温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应     

陈伟志  张莎莎  李安洪 《岩土力学》2022,43(Z2):74-84

“一带一路”规划的高速铁路频繁穿梭于盐质荒漠区,沿线优质不含盐路基填料极其匮乏。为解决粗粒盐渍土填筑高速铁路路基面临的技术难题,结合伊朗德伊高铁建设,以现场粗粒盐渍土路基填料为对象,开展了温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应试验研究。结果表明,每次温度循环后温度波幅值由土层浅表向深层土体衰减传递,土体埋深越浅、恒温时间越长,温度波幅值越大;水盐均匀分布的压实粗粒盐渍土经历多次温度循环后逐渐演化成非均匀分布,水盐向土体表面迁移聚集,越靠近土体表面水盐增量越大;前5次温度循环中压实粗粒盐渍土产生了塑性盐胀或塑性融沉,随着温度循环次数增加,盐渍土塑性盐胀或塑性融沉显著减小甚至消失;盐渍土层上设置非盐渍土层具有迟滞盐分向上迁移和消能减胀作用,粗粒盐渍土构筑高速铁路路基宜采用结构分层技术,非盐渍土层设置厚度一般不宜小于当地温度辐射影响显著深度;粗粒盐渍土路基设计宜考虑多次温度循环后形成的水盐非均质分布及其可能诱发的盐胀与融沉增大效应,路基压实度不宜过高。研究成果将为盐渍土地区高速铁路路基工程建造起到示范参考作用。  相似文献   

中国干旱-半干旱区表土bGDGTs与气候环境因子数据再分析     

晁倩  赵晖  侯居峙  张帅  汪克奇  孙爱军  杨宏宇 《第四纪研究》2022,42(2):449-460

文章通过收集中国北方干旱-半干旱区域已发表的bGDGTs数据,重新计算了不同地区表土bGDGTs各组分与温度及pH等环境因子之间的相关关系。主要获得以下认识：1)不同于干旱区,半干旱区bGDGTs的异构体指标与土壤pH表现为强相关,在4个异构体指标(IBT、 CBT′、 IR′_IIa、 IR′_IIIa)中CBT′、 IR′_IIIa计算的pH结果精度较高;2)半干旱区f（5 me）与pH表现为强相关（-0.847）,指示了基于5-甲基bGDGTs的指标同样具有重建半干旱区pH的潜力。但是目前缺乏CBT′_5ME-pH之间的转换函数;3)全球温度校正方程计算得出的温度误差普遍大于中国区域校正方程（中国北方、青藏高原等区域）获取的温度误差。通过整合数据重新计算发现4个区域温度校正方程(MBT′_5ME、 Tmr、 MAATsr、 Index 1)计算的温度结果具有较小的误差,且在半干旱区重建的温度结果更为精确;另外MAATsr、 Index 1的区域温度校正方程也适用于干旱区的温度重建,...  相似文献   

西北地区典型夯土遗址温度时空变化规律研究     

崔凯  陈思雨  安欣悦  王冠众 《工程地质学报》2022,30(6):1986-1997

温度是露天保存的夯土遗址由病害发育到整体消亡长期过程中的重要影响因素,遗址体内部温度的时空分布以及对环境气温的响应规律则更对其劣化形式与进程具有关键性的控制作用。研究对3处位于西北不同气候分区的典型夯土遗址的四季环境温度及其断面内部温度的日际变化进行实时监测与分析。结果表明遗址断面内部各监测点温度均随环境温度的变化而变化,其环境温度及断面内部监测点日际温度随时间的变化均可分为两个降温阶段和一个升温阶段,夏季与其余季节各温度变化阶段时长存在一定差异;更为重要的是在任何季节的每个温度变化阶段断面的温度变化范围及环境响应速率均具有纵向变化显著于横向变化的规律,而且春季的第2降温阶段的温度变化范围以及响应速率最为显著。  相似文献   

考虑温度效应的延安新区压实黄土全吸力范围持水和渗透特性研究     

张亚国  王幼博  李同录  郭松峰  张勋  梁伟 《工程地质学报》2022,30(4):1148-1156

干旱和半干旱黄土地区的压实土路基、垃圾填埋场黄土盖层等的持水特性和渗透特性均受温度影响。为了探究温度对全吸力范围内压实黄土水力特性的影响规律和内在机制,基于滤纸法和自行研发的小土柱试验装置对不同温度下延安新区压实黄土的土-水特征曲线(SWCC)以及渗透性曲线(HCC)进行测定。结果表明:在黄土SWCC的高吸力段体积含水率随温度升高而减小,低吸力段受温度影响不明显;黄土渗透曲线则是在低吸力段受温度影响显著,温度越高渗透性越强,当土体吸力增大或体积含水率减小至一定值后,温度对土体渗透性的影响可忽略不计。基于此结果,将改进的van Genuchten(VG)模型作为可考虑温度影响的SWCC预测函数,通过拟合实测数据得出温度相关参数并进行验证;对于渗透性曲线,以90 kPa基质吸力为分段点,在低吸力段和高吸力段分别采用统计模型和幂函数进行分段预测,能够得到与实测数据吻合较好的预测结果。  相似文献   

稀有金属矿物溶解度对花岗伟晶岩成矿作用的制约     

唐勇  覃山县  赵景宇  吕正航  刘喜强  王宏  陈剑争  张辉 《地学前缘》2022,29(1):81-92

花岗伟晶岩型矿床是稀有金属矿床重要的类型之一。在花岗伟晶岩中,稀有金属元素Li、Be、Nb和Ta主要以独立矿物的形式存在,前人对稀有金属独立矿物在硅酸盐熔体中的溶解度及其影响因素展开了系统研究。本文综合分析了已有的实验数据,其结果表明,影响稀有金属独立矿物溶解度最为重要的2个参数是温度(T)和铝饱和指数(ASI)。因此本文建立了稀有金属独立矿物,尤其是铌锰矿和钽锰矿溶解度,与温度(T)和铝饱和指数(ASI)之间的定量关系: lg [w(Li)/10^-6]=-0.37×[1 000/(T/K)]+4.56,R²=0.44 lg [w(BeO)/10^-6]=-4.21×[1 000/(T/K)]+6.86,R²=0.91 lg [K_sp(Nb)/(mg²·kg^-2)]=-(2.86±0.14)×ASI_(Mn+Li)-(4.95±0.31)×[1 000/(T/K)]+(4.20+0.28),R²=0.86 lg [K_sp(Ta)/(mg²·kg^-2)]=-(2.46±0.11)×ASI_(Mn+Li)-(4.86±0.30)×[1 000/(T/K)]+(4.00+0.30),R²=0.80 式中,温度T为热力学温度,ASI_(Mn+Li)(ASI=Al₂O₃/(CaO+Na₂O+K₂O+Li₂O+MnO),摩尔分数比)和T的适用范围分别为0.6~1.2和1 073~1 373 K的范围内。上述公式为估算硅酸盐熔体中稀有金属含量提供了便利,为量化花岗伟晶岩成矿模型提供了基础。 稀有金属独立矿物溶解度随温度降低和铝饱和指数的增加而急剧降低,因此,在岩浆演化过程中,由岩浆侵位、分离结晶以及流体作用等因素引起的岩浆温度降低和铝饱和指数的增加,是导致稀有金属独立矿物结晶的主要机制。  相似文献   

含油气盆地蒸发盐矿物成因类型及其地质意义^*          下载免费PDF全文

郭佩  李长志 《古地理学报》2022,24(2):210-225

中国是一个多盐湖国家,然而盐湖研究主要集中于分析湖水化学性质、盐类物质来源和盐矿资源开发等,对盐类矿物沉积特征和埋藏成岩改造研究较少,造成从蒸发岩角度去理解古代盐湖盆地的油气富集规律较为困难。在广泛阅读国内外大型盐湖文献的基础上,笔者介绍了盐湖分类方案和蒸发岩中盐类矿物的主要成因类型,并总结了中国陆相含油气盆地中常见的硫酸盐、氯化物、含钠碳酸盐和硼酸盐的沉积—成岩过程及其古环境和古气候意义。同时,尝试利用盐湖沉积最新研究成果去探讨中国含油气盆地蒸发岩研究中存在争议或值得关注的问题,得出: (1)深部热液可为湖泊输送大量元素离子,但要在湖泊环境下富集大量蒸发岩,则(半)干旱气候和蒸发浓缩作用是前提条件;(2)易溶蒸发岩(如石盐)在沉积中心单层厚度大,而在斜坡—边缘区缺失,这是季节性气温变化和温跃层浮动引发“中心聚集效应”的结果;(3)温度可影响蒸发岩中盐类矿物溶解度、晶体结构形态和发育深度,而部分无水盐类矿物在常温常压下却无法结晶,这一现象可用来指示古地温和地层埋藏史;(4)碳酸盐型盐湖中的Na-碳酸盐种类可指示大气CO₂浓度和古温度。  相似文献   

Sr和Yb两个元素对花岗岩理论的重要意义——花岗岩研究的哲学思考          下载免费PDF全文

张旗  焦守涛  刘惠云 《甘肃地质》2021,(1):1-15

花岗岩研究已有几百年的历史,可是花岗岩却没有形成自己独立的理论体系,也没有系统的花岗岩分类。花岗岩非常复杂,如何化繁为简,归纳出花岗岩最本质、最核心、最关键的标志,是一个非常棘手的任务。本文从哲学的角度出发,发现Sr和Yb可能是两个具有特殊含义的元素,特殊在于,它们不仅具有一般微量元素的特点,还具有特殊的功能,关键是它们的行为与花岗岩部分熔融后残留的变质矿物组成(如石榴石、斜长石等)有关。可能正是由于这个因素,才使Sr和Yb具有其他微量元素所不可匹敌的功能。本文按照Sr、Yb的排列组合提出了一个系统的花岗岩分类。对于花岗岩的地球动力学意义,学术界一直有争论,本文认为板块构造只能影响到大陆边缘,影响不到大陆内部。大陆演化研究最重要的任务是恢复大陆地质历史上的变化,如大陆地质演化不同时期曾经发生过的伸展和挤压(有的还有旋转,是挤压的副产品)、抬升和垮塌、造山与盆地、加厚与减薄等。如何识别上述变化及其过程,目前在方法学上还十分困难。依靠Sr、Yb及其与残留相平衡的理论则提出了一个方案,能够解决或大体解决上述问题。例如,埃达克岩(高Sr低Yb)代表加厚地壳,南岭型(非常低Sr高Yb)代表减薄地壳,浙闽型(低Sr高Yb)和广西型(高Sr高Yb)代表正常厚度的地壳,喜马拉雅型花岗岩(低Sr低Yb)代表中压与高压过渡的状况。因此,按照Sr和Yb的变化,即可大致恢复地质历史时期大陆地壳温压条件的变化,推测大陆地貌的变化(平原、丘陵、高原、山脉),探讨构造应力的变化(挤压导致加厚,伸展导致减薄)等。此外,不同类型花岗岩还与成矿有关,大体是:埃达克岩与金铜有关,南岭型与钨锡有关,喜马拉雅型与金有关,而浙闽型、广西型基本上是不利于成矿的。但是,实践中也有金铜钨锡在空间上共生的实例,则金铜与钨锡可能成因上或成矿时代上或控矿因素上有所不同。问题还很复杂,还有许多现象很难解释,笔者只是从宏观角度给出了一个思路,一个概念,很多细节并不清楚。研究表明,科学与哲学是密切相关的,哲学是科学的高度概括。本文尝试从哲学的角度对纷繁复杂的花岗岩进行归纳和简化,只是一个初步的尝试,还有更多问题需要认真研究。  相似文献   

遥感方法在风积沙地貌判释中的应用     

《地质灾害与环境保护》2021,32(1)

风积沙地貌在雅江河谷地带分布广泛,风积沙与其周围地表温度不仅在局部空间中的差异较大,而且在时间上存在着区别。为了探索遥感技术对风积沙地貌的识别,研究地表温度与面积的关系,分析雅江河谷风积沙面积的变化特征。本文利用ArcGIS 10.3、ENVI 5.3、Landsat 8地表温度反演等软件,研究遥感技术对风积沙地貌的识别,分析风积沙地貌的地表温度时空变化规律。研究表明,秋季风积沙与其周围地表温度差异明显,一般高出3℃～9℃,能够对风积沙进行有效识别;在判释过程中,需要对气象、植被以及海拔等因素结合实地勘察进行对比校正;对不同年份地表温度反演可以判别风积沙的变迁和变化规律。  相似文献   

四川盆地中生代古气候变化:来自深时古土壤证据   总被引：1，自引：0，他引：1  

李军  黄成敏  文星跃  张茂超 《沉积学报》2021,39(5):1157-1170

定量的古气候重建可为当前及未来可能的气候/环境变化提供基础性参考。发育自四川盆地中生代地层的古土壤蕴藏了丰富的陆相古气候信息,利用古土壤的地球化学指数、钙质古土壤成壤碳酸盐结核深度及其氧同位素组成与年均降水量、温度之间的关系,定量重建四川盆地中生代（晚三叠世晚期—白垩纪）年均降水量与温度的变化。结果表明:四川盆地中生代年均降水量变化较大,为145~1 400 mm;年均温度变化幅度相对较小,为7 °C~15 °C;总体上属于温带干旱—湿润交替的气候环境但以温带半干旱、干旱气候为主。其中晚三叠世晚期年均降水量为1 180~1 400 mm,年均温度为9 °C~15 °C,侏罗纪年均降水量为150~1 140 mm,年均温度为7 °C~15 °C,早白垩世早期与晚白垩世晚期的年均降水量与温度分别为150~720 mm、8 °C~12 °C和150~575 mm、10 °C~11 °C。区域陆相气候变化原因分析显示,波动的气候一方面与东亚季风环流、行星环流、区域构造运动导致的盆地内部山系隆起及古地理格局引起的焚风效应有关,另一方面还与区域构造运动引起海岸山脉裂解有关。  相似文献   

高山区雪堆储雪的实验和模拟计算     

王兴  王飞腾  任贾文  秦大河 《冰川冻土》2021,43(6):1617-1627

随着全球气候变暖,滑雪运动呈现出对气候变化高度的敏感性和依赖性,各地滑雪季将不同程度地缩短。储雪作为一种应对气候变化的方法在雪务保障中逐渐得到研究和应用。在新疆阿勒泰地区吉木乃县开展储雪实验,应用谐波反应法研究了雪堆融化量与外界空气温度、太阳辐射和绝热保温结构热学性能之间的定量关系。实验中,覆盖两层绝热保温材料雪堆1的平均融化量为18.0 kg·d^-1（相当于初始质量的0.85%）,未覆盖绝热保温材料雪堆2的平均融化量为120.8 kg·d^-1（相当于初始质量的6.67%）。模拟期间观测到的雪堆1质量减少了1 438.0 kg,对应的模拟值为1 520.8 kg。谐波反应法可以为评价绝热保温结构的热学性能和提前确定储雪量提供重要的参考依据。由于许多物理过程都未考虑,导致模拟的雪堆融化量与实际融化量之间存在不确定性。雪堆所用绝热保温结构的性能可以用反射率、总传热系数、衰减度和延迟时间来衡量。  相似文献