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饱和黏土中水平受荷能量桩热–力响应特性研究

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岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 248-260页

作者：赵华王成龙陈志雄张鼎新彭宸重庆大学土木工程学院重庆400045 大足石刻研究院重庆402360 重庆市地质矿产勘查开发局重庆401121

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化... 详细信息

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化规律。研究结果表明:对桩体的加热和制冷均会引起额外的桩顶位移,并且制冷引起的额外桩顶位移更大,达到0.22%D(D为桩体直径),而加热引起的额外桩顶位移为0.13%D;加热和制冷后桩体的极限承载力与测试桩相比均有所增大,并且加热后增大得更多,约增加32.7%,而制冷后约增加26.1%,这是因为与制冷相比,加热时的热固结效应会导致土体的强度明显增加;加热和制冷对最大弯矩的位置没有明显影响,加热和制冷前、后最大弯矩均出现在37.5%L(L为桩的埋深)深度处;加热和制冷后最大弯矩均增大,制冷时最大弯矩先增大,然后逐渐稳定,而加热时最大弯矩先减小,然后逐渐增大,并超过加热前的弯矩,在此期间桩顶位移持续增大,推测加热初期桩体可能发生了刚性转动;加热和制冷会对桩前土压力造成不同影响,总体表现为上部增大,下部减小;加热和制冷会导致土体孔隙水压力随温度发生变化,从而产生正的或负的超孔隙水压力。

关键词：土力学能量桩热–力响应特性模型试验温差梯度饱和黏土

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竖向和水平组合荷载下能量桩单桩变形特性

岩土力学 2024年第3期45卷 788-796页

作者：蒋济泽王成龙黄煜镔赵华陈志雄重庆大学土木工程学院重庆400045 大足石刻研究院重庆402360 重庆市地质矿产勘查开发局重庆401121

能量桩作为一种新型能源地下结构,在承受上部建筑荷载同时,能够获取浅层地热能。目前针对水平荷载与竖向荷载共同作用下的能量桩热力学特性的研究较少,而水平荷载与竖向荷载共同作用下,桩身温度变化会引起桩体弯矩、水平和竖向位移等发... 详细信息

能量桩作为一种新型能源地下结构,在承受上部建筑荷载同时,能够获取浅层地热能。目前针对水平荷载与竖向荷载共同作用下的能量桩热力学特性的研究较少,而水平荷载与竖向荷载共同作用下,桩身温度变化会引起桩体弯矩、水平和竖向位移等发生变化。基于模型试验,对桩体施加10次冷热循环,开展了竖向和水平组合荷载下能量桩的变形特性研究。结果表明,组合荷载下冷热循环会进一步增大桩身弯矩,且对桩体中部的影响更大,最大桩身弯矩增幅达到了117%;冷热循环会产生桩顶累积位移,试验桩竖向位移增加了0.201 mm,温度作用引起的水平位移增加值达到了1.46%D(D为桩体直径);同时,冷热循环会导致桩向桩前倾斜,10次冷热循环后转角达到1.88×10^(-3)rad,且会随着循环次数增加有缓慢增加趋势;加热时桩前土压力减小,而制冷时使桩前土压力增大。

关键词：能量桩组合荷载模型试验冷热循环热力学特性

西秦岭地区猪婆沟金矿成矿物质来源及矿床成因分析

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西北地质 2024年第1期57卷 219-229页

作者：焦阳冯俊环甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院甘肃天水741020

猪婆沟金矿位于西秦岭之北秦岭鸳鸯镇-关子镇蛇绿混杂岩带的反“S”形构造的转折端,金矿体赋存在早古生代李子园群中,矿体的产出受NW向和NE向韧性断裂及其次级构造控制,矿体形态为脉状。矿床热液期主成矿阶段石英中包裹体主要为气液两... 详细信息

猪婆沟金矿位于西秦岭之北秦岭鸳鸯镇-关子镇蛇绿混杂岩带的反“S”形构造的转折端,金矿体赋存在早古生代李子园群中,矿体的产出受NW向和NE向韧性断裂及其次级构造控制,矿体形态为脉状。矿床热液期主成矿阶段石英中包裹体主要为气液两相包裹体、含子晶三相包裹体。含子晶三相包裹体的冰点温度为-4.8~-4.3℃;气液两相包裹体的冰点温度为-5.3~-0.1℃。该阶段含子晶三相包裹体的均一温度为141.3~198.6℃,平均为160.7℃;气液两相包裹体的均一温度为128.9~285.3℃,平均为174.1℃。成矿流体的均一温度值为130~170℃,峰值范围较宽。流体盐度为1.40~8.28%NaCleqv,平均为5.84%NaCleqv,具有中低温、低盐度特征;石英δ18OH2O值为-3.29‰~4.42‰,δD值为-110.1‰~-86.6‰,成矿流体来源于原生岩浆水,在岩浆分异成矿的过程中,大气降水的含量逐渐增多。主成矿阶段黄铁矿和毒砂δ34S值为10.7‰~11.5‰,矿物质分别来源于岩浆岩和地层;Pb同位素组成相似,主要来源于造山带铅,有部分上地壳铅和地幔铅加入,成矿物质来源于岩浆岩和地层两个端元,具有多期次特征。综合分析认为,猪婆沟金矿成因类型属沉积变质-岩浆期后热液叠加改造的构造蚀变岩型金矿床。

关键词：流体包裹体成矿流体成矿物质同位素地球化学猪婆沟金矿西秦岭地区

三峡库区二叠系孤峰组硅质岩分布区土壤-农作物重金属元素地球化学特征

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地球与环境 2024年第2期52卷 188-198页

作者：双燕李航杨振鸿易宗旺李海长江师范学院绿色智慧环境学院重庆地质矿产研究院重庆三峡学院三峡库区水环境演变与污染防治重庆市重点实验室重庆市地质矿产勘查开发局重庆市地质矿产勘查开发局107地质队

三峡库区二叠系孤峰组硅质岩分布区土壤、农作物具有重金属富集特征,本文选择三峡库区典型孤峰组分布区为研究对象,研究了土壤-农作物系统中重金属元素含量、赋存形态与迁移富集规律及影响因素。结果表明,研究区土壤重金属富集程度为Cd>... 详细信息

三峡库区二叠系孤峰组硅质岩分布区土壤、农作物具有重金属富集特征,本文选择三峡库区典型孤峰组分布区为研究对象,研究了土壤-农作物系统中重金属元素含量、赋存形态与迁移富集规律及影响因素。结果表明,研究区土壤重金属富集程度为Cd>Mo>Hg>Cr>Ni>Cu>Zn>As>Pb,含量均高于我国土壤背景值。土壤Cd平均含量12.98 mg/kg,超标率达100%,单因子污染指数和地累积指数均显示为重度污染;平均生态风险因子(Er)为4929,表现为极高生态风险,因而是研究区重点关注的特征环境元素。Cd的赋存形态主要为可交换态、残渣态和可还原态,生物有效态含量与土壤pH值以及耕种程度密切相关。农作物中Cd的含量变化为:莴笋茎>莴笋叶>胡豆>卷心菜>土豆>油菜籽,Cd、Cr等元素超标现象较为严重。重金属元素在土壤-农作物体系的迁移能力变化顺序为:Cd>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb。不同植物类型对重金属元素的富集能力差异显著,莴笋茎和莴笋叶对重金属元素富集能力最强,其中Cd的生物富集系数最高。元素赋存形态、土壤pH值以及农作物类型可能是影响重金属元素在土壤-农作物系统中迁移转化的重要因素。

关键词：三峡库区土壤重金属元素农作物

重庆“四山”生态环境状况时空特征与障碍因子分析

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水土保持研究 2024年

作者：谢慧君曹聪范泽英杜清江刘智尹小彤重庆市地质矿产勘查开发局南江水文地质工程地质队重庆市地下水资源利用与环境保护实验室重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队(重庆市地质灾害防治工程勘查设计院)

[目的]重庆“四山”地区是重庆重点生态功能区,开展重庆“四山”生态环境状况和障碍因子研究,对进一步保护和合理利用四山资源具有重要指导意义。[方法]基于DEM、土地利用类型、植被覆盖率和地下水水位监测站等数据基础,采用AHP-PCA熵... 详细信息

[目的]重庆“四山”地区是重庆重点生态功能区,开展重庆“四山”生态环境状况和障碍因子研究,对进一步保护和合理利用四山资源具有重要指导意义。[方法]基于DEM、土地利用类型、植被覆盖率和地下水水位监测站等数据基础,采用AHP-PCA熵权组合模型、空间自相关分析和障碍度模型等方法,分析了重庆四山地区生态环境质量时空变化特征,探讨了不同聚集模式下的生态环境质量变化趋势,量化了各影响因子对四山生态环境质量影响的障碍度。[结果](1) 2014—2021年重庆四山地区生态环境质量状况较好,整体以改善趋势为主(面积占比36.24%);局部出现恶化趋势(面积占比24.20%),主要分布在人类活动频繁的槽谷地带。(2)研究区不同等级生态环境质量发生转移,生态环境质量极差和优的区域具有一定稳定性,分别有59.36%和73.22%的区域未发生变化;生态环境质量差、一般和良的区域流动性相对较大,发生转移的面积占比分别为63.69%,54.09%和43.65%。不同山脉中,明月山生态环境质量稳定性较高,中梁山生态环境质量改善趋势最小,缙云山生态环境质量存在恶化的风险较其他山脉更大。(3)聚类和异常值分析结果显示:四山生态环境质量的高值区域和低值区域具有显著的空间聚集特征(p局部生态环境质量较差,隧道建设密度对生态环境的影响增加。

关键词：生态环境质量时空变化人类活动障碍因子 AHP-PCA熵权

煤矿开采影响下岩溶地下水化学特征及演化机制研究

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干旱区资源与环境 2024年第6期38卷 120-129页

作者：常浩魏晓超魏征河北省地质矿产勘查开发局第一地质大队邯郸056000

黑龙洞泉域位于邯郸市西南部,是北方主要的岩溶泉群之一,也是重要的煤炭开采区,其地下水化学特征是影响邯郸地区水环境质量的重要因素。为充分了解煤矿开采条件下地下水化学特征及演化机制,利用多元统计分析、水文地球化学分析等方法对... 详细信息

黑龙洞泉域位于邯郸市西南部,是北方主要的岩溶泉群之一,也是重要的煤炭开采区,其地下水化学特征是影响邯郸地区水环境质量的重要因素。为充分了解煤矿开采条件下地下水化学特征及演化机制,利用多元统计分析、水文地球化学分析等方法对不同区域(西区、东区)地下水化学特征进行深入分析,并探讨控制地下水化学演化的主导因素。结果表明:研究区地下水中主要阴阳离子组分为HCO_(3)^(-)、Ca^(2+),且东区地下水主要化学组分含量普遍高于西区。西区和东区地下水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Mg型,而东区地下水SO_(4)^(2-)含量较高,部分水样为SO_(4)·HCO_(3)-Ca、SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg型。岩石风化作用是控制研究区地下水化学成分的主导因素,且以碳酸盐岩的风化溶解为主,过高的SO_(4)^(2-)含量源于含煤地层中硫化物的氧化、石膏的溶解;离子交换反应也是影响水化学成分的重要过程,且正向离子交换的强度较大;人类活动,尤其是煤矿开采、农业活动,在一定程度上也影响着研究区地下水化学演化过程。研究结果不仅为区内生活、工农业用水安全提供理论支撑,更对密集人类活动影响下北方岩溶区地下水化学成分演化研究具有重要的借鉴意义。

关键词：地下水水化学特征离子比值水文地球化学作用岩石风化

基于极限平衡法的危岩倾覆稳定性三维计算方法

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岩土力学 2024年第2期45卷 552-562页

作者：彭海游谢强陈柏林檀康王琦杨文君重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆地质矿产研究院自然资源部地质灾害自动化监测技术创新中心重庆401120 重庆地质矿产研究院重庆市地质灾害自动化监测工程技术研究中心重庆401120

目前危岩防治工作中,危岩稳定性评价主要以简化后的二维剖面作为计算模型。由于自然界中的危岩形态极不规则,采用二维剖面计算模型并不能真实反映危岩受力情况。为了研究危岩稳定性三维计算方法,在前人研究基础上,基于极限平衡理论,提... 详细信息

目前危岩防治工作中,危岩稳定性评价主要以简化后的二维剖面作为计算模型。由于自然界中的危岩形态极不规则,采用二维剖面计算模型并不能真实反映危岩受力情况。为了研究危岩稳定性三维计算方法,在前人研究基础上,基于极限平衡理论,提出了由后缘裂缝抗拉强度控制的危岩倾覆稳定性三维计算公式,采用数值积分和空间几何方法给出了在危岩单体三维模型基础上求解危岩后缘岩体抗拉力、水压力及其力矩计算公式和实现流程。以三峡库区瞿塘峡吊嘴危岩为实例开展了应用,并通过数值分析进行了验证。通过不同形态危岩的三维稳定性分析,讨论了三维与二维稳定性计算结果的关系,对比发现危岩形态对稳定性计算结果有明显影响,三维计算较二维计算更准确和实用。

关键词：危岩倾覆稳定性三维极限平衡法

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蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化及影响因素

中国环境科学 2024年第4期44卷 2166-2183页

作者：章强郭晓明原名扬周雷强徐小涛河南理工大学资源环境学院河南焦作454000 河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院河南郑州450000 河南省焦作市生态环境局武陟分局河南焦作454000

为了研究蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化特征,利用不同质量的牛粪(350~400g)、秸秆(150~200g)和过磷酸钙(25~75g)混合配比成6组基质,探索分析添加蚯蚓(50~150g)堆肥过程中基质重金属(Cu、V、Mn、As、Zn和Cr)总量和形态的变化特征及其... 详细信息

为了研究蚯蚓堆肥过程中重金属的迁移转化特征,利用不同质量的牛粪(350~400g)、秸秆(150~200g)和过磷酸钙(25~75g)混合配比成6组基质,探索分析添加蚯蚓(50~150g)堆肥过程中基质重金属(Cu、V、Mn、As、Zn和Cr)总量和形态的变化特征及其影响因素.结果表明:与添加蚯蚓质量为50g与100g相比,添加蚯蚓质量为150g时,Cu(总量27.00mg/kg,可氧化态22.03mg/kg)､Zn(总量288.89mg/kg,可还原态22.03mg/kg)､V(总量15.22mg/kg,残渣态8.87mg/kg)和Cr(总量26.79mg/kg)是显著较低的(P<0.05);4周的蚯蚓堆肥降低了Mn、As的总量和Cu、V的生物有效性,但增加了Cu、V、Zn的总量和Mn、Zn的生物有效性;基质pH值和有机质含量是影响堆肥过程中重金属总量及其形态明显变化的关键因素;基于潜在风险指数和风险评价编码法发现基质还田对土壤重金属污染的潜在风险较小.

关键词：畜禽粪便蚯蚓堆肥重金属迁移转化生物有效性

生态保护修复对碳酸盐岩溶蚀速率的影响——以重庆市为例

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生态学报 2024年第9期44卷 3948-3957页

作者：郭娜吕玉香曾玉张锋重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队(重庆市地质灾害防治工程勘查设计院) 重庆400700 川渝共建古生物与古环境协同演化重庆市重点实验室重庆400700

岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现“双碳”目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实... 详细信息

岩溶区矿山生态修复、石漠化治理等生态保护修复工程,不仅改善了区内生态环境,而且有利于促进土壤、岩溶固碳增汇,对实现“双碳”目标具有重要意义。以重庆主城北碚矿山生态修复、渝东北巫山石漠化治理区等为例,通过野外标准溶蚀试片实验法和土壤取样测试分析法,研究不同生态保护修复措施下土壤碳库、碳酸盐岩溶蚀速率等变化特征,探讨不同生态修复方式对碳酸盐岩溶蚀速率的影响。结果表明:灰岩矿山修复区、石漠化治理区,土壤无机碳(SIC)含量较高,约为土壤有机碳(SOC)的4.5倍,且对碳酸盐岩溶蚀速率有一定的抑制作用;修复时间越长,土壤有机碳(SOC)含量越高,但SOC含量与碳酸盐岩溶蚀速率的相关性不显著;从夏季(监测期7、8月遭受极端高温干旱)至秋、冬、春季,土下及地表试片溶蚀速率明显增大;不同生态保护修复方式或植被恢复类型,碳酸盐岩溶蚀速率明显不同,北碚矿山修复区月桂林>草灌从(橘树)>草灌从(桃树)>花椒树>李子树,巫山生态修复区石漠化治理林地>封山育林林地>石漠化治理果园。

关键词：岩溶区生态修复土壤碳库溶蚀速率