呼伦贝尔沙质草原风蚀坑研究(Ⅲ):微地貌和土层的影响

采用剖面测量,沿剖面选取不同微地貌部位测量土层厚度、坚实度、粒度构成,并进行室内统计比较和分析的方法,对呼伦贝尔沙质草原区风蚀坑的发育受微地貌部位和土层控制的情况进行了研究。发现在接近自然状态下风蚀坑主要发育于西南坡和南坡的上部和中部;由于翻耕、机动车道路等人类活动诱发,也形成于平坦的草地,北坡和东坡甚至低地。沙质草原区的土层中部存在一个粗化层,在失去草被和上部的土壤-根系层保护时特别容易遭受风蚀的侵害,形成风沙流破坏钙积层并导致风蚀坑的形成。沙质草原是生态地质环境脆弱区,呼伦贝尔沙质草原区的西坡、南坡的中上部,梁岗丘等微地貌部位是风蚀沙化的危险地带。干旱半干旱气候区沙质草原的土层是稀缺的自然资源,地表土壤-植物根系层是珍贵的生态系统。保护地表土层对于保护草地资源和生态环境,以及沙漠化防治具有极端重要性。

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑研究(Ⅱ):发育过程

沙质草原风蚀坑的发育过程主要有以下几个阶段:风蚀裸地→土层破口→活跃发展风蚀坑→固定风蚀坑→消亡风蚀坑。固定或消亡的风蚀坑可能活化,并重新进入活跃发展阶段。地貌发育则相应地经历典型草原景观→沙漠-草原景观→沙地-草原景观的总体演变过程。风蚀坑的发展有极限控制。但是各类沙丘的固定非常困难,有向大规模典型沙漠景观发展的高度危险。风蚀坑的形成发展和植被的演替将平坦单调缺水的典型草原改造成地形起伏多变,并有星散分布的风蚀坑湿地点缀其间、植被类型丰富多样的乔、灌、草相结合的沙地疏林草原。因地制宜地保护和利用沙质草原,可以保持其生态系统不致恶化并促进其不断优化。

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑研究(Ⅳ):人类活动的影响

对呼伦贝尔沙质草原187个现代风蚀坑野外调查获得的形态指标、发展阶段、诱发原因、现代放牧压力进行了对比分析。发现87%的风蚀坑由人类活动引起。其中翻耕、道路、人类定居活动诱发的风蚀坑分别占35.8%、34.8%和16%。人类定居活动诱发的风蚀坑分布范围最广。翻耕诱发的风蚀坑有97%处于活动状态。翻耕造成的土壤损失对生态地质环境破坏严重且影响深远。放牧既能促使固定风蚀坑活化并助长风沙活动,也能促进风蚀坑加速消亡。合理确定放牧压力很重要。翻耕造成的面状土层破坏诱发大量风蚀裸地和规模巨大的短轴型风蚀坑。道路切割土层诱发受道路延伸方向控制串状分布的长轴型风蚀坑。呼伦贝尔沙质草原正面临新一轮沙漠化的严重威胁。保护沙质草原区植被和地表土层不受破坏是防止风蚀坑发生发展的关键。促进土层以及草原植被的形成与恢复是风蚀坑控制的根本途径。

哈密第十三师农田土壤养分变化分析与肥力评价

【目的】调查哈密第十三师耕层土壤养分状况,分析耕层土壤养分现状,空间的分布特征及其演变趋势,开展地力评价,为高标准农田建设和合理施肥提供理论依据。【方法】对2012~2015年哈密第十三师耕层土壤养分进行采样和分析,并与1984年全国第二次土壤普查及2007年土壤养分历史资料进行对比,运用统计学方法分析第十三师耕层土壤养分现状和演变趋势。运用层次分析法分析计算各评价因素组合权重,用特尔斐法开展地力评价,通过不同土壤养分之间的相关性和变异性分析,明确哈密第十三师土壤养分的分布特征。【结果】哈密第十三师耕层土壤有机质平均值为14.5 g/kg,属四级水平;碱解氮含量平均值为87 mg/kg,属四级水平;有效磷含量平均值为15.39 mg/kg,属于三级水平;速效钾含量平均值为197 mg/kg,属于二级水平;从1984~2015年,耕地土壤有机质和有效磷含量呈下降趋势。土壤碱解氮和有效磷含量是升高趋势。土壤碱解氮和有效磷含量有升高的趋势。【结论】研究区土壤肥力整体状况较好,农田土壤有机质、碱解氮含量普遍中等偏低。速效磷含量中等偏上。速效钾含量较为丰富。

黄土丘陵区林-草景观边界土壤表层大型动物多样性研究

文章通过对黄土高原丘陵区刺槐林-草地复合系统景观边界上3种景观位置的土壤表层大型动物调查、分析,结果表明:复合系统共有大型土壤动物16类,隶属于3门6纲;林缘处是土壤表层大型动物多样性最高的地方,这里土壤动物群落较复杂,类群数较多,分布均匀;草地是土壤表层大型动物多样性最低的地方,这里土壤动物群落较单一,土壤动物类群数偏少,个体数偏多,分布的均匀性较差,优势类群表现突出;林地的土壤表层大型动物多样性介于二者之间。林缘与林地内土壤动物的分布特征相似性较大,林缘与草地内土壤动物的分布特征相似性较小。

瑞利波作用下双层地基中群桩横向动力响应

采用文克勒地基梁模型建立了桩 -土 -桩相互作用的粘弹性模型 ,在现有的成层地基中瑞利波弥散曲线解析解的基础上 ,推导出瑞利波作用下的双桩横向相互作用因子α的计算公式。利用 Poulos的“叠加原理”,在双桩的基础上得出了群桩桩顶横向位移及桩顶剪力计算公式 ,经过一系列的参数分析 ,得出了瑞利波引起的“群桩效应”对于桩顶固接情况可以忽略而对于桩顶自由情况不能忽略的结论。

厚松散层放顶煤开采的村庄民房保护方案

鹤壁煤业(集团)公司三矿在厚松散层条件下用综采放顶煤的方法开采东马驹河村庄煤柱,开采之前对民房采用钢拉杆加固,采后对民房采用扶壁柱法加固墙体以及对墙体裂缝进行修复与补强,使得民房基本都能够达到居住标准,使得鹤壁三矿提高了煤炭资源回收率,带来了较好的经济效益和社会效益。

海底圆形小断面软土隧道施工技术

厦门翔安隧道服务隧道为类圆形隧道,开挖断面46m^2,陆域端存在1 000m的全风化土层-全强风化的岩土互层地层,隧道埋深6～40m,全部位于地下水位以下,受厦门地区强降雨的影响,隧道地下水非常丰富,土层遇水即崩解坍塌,就服务隧道在上述地层如何安全快速组织施工进行了论述,结合工程实例,认为采用台阶法（全断面或预留行车平台）施工最有利于小断面圆形隧道的施工、同时得出了该工法合理的初支参数、施工步长、设备配置等,对以后类似隧道施工提供了一定的参考和借鉴。

土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层物理及力学特性的影响

【目的】紫色土坡耕地是南方丘陵区农业生产重要的耕地资源,其耕层土壤退化主要为物理退化。为了探讨土壤侵蚀对紫色土坡耕地耕层物理特性及力学特性退化的影响,在耕层土壤退化分级的基础上,定量分析了不同侵蚀程度下紫色土坡耕地耕层物理、力学特性及土壤退化指数的变化特征。【方法】采用铲土侵蚀模拟试验方法,以未侵蚀地块为对照组(CK),对比分析了侵蚀5 cm(S-5)、10 cm(S-10)、15 cm(S-15)、20 cm(S-20)条件下紫色土坡耕地耕层土壤渗透性、土壤力学特性及土壤退化指数变化特征,对坡耕地耕层物理、力学特性的退化程度进行了定量分析。【结果】(1)紫色土坡耕地不同侵蚀程度下耕层土壤渗透性为CK>S-5>S-10>S-15>S-20,土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、饱和导水率随着侵蚀程度加剧而降低,S-20土壤渗透性能最差;不同侵蚀程度下紫色土坡耕地均表现为0—20 cm土层的土壤渗透性指标高于20—40 cm土层的。(2)紫色土坡耕地不同侵蚀程度耕层土壤力学性质为CK<S-5<S-10<S-15<S-20,土壤抗剪强度、土壤紧实度随侵蚀程度加剧而增加。不同侵蚀程度下紫色土坡耕地各层土壤力学指标均表现为0—20 cm土层的高于20—40 cm土层的。(3)土壤抗剪强度对第一轴贡献率最大,土壤抗剪强度是影响不同侵蚀程度下紫色土坡耕地土壤物理性质及力学特性变化的主要因素。紫色土坡耕地土壤物理性质及力学特性与第一轴相关性排序表现为稳定入渗率>土壤紧实度>饱和导水率>平均入渗率>初始入渗率>抗剪强度。(4)不同侵蚀程度下紫色土坡耕地土壤退化指数大小为S-5(-8.71%)>S-10(-10.95%)>S-20(-12.17%)>S-15(-15.37%),S-15处理对耕层物理性质影响最大,S-15土壤退化指数最小,土壤退化程度为重度退化。不同侵蚀条件下,紫色土坡耕地土壤退化指数10—20 cm土层的最大,土壤退化对10—20 cm土层影响最小。【结论】紫色土坡耕地土壤退化现象严重,不同侵蚀程度土壤的退化等级分为4级,分别为未退化、轻度退化、中度退化、重度退化。研究结果可为坡耕地耕层质量退化过程辨识及恢复调控提供技术参数。

顶管施工模型试验系统研发与应用

针对顶管施工产生的施工扰动问题和现有模型试验设备的不足,研发对管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率能进行精确控制的室内顶管模型试验系统,并以海口给排水管网改扩建工程为背景,通过管线预埋的方式研究近间距顶管顶进对既有管道和地表竖向变形的影响。研究结果表明:研发的室内模型试验系统可以精确控制管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率,试验系统得到的数据正确可靠;顶管顶进时会对既有管道产生附加应力,但附加应力远小于围岩应力,实际现场中无需考虑附加应力对管片承载的影响;现场顶进施工需对机头的切削速率和顶进速率进行协同调控,且严格控制出土速率,从而实现对地表竖向变形的有效控制。可为今后现场平行顶管施工提供有效指导。

榆神矿区基岩顶面土层缺失机理分析及其防治水意义

为研究榆神矿区局部基岩顶面中新世—中更新世土层缺失的机理及其与矿井涌水灾害的关系,采用地质钻探、野外观测、数理统计的方法分析了基岩顶面标高与残留土层厚度的关系,运用"将今论古"的方法分析了土层成因及剥蚀机理。结果表明:榆神矿区土层剥蚀是降水、风和线状流水地质营力共同作用的结果,线状流水是土层颗粒冲蚀以及土层纵向剥蚀直至缺失的主要因素。榆神矿区基岩顶面标高与残留土层厚度呈正相关线性耦合关系,土层缺失可以作为古河流发育的直接标志,据此恢复了与基岩顶面连通的古河流形态、分布范围及古分水岭。基岩顶面古河床充填的含水层是煤矿涌水的主要充水来源,将对煤矿安全生产构成威胁。

青海省耕层土壤养分含量相关性分析研究

[目的]研究青海省贵德县耕层土壤的养分状况。[方法]以青海省贵德县耕层土壤(0~20㎝)为研究对象,采用土壤农化常规方法,测定了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾等养分,分析了养分之间的相关性,耕层土壤养分相互关系的变化及变化的原因。[结果]土壤有机质与全氮呈极显著正相关;土壤有机质与碱解氮呈极显著相关;全氮与碱解氮呈极显著相关;贵德县常牧镇、尕让乡的N/P_2O_5≥4的样本数分别为71、53,占总样本数的57.26%、54.08%;河西镇、拉瓦西镇的N/P_2O_5≥4的样本数相对较多,分别占总样本数的37.58%、48.00%,在这些乡镇应注意磷肥的施用,使氮磷平衡,发挥氮磷肥的协调作用。[结论]该研究可为贵德县农业可持续发展提供参考。

福建沿海地区表层土壤矿物分布特征及地质和环境意义

对福建沿海地区表层土壤矿物组分、含量、组合以及分布特征进行了分析研究。结果表明,不同地质背景形成的土壤其重矿物组成具有复杂性、一致性和差异性;不同的土壤类型其矿物组合可以较好地反映土壤与成土母岩的内在成因关系;不同沉积环境下形成的土壤矿物组成受外力影响具有一定的分选性;平原区土壤中汞、砷等元素的区域性高异常则与土壤中辰砂、雄黄矿物存在有关。

霍拉盆盆地多年冻土环境中地下水类型及赋存规律

对大兴安岭多年冻土区的山间断陷盆地内赋存的冻结层上水及层下水分布、埋藏条件、富水性、水质、补给、径流和排泄条 件进行了研究，为多年冻土区寻找饮用水源，提供参考。

长江南京大年段大堤堤顶纵向裂缝成因及防治

2016年汛期长江大堤堤顶产生纵向裂缝,对此必须查明江堤堤顶产生裂缝的原因,为汛后堤防修复提供技术保障,确保大堤安全。结合现场实际情况和测量数据,从设计、施工及堤防实际运行情况等方面详细分析,查找原因。根据分析结果,堤基软弱土层及水塘河道等薄弱处承受不住上部新填土的竖向力及下切力,造成新老堤防之间的不均匀沉降是导致堤顶产生裂缝的最主要原因。汛后应着重针对堤脚软弱土层进行加固处理。

复杂周边环境下超厚软流塑土层地下车站工法比选

依托南京市轨道交通某地下车站,对周边敏感环境和不良地质条件下地铁车站工法选型展开研究,从安全性、可实施性两方面对明挖顺作法和盖挖逆作法进行比选,对敏感环境下的开挖效应展开数值模拟。计算结果表明,盖挖逆作法既是控制变形首选工法,又能保证施工进度和预期经济技术效益。

中国根层与表层土壤水分关系分析

根层与表层土壤水分的关系,是由较易获取的表层土壤水分信息去探讨较难获取的深层土壤水分信息的重要桥梁。已有的根层与表层土壤水分关系(简称根表关系)大都基于一种作物或一种生态系统。该文根据我国生态系统研究网络,包括森林、草地、农田、荒漠和沼泽生态系统的31个站点109个观测场2006年全年3437对根层和表层土壤水分数据,研究了根表关系以及生态系统、土壤质地、湿润度、植被、土壤厚度和土壤水分量级对根表关系的影响。研究发现,表层和根层土壤水分存在着线性关系。森林和沼泽的根层与表层土壤水分相关程度较高,无论是率定段还是校核段,其决定系数(R2)均大于0.79。农田和草地生态系统的率定段相关性较好,R2均大于0.80,校核段相关性稍弱,R2分别为0.70和0.50。荒漠生态系统的相关关系最弱,率定段的R2为0.62,校核段的R2为0.49。土壤质地和生态系统因素对根表关系的影响较为一致。半湿润带、半干旱带和干旱带的根表关系空间分异性最强;十分湿润带的根表关系与壤土和森林生态系统的根表关系相对应。湿润带内部的根表关系较为一致。将植被对根表关系的影响分为4类,前两类为根表关系微弱的植被,由植被本身或者植被以外的地域因素导致,不适合用根表关系去由表层推算根层土壤水分;后两类为根表关系良好植被,区别为服从和不服从关系总线,可分别用各自的根表关系或者关系总线从表层土壤水分获取根层土壤水分。表层土壤水分与0–20、0–30、……、0–100cm土层的土壤水分均分别具有较好的相关关系,但二者的相关性随土层厚度的增加而降低。不过,即使是土层厚度抵及100cm,R2仍能维持在0.79。通过将土壤水分分别除以所有观测数据的最大值("标甲"法)和各个生态系统数据的最大值("标乙"法),发现根表关系不受土壤水分量级本身的影响。

浅埋厚土综放开采矿压规律实验研究

根据陕北麻黄梁矿3#煤层首个综放工作面煤层赋存特征及上覆岩层力学参数,对薄基岩厚土层覆盖条件下的综放开采进行了相似材料模拟实验研究。研究认为,麻黄梁矿3#煤层综放开采覆岩并未出现全厚度切落,厚土层在工作面初次来压后逐步呈现整体下沉;在对实验支架初撑力和最大工作阻力进行分析的基础上,确定出麻黄梁矿综放开采支架的合理工作参数。

基于Timoshenko-Pasternak模型的多向受荷桩水平动力响应分析

为弥补传统动力Winkler地基梁模型在单桩水平动力响应分析中的不足,基于Timoshenko梁理论和Pasternak地基理论,建立同时考虑土体剪切效应和桩身剪切变形的Timoshenko-Pasternak模型。首先,从土体三维波动方程出发,借助微分变换解耦土体方程,利用分离变量法结合桩土边界连续性条件求解桩周土水平阻抗;在此基础上,利用Timoshenko-Pasternak模型推导单桩水平振动控制方程,运用传递矩阵法结合桩底边界条件得到桩顶动力复阻抗频域解析解。通过与已有模型解进行对比,验证该模型的正确性与合理性;最后,对桩身特征、桩周土体性质的参数进行分析。研究结果表明:(1)竖向荷载会对桩顶阻抗产生抑制作用,桩顶水平、摇摆动刚度均随竖向荷载增加而逐渐减小;(2)当单桩达到长径比临界值(L/d=10~15)后,桩底边界条件和桩长对桩顶阻抗几乎没有影响;(3)桩顶阻抗随桩土弹性模量比的减小而增大,且变化趋势愈发明显;同时,表层土的弹性模量对桩顶阻抗的影响要远大于下层土对其的影响。