高含水率、高压缩性、固结系数低、强度相对高的特点,必然会表现出不同于一般粘性土的工程性质,研究结论可为高液限土地基处理等岩土设计和研究提供参考。

桂东南花岗岩崩岗土壤界限含水率空间变异及影响因素

界限含水率是土壤水理性质的重要参数,可表征土体状态随含水量变化而变化的能力,与崩岗土体稳定性密切相关,对预测降雨和崩岗侵蚀关系具有重要意义。本研究选取桂东南区活动型、半稳定型和稳定型3种花岗岩崩岗为研究对象,分析各崩岗土壤界限含水率空间变异规律并利用通径分析揭示其影响因素。结果表明:崩岗各部位土壤界限含水率在空间上存在差异,活动型和半稳定型崩岗土壤液塑限在崩壁上部有最大值(液限分别为54.45%和57.08%,塑限分别为32.84%和34.04%),洪积锥顶部有最小值(液限分别为35.39%和30.72%,塑限分别为21.92%和20.23%);稳定型崩岗崩壁下部土壤液塑限最小(液限为33.78%,塑限为22.47%);随着崩岗发育逐渐稳定,各部位土壤界限含水率总体呈增加趋势。黏粒、有机质、总孔隙度和毛管孔隙度与土壤液塑限及塑性指数呈极显著正相关关系,其中,总孔隙度对土壤液塑限的影响最显著。总孔隙度、黏粒、有机质、毛管孔隙度对界限含水率变化起主导作用,总孔隙度、黏粒和毛管孔隙度分别是土壤液塑限、塑性指数和液性指数的主要影响因子。此研究结果可进一步明确崩岗侵蚀危害并确定高侵蚀风险部位,为崩岗危害预防与治理提供相关理论支撑。

毂辐式多点油品采样器的研制与应用

在原油管输交接计量过程中,如何持续监测原油含水率,并确保测量数据的准确性是一项技术难题.根据原油取样代表性要求和管道截面含水率不均匀的情况,研发了毂辐式多点油品采样器,介绍了该采样器的结构和工作原理,通过实际应用表明,该采样器可均匀获取输油管道截面各位置的原油试样,所收集数据能够客观反映流体分布状态,值得推广应用.

贵州30个竹种枝叶化学计量和生物量分配特征

竹子具有较强的表型可塑性,母竹与其繁育出的新竹具有不同的生长策略。研究春、夏季新竹和母竹枝叶生态化学计量特征和生物量分配模式,对竹种栽培具有一定的指导意义。分别于春季(4月)和夏季(8月)对百里杜鹃竹博园内30个竹种新竹和母竹的近2年生枝叶C、N、P、K含量及化学计量比、枝叶生物量和含水率进行研究。结果表明:在春季,相较于母竹,新竹叶片中N、K和N∶P含量显著增加,C∶N降低;新竹枝N、P、K含量显著增加,C、C∶N显著下降。夏季时期,相较于母竹,新竹叶片C∶P、N∶P显著增加,P含量显著下降;新竹枝C∶N、C∶P增加,N、P含量降低。母竹叶片中C与P呈负相关,C与C∶P和N∶P呈显著正相关,而新竹叶片C与其他元素无相关性;新竹枝、叶和母竹枝的N与P、K,P与K,C∶N与C∶P、N∶P,C∶P与N∶P呈不同程度正相关,N、P、K均与C∶N、C∶P和N∶P呈不同程度负相关。夏季新竹和母竹的枝、叶生物量均高于春季,夏季新竹枝叶生物量比率、枝叶含水率和母竹枝含水率显著高于春季,夏季母竹叶含水率显著小于春季含水率;在春季时,相较于母竹,新竹枝生物量、枝和叶含水率显著增加,叶生物量降低;而在夏季,叶生物量、枝叶生物量比显著降低。春季新竹生长期N、P、K主要用于枝叶生长而非固C,3种元素间存在协同关系,所以春季需满足新竹生长所需氮肥、磷肥和钾肥;夏季新竹会降低对N、P的吸收来提高C积累,夏季应减少N、P施加。新、母竹有不同的生物量分配策略:相较于母竹,新竹分配更多生物量给枝,更少的生物量到叶片,新竹枝叶含水率显著高于母竹。

基于含水率下限处理指标的小区试验灌溉水量计算方法

针对以不同含水率下限为控制指标的小区灌溉试验,提出了临界灌溉水量概念作为是否需要灌溉的判断依据,从而计算灌溉水量。为了便于计算试验不同时期灌溉水量,应用Matlab语言进行图形用户界面(GUI)设计。采用温室架豆需水规律试验测试结荚期土壤含水率数据,水量临界判别法与平均方法计算结果对比表明,两种方法的灌溉判别与灌溉水量计算结果差别较大,主要由土壤容重与田间持水率差异引起。该方法理论可行,采用Matlab编程GUI设计计算快捷方便,具有较大优越性。

CB油田开发中后期水淹层评价研究

水淹层是油田注水开发过程中油层发生不同程度水淹,从而引起储集层物性、电性等变化而形成的。CB油田C3断块位于苏北盆地吴堡低凸起中段,经过多年开发,动静矛盾日益显著。根据油田开发初期的研究成果确定的C3断块阜一段原始油层电阻率下限为:R_(t)≥5Ω·m;泰一段为:R_(t)≥8Ω·m。但在开发后期实际生产中,射孔层电阻率远远高于原始油层的电阻率下限,且含水率偏高,说明最初的油层电阻率下限值已不再适用于油田后期射孔层位的优选。针对C3断块存在的动静矛盾问题,利用C3断块100余口常规井的动、静态资料,通过对生产、测井等资料的分析研究,重新确定了C3断块阜一段、泰一段油层电阻率下限,用于指导开发后期试油层位和射孔厚度的优选,为老区稳产夯实储量基础。

掺砂改良高液限土路基施工质量控制试验研究

为提升高液限土路基的稳定性,保证施工质量,通过对掺砂改良的高液限土进行CBR试验和击实试验,实现对掺砂改良高液限土路基施工的质量控制。研究结果显示,在高液限黏土内分别添加含量为12%、14%、16%和18%的中粗砂并用其铺设土路基后,可有效提升土路基CBR数值;中粗砂的添加含量为18%的改良高液限黏土的CBR数值最大、干密度数值最高、稳定性最好,同时其最佳含水率数值最低。

超氯盐渍土的工程特性指标研究

以探讨超氯盐渍土的含盐量与工程特性指标间关系为目的 ,采用室内土工试验与数学分析相结合的方法 ,深入研究了含盐量对塑性指标、抗剪强度的影响以及盐渍土渗透系数与干重度、含水量之间的关系。研究发现 :超氯盐渍土洗盐前后可塑性变化幅度较大 ;抗剪强度随含盐量增加而增大 ;在干重度、含水量与渗透系数三者相互关系中存在界限含水量和界限干重度。所得结论对深入研究盐渍土的工程特性。

高含水率疏浚泥堆场颗粒分选规律现场试验研究

为了探讨疏浚泥堆场中的颗粒分选规律,依托江苏省南水北调东线金湖金宝航道N1堆场吹填工程开展现场试验,测定吹填完成后堆场内不同位置疏浚泥的粒径分布、含水率、界限含水率等.试验结果表明:颗粒粒径沿水平方向逐渐变细,颗粒发生显著分选,而垂直方向上的分选程度明显小于水平方向.根据颗粒的分布规律,沿远离吹填口方向,疏浚泥可分为3个区:粗颗粒区、粒径变化区和细颗粒区.受颗粒分布规律的影响,疏浚泥的黏粒含量、含水率及液塑限在粗颗粒区均较小,在细颗粒区均较大,在粒径变化区随距吹填口距离的增加而增加.试验结果还显示,分选后疏浚泥在塑性图中沿A线分布,并位于A线同侧,活动度也基本相等.

季节冻土区公路路基细粒土冻胀敏感性研究

通过4种不同塑性细粒土料的室内闭式冻胀模拟试验,阐述了土的含水量、塑性、饱和度和密实度等因素对冻胀性的影响.在分别建立粘性土和粉土的η^(W-Wp)关系的基础上,综合分析并给出了细粒土的η^(W-Wp)关系.提供了典型土料的η^(W-WP)~Kd^Sr关系图,提出了细粒土的η^(W-WP)~Kd/Sr多元线性回归方程式.通过因子贡献率大小分析,指出超塑含水量(W-Wp)大小是影响细粒土冻胀敏感性的主导因素.

季冻区公路路基土有害毛细水上升高度综合试验研究

通过在室内对不同土质的10种土料进行竖管法毛细水上升高度试验,获得了含水量与毛细水上升高度的规律.同时,对各种土料还进行了系列闭式冻胀试验,获得了冻胀率与含水量或者超塑含水量的关系.按一定标准确定出不冻胀界限含水量,利用不冻胀界限含水量,在含水量与毛细水上升高度的关系曲线中即可确定土料的冻害有效高度.最后,将通过试验确定的冻害有效高度与有关规范进行了对比.

季冻区公路路基细粒土冻胀性分类研究

对4种不同塑性细粒土扰动样进行了室内闭式冻胀模拟试验,简述了土的含水量和塑性对冻胀性的影响,即各种细粒土的冻胀性都随着含水量增大而增强;在含水量相同时,土的冻胀性随着塑性增强和颗粒变细而减弱。应用数理统计方法分别得出了各种黏性土和粉土的冻胀率关于超塑含水量的经验公式,并经综合分析建立了细粒土的冻胀率关于超塑含水量的经验公式。在此基础上,对黏性土、粉土及细粒土进行冻胀性分类研究,并将研究结果与现行规范进行比较,给出合理建议。此外,还取原状样进行了室内冻胀试验并对原状样和扰动样冻胀性试验结果的相容性进行了分析,指出用扰动样模拟试验结果对细粒土进行冻胀性分类研究,是可靠和可行的。

土壤界限含水率标准物质研制

界限含水率是细粒土定名分类、评价土的工程性质的重要依据,也是黏土矿勘查和工业利用的重要评价指标。不准确的界限含水率测试结果将可能导致严重的工程安全事故,造成人身和经济财产损失。标准物质是保障分析数据准确、可比和有效的重要手段,但当前国内外尚无土壤界限含水率标准物质,可见研制土壤界限含水率标准物质具有重要的现实意义。基于以上原因,本文严格按照《一级标准物质技术规范》(JJF 1006—1994)和《标准物质定值的通用原则及统计学原理》(JJF 1343—2012)等规范和标准,研制了5个土壤界限含水率标准物质(GBW07969、GBW07970、GBW07971、GBW07972、GBW07973)。候选物样品分别采自安徽淮北、山西大同及江苏南京等地,经人工粗碎、烘干、灭菌等加工处理后,采用大型球磨机将候选物样品细碎至粒径小于0.25mm。混匀、分装后每个候选物随机抽取25瓶进行均匀性检验,F实测值均小于临界值F 0.05(24,25)=1.96,相对标准偏差(RSD)介于1.16%~2.67%之间,表明均匀性良好。12个月的考察期内进行的5次长期稳定性检验和考虑两种极端环境温度(60℃、-20℃)的短期稳定性检验,均未发现统计学意义的明显变化,候选物样品稳定性良好。经9家实验室采用2种经典土壤界限含水率测试方法联合定值,10mm液限、塑限和塑性指数3个定值指标的标准值分别介于26.3%~39.9%、16.3%~22.2%、10.0%~17.7%之间,梯度系列显著,涵盖了粉质黏土和黏土两种黏性土类别。该系列标准物质可用于仪器设备校准、质量监控、能力验证等技术质量活动,为水工环地质勘查、岩土工程勘察、黏土矿勘查等工作对土壤界限含水率测试数据准确性的要求提供了保障。

高液限土边坡稳定性影响因素的敏感性研究

为了研究高液限土边坡稳定性各影响因素的敏感性,以分布在广梧高速公路沿线边坡中的高液限土为试样,通过常规直接剪切试验测定了不同含水状态下高液限土的抗剪强度参数,并以此为基础,基于强度折减法计算研究了高液限土边坡的含水率、剪胀角、坡高等7个因素对边坡稳定性安全系数的影响。计算结果表明:高液限土边坡稳定性各影响因素的敏感性,从大到小依次是高液限土边坡的含水率、坡度、坡高,而高液限土边坡的弹性模量、泊松比、剪胀角以及抗拉强度对边坡稳定性的影响不显著;当高液限土边坡的含水率增加到某值时,边坡稳定性安全系数会突然减小,容易引发滑坡;高液限土边坡坡度、坡高与边坡稳定性安全系数的关系曲线,分别呈下降的直线型及微向上凹的抛物线下降型。研究成果为高液限土边坡的设计、施工以及处治提供了理论依据,具有一定的实际意义。

刺槐、毛白杨苗木水分状况及其对造林成活效果的影响

本文研究了刺槐、毛白杨两树种春季造林季节里苗木个体不同部位的水分变化规律,苗木水分状况与造林成活效果的数量关系.测定了苗木的极限含水量和极限水势,提出了造林成活系数 SCA 这一综合评价造林成活数量和质量的指标。

日光温室冬春茬黄瓜滴灌的肥水优化管理

【目的】明确滴灌黄瓜不同生育阶段适宜的土壤含水量指标和土壤氮素供应值,优化关键生育时期肥水施用,为保障设施黄瓜绿色生产与高产提供科学依据。【方法】供试作物为日光温室冬春茬黄瓜。在相同基肥用量下,滴灌追肥设计低量(W1)、中量(W2)、高量(W3)3个灌水量和低量(F1)、中量(F2)、高量(F3)3个施肥量,共9个肥水组合处理。分生育阶段分析产量、品质、养分吸收量与肥水用量、主根区(0—40 cm)土壤含水量及养分供应水平的响应关系。【结果】(1)与W1处理相比,W2、W3处理商品瓜总产量显著增加,增幅11.1%—12.8%,其中W3处理第1、2次肥水管理期间商品瓜产量显著降低,降幅10.4%—17.7%,W2、W3处理第6—8、10—12和14—16次肥水管理期间商品瓜产量分别增加10.8%—26.2%、21.2%—40.3%和33.5%—46.4%;W2、W3处理氮、磷、钾总吸收量显著增加,增幅分别为17.9%—20.2%、28.3%—36.3%、25.9%—33.7%,其中进入产瓜盛期后,阶段养分吸收量增加显著;W2、W3处理产瓜期间主根区平均体积含水量增加4.2—6.4个百分点,保持在相对含水量79%—87%;果实含水量增加0.2—0.3个百分点,但果实可溶性固形物、硝酸盐、可溶性糖、Vc含量分别下降7.4%—10.1%、0.9%—5.4%、5.9%—6.2%、5.5%—12.8%;产瓜期间主根区硝态氮含量降低9.1%—68.0%;灌水利用效率下降31.1%—49.3%。(2)与F1处理相比,F2、F3处理商品瓜总产量增加4.0%—7.9%;氮、磷、钾总吸收量显著增加,增幅分别为9.7%—13.1%、7.9%—11.8%、12.6%—17.3%;F2、F3处理产瓜期间主根区硝态氮含量增加38.0%—162.0%,分别保持在24.6—47.9、27.3—72.2 mg·kg^-1;但果实硝酸盐含量增加5.5%—14.6%,肥料利用效率下降32.1%—47.8%。(3)从全生育期角度综合肥水效应,W2F2处理能保持较高产量、肥水利用效率和较优品质,同时降低土壤氮素残留,为冬春茬黄瓜兼顾绿色生产与高产的滴灌肥水用量。【结论】高产(170—180 t·hm^-2)温室滴灌冬春茬黄瓜3月下旬至4月下旬(产瓜初期)、4月下旬至5月中旬(产瓜盛期前期)、5月中旬至6月中旬(产瓜盛期)、6月中旬至7月上旬(产瓜末期)主根区土壤适宜相对含水量分别为63%、78%、82%、85%,下限控制在61%、73%、78%、81%;在3月下旬至4月上旬,主根区相对含水量上限控制在67%—71%。产瓜期间主根区适宜硝态氮含量维持在25—40 mg·kg^-1。