含水率对非饱和砂土似黏聚力影响试验研究

目前工程上对待砂土地基时,都是将其作为完全无粘性土来对待,也就是将其粘聚力笼统的作为零。这种方式在理论研究中,简化了很多问题;但是在工程应用中,忽视似粘聚力的存在,有时候会带来诸多的不便,甚至是工程造价的翻番。为了研究非饱和砂土的似粘聚力,本文以工程实例“西咸能源金融大厦的基坑支护项目”为依托,选取了西咸新区,沣河以东,渭河以南交汇区域的砂土,进行了多组不同含水率、相同干密度的砂土的三轴、直剪以及基质吸力试验。试验结果表明：砂土的似粘聚力随着含水率的变化,呈现出由零先急速增长、然后增速放缓、再增速变大增长至峰值,并可以短暂维持峰值阶段,最后逐渐降低为零的结果。同时验证了砂土的直剪试验在工程上的可用性及安全性。其结论可以为非饱和土的研究提供参考。     

轨道-路基体系一致动力相似设计方法与动力试验

在室内动力试验中,为考虑缩尺模型轨道和路基结构的动力效应以及二者的相互作用,提出了轨道-路基体系一致动力相似设计方法:即在对轨道结构进行动力相似设计的同时,保持轨道-路基模型的加速度相似比为1,再通过轨道和路基遵循相同的长度相似比、控制路基模型剪切波速相似来进行路基结构动力设计.采用该方法进行了缩尺比为1/4的轨道-路基模型结构的相似设计,开展了不同激振频率工况下模型体系的动力试验,测试并分析了路基模型不同位置处的加速度反应等,确定了试验模型体系一阶固有频率.结果表明:加速度在向下传递过程中存在时间尺度上的滞后效应;同一激振频率下,路基不同结构层处加速度频谱分析的特征频率一致.     

微生物诱导碳酸钙沉积加固土体的注浆方法

为了探讨微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在实际工程中的应用方法,尝试注浆管MICP加固土体,即在土体中插入不同分布密度注浆孔的注浆管,将菌液和胶结液通过注浆管注入土体中,从而形成加固体,并通过对比试验,研究注浆管MICP的加固效果。试验结果表明,经过注浆管MICP处理,能形成完整的且强度较高的固化砂柱,并且固化砂柱的强度比较均匀。     

氯化钠和醋酸钙镁两种融雪剂对土壤中典型重金属结合态的影响

采用实验室模拟方法, 分别用氯化钠（NaCl）和醋酸钙镁（CMA）两种常见的融雪剂液浸泡和淋溶土壤, 并用Tessier连续萃取法测定土壤中Zn和Cu两种重金属各结合态质量比的变化, 考察两种融雪剂对土壤中典型重金属结合态的影响. 结果表明： NaCl融雪剂比CMA融雪剂对土壤重金属影响更明显, 且NaCl的浓度越高差别越大; 土壤中的Zn和Cu在融雪剂浸泡作用下都倾向于转化为可交换态, 可交换态Zn最多增加115%; 融雪剂淋溶作用对Zn结合态影响较大, 其可交换态、 碳酸盐结合态Zn比蒸馏水淋溶分别降低了30%,20%; 对Cu结合态影响较小; 两种金属的有机/硫化物结合态和残渣态受融雪剂浸泡和淋溶的影响均很小; CMA比NaCl融雪剂对环境更友好.     

拉恩氏菌LRP3诱导形成碱式磷酸锌沉淀及其在Zn污染土壤修复中的作用

采用批式和土壤培养实验考察拉恩氏菌LRP3对Zn的磷酸盐矿物诱导及其在Zn污染土壤修复中的作用, 并进行X射线衍射、 扫描电子显微镜、 能谱及Fourier变换红外光谱分析. 结果表明, 菌株LRP3对Zn²⁺的最大耐受质量浓度为120 mg/L; 对溶液中Zn²⁺的去除率为菌体细胞（97.4%）>发酵液（88.2%）>无菌发酵液（81.6%）; 菌株LRP3的发酵液可通过生物矿化作用诱导形成结晶良好的立方体状Zn₂(OH)PO₃矿物晶体; 菌株LRP3的发酵液加入土壤后可快速降低DTPA-Zn的质量比, 培养5 d后DTPA-Zn的质量比平均下降784%, 培养6 d后土壤中Zn的弱酸提取态和可氧化态的质量比分别下降72.5%和562%, 可还原态和残渣态的质量比分别增加85.1%和14.8%. 因此, 菌株LRP3对Zn²⁺具有较强的抗性和吸附能力, 可通过降解植酸释放磷酸根, 进一步诱导形成碱式磷酸锌矿物晶体, 从而降低土壤中Zn的生物有效性, 可用于Zn污染土壤的绿色可持续修复.     

水泥掺量对红粘土固结体抗剪特性影响的试验研究

为探讨水泥掺量对红黏土固结体抗剪强度特性的影响规律,本文以大掺量水泥对红黏土固结体抗剪强度指标的影响为切入点,室内制备了四种不同水泥掺入比的红黏土固结体试块,开展了不同法向应力条件下的红黏土水泥固结体直接剪切试验。试验发现:随着水泥掺量的不断增大,红黏土固结体的剪应力-剪位移关系曲线上峰值应力跌落现象逐渐显现;红黏土固结体抗剪强度指标随水泥掺量的增大而提高,但是粘聚力与内摩擦角的增大规律并不相同:粘聚力的增大速率随水泥掺量的增大而不断减小,内摩擦角的增大规律随水泥掺量的增大而呈"S"型。     

冻融循环作用下秸秆纤维加筋土抗压强度试验研究

通过室内无侧限抗压试验,分析纤维掺量和冻融循环次数两个因素对棉花秸秆纤维加筋土强度的影响规律,研究冻融循环作用对纤维加筋土强度的影响。试验结果表明:土体中掺入纤维能有效提高土体的抗压强度,明显改善土体的软化程度;加筋土无侧限抗压强度随冻融循环次数的增加呈指数下降趋势,经历5次冻融后,强度下降幅度最大;通过将不同加筋率的纤维土与冻融循环次数进行拟合,建立两者之间的半经验公式,为纤维加筋土的实际工程应用奠定理论基础。     

黄顶菊入侵不同时间对土壤微生物功能的影响

通过同质园试验,采用Biolog技术比较黄顶菊(Flaveria bidentis)定植不同时间(5年、7年、9年)其与狗尾草根际土壤微生物对碳源的利用能力,分析其功能多样性的变化.结果表明:定植不同时间,黄顶菊与本地植物狗尾草混合种植小区(简称F+S处理)的平均颜色变化率都高于黄顶菊单一种植小区(简称F处理);与其他处理相比,F+S处理的均匀度指数U较高;随着定植时间的延长,F+S处理的均匀度指数U显著增加;F处理的优势度指数D显著增加,其均匀度指数U逐渐下降,并在定植9年时显著小于狗尾草单一种植小区(简称S处理);与其他处理相比,F+S处理促进了土壤微生物对脂类、糖类和氨基酸的吸收,与定植5年和7年相比,定植9年F+S处理的土壤微生物对脂类的利用能力显著提高,对糖类利用能力显著降低.由此可知,黄顶菊入侵后定植不同时间对土壤微生物的功能产生了影响.因此,探究外来植物根际土壤微生物功能随时间变化的一般规律,有助于进一步揭示外来植物的入侵机制.     

基于机器学习的深基坑三维土层重建

在深基坑施工过程中,需要通过少量钻孔数据来进行土层三维模型重建,以获取土质信息分布.提出一种基于机器学习的土层重建方法,首先设计土层生成算法来进行土层训练数据集的数据增强.然后根据钻孔信息数据结构设计了预测模型特征编码方法,作为预测模型的标准输入,通过搭建卷积神经网络模型,对土层结构进行特征提取,形成土层预测模型.随后,利用预测模型对待预测地块中的离散格点进行土层属性预测,获得土层体数据.最后,对土层体数据利用Marching Cubes算法生成封闭等值面,形成土层实体块,从而实现了对三维土层的重建.本模型能够适应不同层数、不同类型的地层,具备了实际工程应用的初步条件.     

柴油和镉污染对土壤酶活性和微生物数量的影响

利用盆栽实验, 研究了土壤柴油污染、镉污染和柴油+镉复合污染对土壤酶活性和微生物数量的影响. 实验土壤为上海郊区无污染水稻土, 通过不同的处理, 共设计了对照(CK)、低量柴油(CYL)、高量柴油(CYH)、低量镉(CdL)、高量镉(CdH)、 高量柴油+高量镉(CYH+CdH)和高量柴油+高量镉+苗(CYH+CdH+P) 7 个处理组. 结果表明: CYH 和 CYH+CdH 处理增加了土壤脲酶(urease, UR)的活性, 最高可达 CK 组的 5.25 和 2.63 倍, 且土壤微生物数量也有相应增加; CYH、CYL 和 CYH+CdH 处理对脱氢酶(dehydrogenase, DE)活性有显著抑制作用; 镉的单污染对脱氢酶活性的影响较小, CdL 处理甚至有激活效应.