化工污染场地土壤不饱和区典型氯代烃化合物的垂向分布特征

化工污染场地风险评估与修复是我国目前面临的重要环境问题.选取某化工厂遗留场地的不同功能区为研究对象,通过分析第1层(回填土层)、第2层(砂质粉土或黏质粉土层)和第3层(粉质黏土层)土壤样品中的1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)质量分数,查明了1,2-DCA在土壤不饱和区的垂向分布特征.结果表明:回填土层1,2-DCA质量分数相对最小,而第2层砂质粉土或黏质粉土层到第3层粉质黏土层的质量分数变化呈增大或减小2种规律,土壤质地、渗透系数、土壤有机质含量和土壤夹层性质等可能是影响1,2-DCA质量分数垂向分布的因素.聚类分析结果表明,1,2一DCA 质量分数相对变化与土壤层序结构有一定的相关性.1,2-DCA质量分数在其生产车间周围土壤不饱和区的污染水平远大于其他功能区;第2层土壤污染最严重;第3层土壤可能受层问潜水影响,1,2-DCA随水流自两向东方向上迁移,在1,2一DCA生产车间东部第3层土壤中达到高质量分数.本研究工作可为场地采样布点的优化、风险识别与污染修复提供科学依据.     

上海地区第⑤_2层砂质粉土的液化特性试验研究

针对目前上海地区第⑤2层砂质粉土的液化特性尚缺乏研究的实际问题,结合上海某电厂海底隧道的工程实例,基于动三轴试验,对场地内第⑤2层土体动力特性进行研究.内容包括往返作用力、固结压力、结构性、颗粒组成等因素对于液化特性的影响,确定了场地内饱和粉性土的抗液化强度指标等.通过Seed简化法,判别该土层地震液化可能性,给工程场地抗震设计及液化防治提供了科学依据,同时对类似工程的可液化场地处理可以有良好的借鉴.     

上海典型土层与混凝土接触特性的试验研究

利用直剪试验 ,结合上海典型土层 ,分别在饱和和水下 2种情况 ,对褐黄色粉质粘土、粘质粉土、淤泥质粘土、灰色粘土、灰色粉质粘土、暗绿色粉质粘土和草黄色砂质粉土与混凝土的相互作用 ,进行了试验研究 ,得到了几种典型土体与混凝土相互作用的切向位移应力关系、法向位移应力关系、摩擦角、粘聚力、破坏比以及初始切向法向刚度 ,从而为相关问题的数值模拟提供了参数依据 .     

工业污染场地重金属的垂向分布及影响因素-以株洲霞湾港为例

明确工业污染场地土壤中重金属的分布和影响因素,对场地的环境治理等有重大意义。株洲霞湾港地区由地表向下为人工杂填土、粉质黏土、粉细砂、砂砾石层。As在杂填土、粉黏土、粉细砂中以残渣态为主(55%~65%);Cd以碳酸盐结合态为主(40%~70%);Pb以残渣态、铁锰结合态为主(66%~85%)。杂填土中的活动态As、Cd、Pb含量百分比大于粉黏土、粉细砂。重金属含量为杂填土粉黏土粉细砂≈砂砾石层。地表重金属污水只污染了杂填土层,未向下迁移。控制重金属分布的因素为:1杂填土中的高岭石等使外源重金属被吸附、固化;2粉黏土上层p H为7.2~8.2,阻碍了重金属的向下迁移;3地表污水排泄通畅,粉质黏土作为隔水层阻碍了地表污水的向下渗滤。     

土壤Cr(Ⅵ)稳定化修复材料的野外应用研究

以河南某铬渣堆Cr(Ⅵ)污染严重的土壤为研究对象，选取腐殖酸(HA)、多硫化钙(CPS)、FeSO₄、Na₂S、Na₂S₂O₃、抗坏血酸(VC)6种稳定剂开展Cr(Ⅵ)污染土壤稳定化实验，通过考察土壤及其浸出液中的Cr(Ⅵ)含量和pH在3～28 d内的变化情况，筛选出适合实际场地修复的最佳稳定剂。结果表明：CPS对Cr(Ⅵ)污染土壤的稳定化修复具有良好的效果，极大地降低土壤Cr(Ⅵ)及其浸出液Cr(Ⅵ)含量，但造成了土壤碱性问题；将酸性稳定剂FeSO₄和碱性稳定剂CPS按照质量分数3%和2%制成的混合稳定剂(T3稳定剂)作用于Cr(Ⅵ)污染土壤，表现出显著稳定化效果同时几乎不影响土壤pH；将T3稳定剂应用于野外Cr(Ⅵ)污染场地的稳定化修复，修复后的土壤及其浸出液的Cr(Ⅵ)含量均低于相关标准限值。研究显示，该技术可为后期Cr(Ⅵ)污染场地大规模土壤修复应用提供工作方法和技术支撑。     

里运河底泥重金属空间分布特征

通过对淮安市里运河底泥的采样与分析,揭示了里运河底泥中镉、砷和硫化物的沿程分布特征、垂向分布特征和横向分布特征以及这些分布特征的形成原因.结果表明:各测点镉的质量分数均超过淮安市土壤环境背景值中镉的质量分数,最大质量分数是背景值的15.73倍;砷和硫化物的质量分数呈沿程降低趋势,但引河路和造纸厂断面砷的平均质量分数超过了淮安市土壤环境背景值中砷的质量分数,砷的最大质量分数为土壤三级标准中砷质量分数的2.45倍;硫化物在引河路断面污染突出,明显高于其他3个断面底泥的硫化物质量分数;重金属在垂向分布上表现为中部的黑泥层质量分数最高;在污染河段的同一断面,河岸的重金属污染程度一般比河中要高.     

南黄海辐射沙脊群苦水洋海域沉积地层特征及其环境演变

通过分析南黄海辐射沙脊群苦水洋海域铁板沙11DT06钻孔的沉积相序列、14 C测年数据、粒度特征及其沉积环境意义,并与该海域北翼潮流通道11DT01孔、里磕脚11DT02孔对比,重建了MIS 3阶段以来苦水洋海域的环境演变过程.铁板沙11DT06孔自上而下揭示了4个沉积序列:S1(潮流沙脊层)、S2(潮滩层)、S3(陆相硬黏土层)和S4(高潮滩层).MIS 3阶段以来苦水洋海域经历了潮滩(ca.44~25ka BP)、洪泛平原(陆相硬黏土层,ca.25~12ka BP)、滨岸沼泽与潮滩(ca.12~7ka BP)和水下沙脊-潮流通道(ca.7ka BP至今)等一系列环境演变过程.铁板沙潮流沙脊主要由细砂和粉砂质细砂组成,而MIS 3阶段与早全新世的潮滩沉积主要由黏土质粉砂和粉砂质黏土组成,分选性总体都较差,基本都为正偏态,表明沉积物粒度分布都存在细尾部分,这正是潮流沉积物的一大特点,与洪泛平原相的硬黏土层存在明显差异,指示了主控沉积动力环境的不同.苦水洋海域三个钻孔测试获得的11个AMS 14 C和2个OSL测年数据显示了海陆交互作用强烈地区测年结果的复杂性与不确定性.     

某铬渣污染场地不同粒径土壤中六价铬的分布特征及其淋洗修复工艺

为研究铬渣污染场地不同粒径土壤占比及其对Cr(Ⅵ)分布特征的影响,探讨铬渣场地修复工艺,采集杭州某化工铬渣污染场地土壤,采用湿筛法分别将渣土(0～0.5 m)、杂填土(0.5～0.8 m)和原土(0.8～4.0 m)3类土壤样品的粒径划分为7个不同等级,分析了渣土、杂填土和原土的土壤粒径组成及Cr(Ⅵ)的分布特征.结果表明,渣土和杂填土粒径分布较均一,但原土各粒径分布存在显著差异,其中粒径0.15 mm的原土占其总量的82.88%.Cr(Ⅵ)在3类土壤各粒径中的分布显示,渣土和杂填土各粒径土壤中的Cr(Ⅵ)含量显著高于原土,而不同粒径原土中Cr(Ⅵ)含量差异较大.湿筛法粒径分级后发现,粒径0.15 mm原土中含Cr(Ⅵ)量接近修复目标值(30 mg·kg~(-1)),采用0.006 mol·L~(-1)柠檬酸淋洗可一步达到修复目标.因此,本铬渣污染场地原土可采用"水力筛分+化学淋洗"组合技术修复.     

基于RBF神经网络的场地重金属污染三维空间分布计算

分析污染场地重金属污染的三维空间分布，能够帮助准确掌握场地内重金属的污染范围及污染程度，对土壤修复治理方案的制定具有重要参考价值.以某停产的热镀锌厂原厂址为研究区，首先通过分析三种径向基函数神经网络的预测精度，确定了用于计算研究区重金属Zn含量三维空间分布的最优径向基函数，并构建了基于RBF神经网络的污染物三维空间分布计算模型；然后利用该模型对研究区内重金属Zn含量的三维空间分布进行了计算；最后利用ArcEngine二次开发的土壤重金属污染三维可视化系统对预测结果进行了三维可视化显示，并对Zn污染的土方量进行了计算.结果表明：以高斯函数作为径向基函数的RBF神经网络的预测精度最高；研究区地下[0,5)m的土层中Zn的平均质量分数为492.4 mg·kg^-1，约为背景值(89 mg·kg^-1)的5.5倍，被Zn污染的总土方量为33 601.30 m³，说明研究区土壤的Zn污染程度较严重；Zn污染区域主要集中在研究区中部及中部偏东区域，且地下[0,2)m土层受污染最严重；垂直方向上，随土层深度的增加，土壤中Zn含量逐渐减小.     

青海湖流域高原鼠兔扰动对土壤养分及微生物量碳氮的影响

为了揭示高原鼠兔扰动对高寒草甸土壤养分和微生物量碳氮的影响,在青海湖流域进行定点采样分析,研究了高原鼠兔扰动前后不同地表类型(草地、新鼠丘、旧鼠丘和禿斑地)土壤养分的垂向分异和水平差异.结果表明:1)高原鼠兔扰动能在短时间内增加土壤养分含量和速效养分释放量,不同土层全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾质量分数的差异均非常显著(P<0.01),不同地表类型全氮、碱解氮、有效磷、全钾和速效钾质量分数的差异显著(P<0.05),但全磷质量分数的差异不显著(p>0.05);2)高原鼠兔扰动能在短时间内增加土壤微生物量碳氮质量分数,并使其垂向分布更加均匀,随着时间推移土壤微生物量碳氮质量分数迅速下降,不同土层微生物量碳氮质量分数的差异均非常显著(P<0.01),不同地表类型微生物量碳质量分数的差异显著(P<0.05),但微生物量氮质量分数的差异不显著(p>0.05);3)高原鼠兔扰动主要通过改变土壤密度和土壤粉粒、地上生物量、土壤含水的质量分数对土壤营养成分产生影响,高原鼠兔扰动后,土壤环境在短期内得到改善,伴随土壤侵蚀的发生多种营养元素流失,土壤总体品质逐渐下降.      

地铁车站端头井施工数值模拟参数的确定

数值模拟能够有效分析深基坑开挖引起的围护结构变形和地表沉降问题,但模拟时所用主要参数目前还没有公认的确定方法。以上海市某地铁车站新建深基坑工程端头井段为例,使用有限元软件ABAQUS对施工过程进行模拟,使用正交试验方法研究了数值模拟所用土层参数的重要性,分析了不同土层参数对围护结构水平位移影响的敏感性,使用反分析方法提...     

海相人工冻土热物理特性试验研究

【目的】沿海城市轨道交通主要穿越海相深厚软土,需要大量使用冻结法施工,而该地区典型土层热物理特性是冻结法设计的关键依据。研究土质、冻融条件等因素对海相人工冻土冻结温度、热物理性质和冻融性质的影响可为该地质条件下的隧道施工提供基础资料。【方法】选取宁波地区3种典型土层,即淤泥质黏土、粉质黏土和砂质粉土,开展冻结温度和热物理参数测定,以及封闭与开放系统下冻胀融沉试验。【结果】3种土层冻结温度为-0.43～-0.23 ℃,且以砂质粉土的较高,粉质黏土的次之,淤泥质黏土的较低; 不同土层热物理性质不同,但其常温土的导热系数和容积热容量大小呈现一致性,表现为砂质粉土最大,粉质黏土次之,淤泥质黏土最小; 冻土的导热系数、容积热容量和导温系数均大于常温土,冻土导热系数为常温土导热系数的1.37～1.77倍,且颗粒越粗差异越大; 各土层冻胀率和融沉系数相差较大,冻胀率较大的土层其融沉系数也较大,表现为淤泥质黏土＞粉质黏土＞砂质粉土; 开放系统补水冻结过程下各土层冻胀率和融沉系数分别为封闭系统冻结过程不补水工况下冻胀率和融沉系数的1.23～1.88倍和1.21～1.84倍。不论是开放系统还是封闭系统,海相土体各土层的融沉过程相似,可分为缓慢融沉、快速融沉和稳定融沉3个阶段。【结论】海相土体的冻结温度、热物理性质和冻融性质与其土质、状态和冻融条件等因素密切相关,在进行海相土体冻结法设计与施工时,应充分考虑其物理特性的差异性。     

基坑降水对土侧压力系数的影响

针对上海软土深基坑开挖降水过程中所涉及的③层淤泥质粉质粘土、④层淤泥质粘土、⑤-1层粉质粘土、⑤-2层粘质粉土,通过二阶段固结模拟和K0试验,研究了各层土在不同降水深度条件下土侧压力系数K0的变化特性。试验结果显示：（1）降水前后,粘性土K0值相对粉性土K0值为大。（2）各层土侧压力系数K0值均随水位降深的增加而减小,单位水位降深,⑤-1层、⑤-2层、③层、④层土的侧压力系数K0值分别下降3.1%、2.5%、2.3%、1.3%左右。（3）随着降水深度的增大,降水对侧压力系数的影响在逐渐减小,并最终趋于稳定。最后,基于回归分析理论得到侧压力系数简化计算公式,为上海地区深基坑降水土侧压力系数的确定提供依据。     

不同级配填土压实及渗透特性试验研究

针对不同级配的粉土、黏土,进行了粉土、黏土的击实特性试验和渗透特性试验研究,绘制了不同击实功作用下和不同级配粉土、黏土的干密度曲线,得到了不同击实功作用和不同级配的粉土、黏土干密度变化规律,探讨了不同压实度的粉土、黏土的渗透特性。试验结果表明:不同级配的粉土、黏土中存在一个最佳击实功,并且在该击实功下,可获得其最大干密度;与此同时,黏土可以通过掺入粗颗粒改变其压实特性,而对于粉土,通过掺入粗颗粒改变级配,并不能有效地改变其压实特性;填土的渗透特性随着压实度的增大而呈现非线性变化。     

皖南地区水稻土的分形特征研究

在安徽土壤普查数据的基础上,对皖南地区水稻土的分形特征进行了研究,结果表明:(1)该地区水稻土的分形维数D介于2.6717-2.9117之间,D分别与国际制粗砂粒和细砂粒含量呈明显的负相关,与粉砂粒和粘粒含量呈显著的正相关,其中与粘粒的相关关系达到极显著水平.(2)用分形维数代替土壤颗粒组成来研究土壤肥力特性,结果表明它可以较好地作为水稻土肥力特性的定量化指标.     

低液限粉土改性机理及加固材料研究

低液限粉土较一般土质粒径集中级配差,孔隙率大,毛细作用剧烈若直接用作路基填土会导致路基难以压实,强度低,水稳定性差,对路基造成极大的危害。根据相关的室内试验对低液限粉土特性进行分析,通过在低液限粉土掺入一定配比的改性加固材料如石灰、水泥、水玻璃、粘土等改善低液限粉土的物理特征,提高强度。试验证明掺入水泥和水玻璃能有效的提高低液限粉土强度提高,水泥提高效果较增幅小,掺入小比例的水玻璃可以大幅提高粉土的强度。     

闽南地区水泥土工程特性实验

为研究闽南地区常见土体制作的水泥土的工程特性,将淤泥、粉质黏土和粉砂分别与一定量的水泥浆混合制备水泥土试样,测定水泥土重度、强度、压缩模量、应力-应变及渗透系数。结果表明:三种土体制备的水泥土重度比原状土提高1%～7%,水泥土搅拌桩形成的复合地基不会对下部土体产生过大的附加应力和附加沉降。当水泥掺量由5%增大至20%时,淤泥、粉质黏土和粉砂制备的水泥土强度依次增大,增大幅度为原状土的1～2倍;水泥弹性模量也增大,与水泥掺量近似指数关系;渗透系数减小。当荷载较小时,水泥土应力-应变近似直线关系,当荷载超过了极限强度时,水泥土进入塑性变形阶段,破坏时存在残余应变。水泥土龄期由28 d增至60 d,其强度增长12%～36%。该研究为水泥土工程提供了基础数据。     

High resolution particle siz e analysis as a tool for interpreting incipient soils in loess

Thick loess deposits in the central U.S.A. often contain incipient soil zones that have slightly darker color, more clay, and in most cases, stronger soil structure than surrounding unweathered loess. These incipient soil zones can be interpreted as the direct result of warmer or wetter climatic episodes, or as the sedimentary result of changes in local loess deposition rate. High-resolution particle size analyses by laser diffraction support a sedimentary explanation for incipient soil zones in Illinois and Nebraska, U.S.A. The soil zones contain more fine silt and clay than loess above and below. This could have resulted from a temporary reduction in the local loess deposition rate, leading to a greater relative contribution of far-traveled dust that contained more fine silt and clay.     

粉质黏土替代膨润土改性泥浆配比试验

为解决土压平衡盾构及车站基坑开挖过程中产生大量废弃粉质黏土的现状,提出一种利用废弃粉质黏土调制泥浆改良盾构渣土的新方案。以沈阳地区粉质黏土为研究对象,通过添加不同的外加剂对粉质黏土泥浆进行改性,研究泥浆土水比、外加剂种类及掺量变化对改性泥浆的漏斗黏度、酸碱度、滤失量和胶体率的影响。通过扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)研究了粉质黏土泥浆的微观改性机理。结果表明：纯粉质黏土泥浆自身稳定性差、泌水量大,无法有效改良渣土;碳酸钠和焦磷酸钠对粉质黏土泥浆的改性效果较好,合理掺入量为1%～3%;改性后的粉质黏土泥浆可有效改良砾砂地层渣土的塑流性,合理粉质黏土泥浆土水比为9∶11、焦磷酸钠掺量为3%,注入比为24%～28%。研究结果验证了粉质黏土泥浆用作盾构渣土改良剂的可行性,为废弃粉质黏土再利用提供了新思路。