Application of 3-D Parallel Electrical Technology Detecting the Water-Rich Areas

Coal working face is damaged more and more seriously by water below the coal face floor. Therefore, floor water detection is a must in the process of extraction. This article aims to introducing application and principle of the two-gateways parallel 3-D electrical technology and the arrangement of the observation system. The authors use this method to detect the water under the floor of a mine in north of Anhui. The results show that the two-gateways parallel 3-D electrical technology can accurately locate the water-rich areas, providing the basis for drilling drainage and grouting construction.

隧道施工引发粉土地面沉降模拟与分析

为研究黄泛区粉土地层内开挖双线地铁隧道对地上及其周边地面沉降的影响,以某双线地铁隧道开挖工程为例,考虑地下水、隧道间距对地面沉降的影响,采用流固耦合数值方法和理论分析方法对隧道施工引起的地面沉降规律进行分析。将数值模拟数据与Peck公式进行反演计算,并考虑隧道间隔和埋深的影响提出修正Peck公式,再结合叠加原理建立适用于双线隧道开挖引起地面沉降的修正叠加公式。结果表明:隧道开挖扰动地层将引起超静孔隙水压力现象;数值模拟与理论计算得到隧道间隔为4 m时,地面沉降曲线呈现“V”型,隧道间隔为8 m、12 m时,则沉降曲线呈现“U”形;粉土内开挖双线地铁隧道,地面容易受到扰动且沉降量大,随着隧道间距的增加,隧道上方土体沉降量逐渐减小;基于修正Peck公式计算结果与数值模拟结果基本一致,相对误差在3%左右,表明该公式具有很好的实用性。研究可为粉土地区隧道及地下工程建设提供理论依据和技术支撑。

有机肥替代氮肥对银北灌区盐化灌淤土理化性质及玉米生长的影响

次生盐渍化已成为宁夏银北灌区灌淤土壤退化的主要形式,制约着宁夏农业持续高质量发展。为了给宁夏地区盐化灌淤土的施肥管理及提高作物产量提供科学依据,以银北灌区典型盐化灌淤土为研究对象、玉米品种先玉335为指示品种,研究了不同施肥水平对盐化灌淤土土壤理化性质及玉米生长的影响。结果表明,各施肥处理均能有效地增加盐化灌淤土的速效养分含量,进而优化玉米产量构成要素,提高玉米产量。各施肥处理除常规施肥处理(施N 375.0 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2))的玉米总根长、根表面积最高外,有机肥替代常规施肥量50%氮肥(施N 187.5 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2)、有机肥7.3 t/hm^(2))处理的土壤理化性质及玉米生长指标最高。与对照不施肥相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了34.5%、25.9%、120.5%、23.7%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了40.5%、15.2%、80.5%、104.8%,秃尖长降低了78.0%;与常规施肥处理相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了36.5%、21.4%、13.7%、8.6%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了0.6%、1.9%、5.3%、3.1%,秃尖长降低了57.7%。综合分析,不同施肥水平均可改善盐化灌淤土理化性质进而提升玉米产量,且以有机肥替代部分氮肥施用的处理效果较好,其中以有机肥替代常规施肥量50%氮肥的施肥水平效果最好。

辫状河储集层隔夹层成因及其对剩余油的影响——以大港油田刘官庄地区馆陶组三段Ⅱ砂组为例

为明确辫状河储集层隔夹层对剩余油分布的控制作用,以大港油田刘官庄地区馆陶组三段Ⅱ砂组为例,利用岩心、测井、录井、开发生产等资料,建立了研究区目的层段隔夹层定量识别标准,确定了隔夹层层次结构、成因及对剩余油分布的影响。研究区隔夹层可划分为砂组间隔层、单砂体间夹层和单砂体内夹层,分别发育在7级、8级和9级砂体构型界面附近。砂组间隔层与泛滥平原泥岩和粉砂质泥岩有关,厚度多为几十厘米至数米,对油气的垂向分隔作用强,开发过程中边水沿着地层优先推进,导致边部水淹严重,剩余油多分布在远离注水井的复合心滩坝及辫状河道的上部。单砂体间夹层与废弃河道和冲沟中的细粒沉积有关,厚度一般为0~2 m,局部阻碍流体垂向运移,侧向上控制着不同砂体间的剩余油分布,主要形成废弃河道控制型和冲沟控制型2种剩余油分布模式。单砂体内夹层主要与侧积泥岩、落淤层和河道间泥质沉积有关,层内夹层厚度可达几十厘米,可形成侧积泥岩控制型、落淤层控制型及河道间泥岩控制型3种剩余油分布模式。

建库对库尾产卵场水动力适宜范围影响研究

水库修建后库区水面的抬升导致流速、水深及泥沙运动变化,也可能会影响原河段内鱼类及其他生物的生存环境。为论证建库对库尾产卵场区冲淤及适宜水动力条件影响,以LC流域某电站为例,建立一维及平面二维嵌套水沙数学模型,在推荐正常蓄水位和汛期运行控制水位的方案下,计算分析库尾鱼类产卵场区逐年淤积形态与部位、水库回水及水动力条件的变化。结果表明:推荐方案下产卵场区域河段冲淤分布和天然情况下基本相同,产卵场区含沙量没有突变区域,建库对该区淤积影响不大;建库后4-7月各月产卵场区“流速满足1.0~2.0 m/s、水深满足0.5~1.0 m”的面积升高,变化率在8.74%~386.43%。推荐正常蓄水位和汛期运行控制水位的方案下,建库对库尾产卵场区生境及适宜水动力条件影响不大,仍可满足鱼类需求;研究成果可为类似工程规划设计提供技术参考。

济南城区段黄河淤背区土地利用规划探讨

淤背区是黄河防洪工程重要的组成部分。本文系统介绍了济南城区段黄河淤背区开发利用现状,深入分析了淤背区开发中存在的主要问题,提出了以黄河生态景观线建设为主导,合理开发利用淤背区土地资源,因地制宜大力推进种植业,搞活防汛抢险物资仓储业,积极发展黄河水生态旅游业等土地利用规划建议,为科学开发利用淤背区土地提供借鉴。

粉土地区基坑开挖空间作用对运营隧道变形的影响研究

针对基坑开挖导致正在运营的地铁隧道产生隆起变形从而影响运营安全稳定的问题,文章基于郑州东广场项目,针对基坑开挖阶段的隧道检测数据,建立了基坑开挖数值模型,分析了基坑开挖长度、深度、宽度对运营隧道变形的影响。实测结果表明,隧道上方的基坑开挖引起隧道的变形主要为竖向变形,在基坑开挖的长度和宽度不变的情况下,随着基坑开挖深度的增加,基坑的回弹量和下方隧道的变形量也随之增加,研究成果对粉土地区基坑工程有指导意义。

淤泥软土区障碍桩拔除对周边环境的影响分析

文章探讨了在淤泥软土区进行障碍桩拔除时对周边环境的影响。在此类地区,拔桩作业可能对附近的结构和土体产生显著的影响。为确保施工安全和效率,提出了一系列预防措施和建议,特别是针对管线的保护和监测。在软土区进行拔桩时,应特别关注管线的报警阈值,增强电力管廊的基础加固,并对临近在建的深基坑降水情况进行持续监控。为确保监测数据的准确性和真实性,建议直接在监测点进行监测。本研究的结论对于软土区的工程施工具有重要的参考价值,有助于提高施工安全性和效率。

矿渣-钢渣-脱硫石膏-水泥稳定粉土的强度及固化机理

采用矿渣、钢渣、脱硫石膏和普通硅酸盐水泥联合制备固化剂,对黄河冲积粉土进行改良固化,在提高工业废渣资源化利用的同时,以期解决黄河冲积粉土强度低、水稳性差等路基工程应用难题。首先,基于无侧限抗压强度试验、水稳性试验和干湿循环强度试验探究固化剂掺量和养护龄期对固化粉土强度的影响规律,确定固化剂的最优掺量;其次,针对最优固化剂掺量的固化粉土,开展不同龄期固化粉土的渗透性试验,同时结合核磁共振测试、矿物成分分析以及电镜扫描,揭示固化粉土的矿物成分及微观结构的演化规律。研究结果表明:矿渣-钢渣-脱硫石膏-水泥固化粉土的最优掺量为干燥粉土质量的10%;固化粉土的水化产物主要为水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和钙矾石晶体(AFt);水化产物的粒间胶结和填充作用使土颗粒间形成致密结构,增强了固化粉土的力学强度、水稳性和抗渗性能。

黄河冲积粉土地区深基坑变形三维有限元分析

依托黄河流域冲积粉土地区深基坑工程,采用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立了深基坑三维有限元模型,土体采用硬化土本构模型,分析了基坑开挖对围护结构及周边环境变形的影响,研究了围护桩嵌固深度及地下水位对基坑围护结构变形的影响。结果表明:采用硬化土本构模型能较好地预测黄河流域冲积粉土围护结构的变形和周边沉降;随围护桩嵌固深度增大,基坑围护结构水平位移减小,但减小的幅度也越来越小;考虑降水的基坑围护结构水平位移远小于不考虑降水情况,应做好降水措施,防止围护结构变形过大。

黄泛区粉土工程特性及其改性固化研究进展

黄泛区粉土主要分布于山东、安徽、河南和江苏等地区,是由黄河泛滥、改道沉积而形成。在黄泛区的公路工程中,该种类型粉土常被用作路基填筑材料。本文聚焦黄泛区粉土的路用工程特性,对粉土的矿物组成、粒径分布、界限含水率、静动力学特性及冻融特性进行总结。在此基础上,探究了粉土改性固化的方法,对无机类固化剂、有机类固化剂以及生物酶固化剂改性固化粉土的作用机理、力学强度和耐久性等方面进行综合分析。从粉土的改性固化效果来看,无机类固化剂对粉土的固化效果在早强、水稳性和冻稳性等方面存在明显差异;复合类固化剂具有成本低,稳定性好等特点,在实际工程中较为广泛采用;生物酶类固化剂由于技术成熟度尚待提高,目前尚未在公路工程中大规模推广应用。但由于生物酶类固化粉土的方式具有绿色、低碳、环保等优势,综合建议:在夯实和扩宽复合类固化剂类型及应用范围的基础上,稳步提升和改善生物酶类改性固化粉土技术,在保证改性粉土优良的路用性能的同时,为我国的碳中和规划作出贡献。

废轮胎骨料对粉土基可控性低强度材料抗冻性影响研究

粉土基可控性低强度材料可广泛应用于公路三背回填和狭窄空间回填,无需振捣,具有施工快速节约人工成本的特点。以废轮胎派生骨料橡胶颗粒(<5 mm)替代部分粉土作流动性回填材料的细骨料,研究了废轮胎颗粒掺量对粉土基可控性低强度回填材料抗冻性的影响。结果表明,随废轮胎颗粒掺量增加,混合物强度损失率出现先减小后增大的趋势。掺加适量废轮胎橡胶颗粒可以显著提高粉土基可控性低强度回填材料的抗冻性,降低材料的强度损失率,抑制裂缝的产生与扩张。但当掺量过大时(>80%),强度损失率增大,试件表面严重剥蚀,不利于材料的耐久性。试验发现存在有利于抗冻性能的最佳掺量,当水泥含量较低时该掺量为40%,水泥含量较高时该掺量为60%。

鲁西黄泛区淤积粉土动力特性研究

鲁西黄泛区淤积粉土与其他地区粉土有较大差异,其在偏压影响下的抗液化特性尚不明确。开展了不同围压、偏压和幅值工况的动三轴试验,重点分析了围压及偏压对动强度、动剪切模量和阻尼比的影响规律。试验结果表明:围压与偏压对鲁西黄泛区淤积粉土动强度的影响较大且规律性明显,动强度曲线随围压和偏压的增加逐渐升高;相同动剪应变下,动剪切模量比随着围压及偏压的增大而增大;阻尼比随着偏压的增大而逐渐降低。

沿海吹填区市政道路基础设施位移控制关键技术浅析

吹填造陆是利用海积软土或淤泥作为填土资源的一种变废为利的地基处理方式,既可清理海港码头淤泥和疏浚航道,又可缓解沿海地区用地需求急剧增加的矛盾。但吹填造陆需对吹填土进行加固处理,提高其土体抗剪强度和地基承载力,控制市政道路基础设施的位移以满足后续工程建设的要求。以温州市瓯江口新区一期市政工程为背景,浅析吹填区道路位移控制关键技术。

黄河下游淤背区膨润土保水层试验研究

针对黄河下游防洪工程淤背区保水能力弱、生态林生长能力差的问题,采用膨润土作为保水材料设置保水层方案(纯膨润土薄铺保水层、沙土-膨润土混合保水层、无保水层)并进行现场试验,研究不同膨润土保水层对土壤含水率和植被生长的影响,通过数据分析与评价确定最优保水方案。试验结果表明:膨润土保水层能提高淤背区表层土壤平均含水率4%~12%,植被各项生长指标同比提高4%~17%。利用TOPSIS综合评价法对3种方案进行对比表明,薄铺方案最佳,即在盖顶土与淤沙之间铺一层厚度约1.5 cm的膨润土后,淤背区表层土壤的保水持水能力显著提高,植被生长环境得到改善。

基于室内试验的黄泛区土质力学参数研究

鉴于黄泛区公路路基路面病害多发情况,依托某高速公路,按规程对现场路基填土采样分别进行了颗粒分析试验、界限含水率试验、承载比(CBR)试验和三轴压缩试验,确定了该类土的颗粒级配、界限含水率、CBR值、粘聚力和内摩擦角,并提出了该类土的压实建议,可为黄泛区公路路基的设计与施工提供参考。

重庆南平镇岩溶槽谷区不同土地利用类型地表水土流失

研究岩溶区水土流失特征有助于更好地开展岩溶地区水土保持,防止石漠化。通过在岩溶区不同土地利用类型布设9个径流场,利用2008-01-2010-08野外雨季的监测资料,得到岩溶区地表水土流失特征。结果表明:速效钾在土壤中易被淋失,磷富集度平均值最低,全氮、水解氮、有机质富集度的平均含量居中。从土地利用类型来看,富集度表现明显的是坡耕地(自然坡耕地强于移土培肥坡耕地),其次是林地,金银花地和草地富集度最低。根据相关系数可知淤泥养分含量与降雨强度呈极显著相关关系,淤泥养分含量与降雨量成正相关,但是相关性差。淤泥养分流失总量是通过泥沙量与淤泥养分含量来共同体现的。土壤侵蚀模数从大到小的顺序依次为自然坡耕地>移土培肥坡耕地>草地>金银花地>林地。岩溶区并不是每场降雨都要产生径流,主要是大雨尤其是暴雨才生产径流。岩溶区水土流失径流系数平均值在2.31%～14.72%。该研究有助于更好地理解岩溶区水土流失特征,为治理岩溶区水土流失提供科学依据。

泥质海岸防护林土壤微生物、酶与土壤养分的研究

土壤微生物数量、土壤酶活性可以反映土壤的肥力状况。本文研究了东营泥质海岸不同林分下土壤养分、微生物数量、土壤酶活性及分布特征,结果表明：①土壤微生物、土壤酶和土壤养分主要分布在0-20 cm的土层,20-50 cm的较少;②不同林分微生物数量差异显著。白蜡林微生物数量最多,柳林、枣园数量较少,柽柳林数量最少。③不同林分土壤酶的活性表现出差异性,各种酶之间过氧化氢酶活性最高;④土壤养分含量差异显著,柳林土壤养分含量相对较高于其它样地,白蜡和桑园土壤养分含量次之;⑤林地土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤养分密切相关。

苏北淤泥质海岸典型防护林地土壤呼吸组分分离

土壤呼吸组分分离研究在理解生态系统土壤CO2释放对气候变化的响应研究中具有重要的意义。采用挖壕沟法对苏北淤泥质海岸两种典型防护林地土壤呼吸组分进行了分离研究。结果表明:杨树和水杉林地的根呼吸、异养呼吸与土壤总呼吸的季节变化相似,6—9月份较高,其它月份较低。杨树(Populus tomentosa Carr.)和水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu&Cheng)林地根系呼吸的年通量分别为767.5gCO2m-2和902.8g CO2m-2,根呼吸对土壤总呼吸的贡献分别为20.2%和25.0%。杨树和水杉林地土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献均远大于根呼吸,分别是根呼吸的3.9倍和3.0倍。温度是两林地土壤呼吸各组分的主要限制性因子,而土壤含水量不是土壤呼吸组分的限制性因子。本研究结果表明,苏北沿海防护林地的根呼吸对土壤总呼吸的贡献较小。为了能够更加准确的定量估算土壤呼吸各组分,在未来组分分离研究中应加强同位素法的应用。

泥质海岸防护林土壤酶活性特征研究

研究了苏北淤泥质海岸防护林土壤磷酸酶活性的特点以及几种酶活性的分布（剖面、水平）规律。结果表明：（1）滨海潮土中磷酸酶以碱性磷酸酶为主，占总磷酸酶活性的62．6％，因而可用碱性磷酸酶活性反映整个磷酸酶活性（y）；总磷酸酶（y）和碱性磷酸酶（x1）活性关系式为：y=－0．04765＋1．67426x1，r＝0．9731。（2）土壤酶活性在剖面上存在显著差异。对林地而言，取样深度60cm即满足精度要求（α=0．05），取样数为3～4个；当取样深度为40cm时，取样数至少4个。（3）水平方向上土壤酶活性也存在显著差异，林地和农田均大于滩地；在林地中，林龄越大其土壤酶的活性越高；农田的土壤酶活性与林粮间作的幼林相似。