膨胀土基坑边坡降雨入渗的一维数值模拟

应用非饱和膨胀土一维降雨入渗模型,模拟膨胀土边坡在降雨入渗条件下的水分运移规律,通过数值计算, 求得边坡在任意时刻任意位置的体积含水率;并分析了降雨强度、水分扩散率以及导水率变化对边坡水分运移的 影响.计算结果可以用矩阵的形式和三维空间曲面的形式表示出来,方便应用.     

非饱和均质砂土边坡降雨入渗和稳定性分析

为了研究降雨入渗诱发滑坡的机制,通过选取典型的土性参数,利用有限元法使用软件SEEP/W对均质砂土边坡进行饱和一非饱和渗流分析,模拟边坡降雨入渗的全过程,得到降雨入渗过程的入渗量、浸润深度和含水率的瞬态分布,再利用Bishop法使用软件SLOPE/W进行边坡稳定性分析,搜索并计算最危险滑动面,得到该类型边坡的瞬态安全系数.     

上海中心城区地表灰尘与土壤中重金属累积及污染评价

通过对上海中心城区土壤与地表灰尘和降雨径流样品的取样调查，探讨了城市不同土地利用类型中重金属Cu,Zn,Cr,Pb的累积特征及其环境效应.结果显示：地表灰尘、土壤重金属在不同土地利用类型中的富集程度均高于土壤背景值，且存在显著性差异.相比之下，灰尘重金属污染比土壤严重，同一土地利用类型灰尘重金属P值为土壤的3~4倍.土地利用方式对重金属在地表灰尘和土壤中的积累有较明显的影响.地表灰尘重金属在工业、交通、居住用地中的含量普遍偏高，而在绿地中的含量普遍较低；土壤重金属在交通、商业和绿地中浓度较高，而工业用地中浓度较低.不同土地利用方式对地表径流重金属含量的影响不同，与土壤相比，地表灰尘直接影响到降雨径流重金属含量，两者之间耦合关系明显.工业、交通、居住和商业用地地表径流中，重金属EMC值以工业用地最高，其次为交通用地，商业和居住用地较小，但Cr，Pb，Zn的平均EMC值都超过了国家Ⅴ类水的标准，具有潜在的环境危害.     

非饱和黄土渠道浸水变形的离心模型试验研究

对两种不同的渠道深度和渠底地基厚度的自重湿陷性黄土渠道进行浸水变形的离心模型试验 ,得到了渠道浸水变形、渠道边坡破坏形式及边坡内部土体吸力的变化过程。该项研究对非饱和黄土的结构性、湿陷变形、吸力量测及变化等问题 ,具有理论和实际意义     

饱和土体串联与并联弹性力学模型

针对饱和土体中的串联与并联弹性力学模型，通过将固体中的应力分解为颗粒间应力和流体与颗粒的相互作用力，并且运用流体与颗粒间的作用力与反作用力相等，以及在不排水条件下土体总应变等于骨架的应变原理，对这两种模型的理论依据进行了证明和阐述。结果表明：饱和土体中的串联与并联弹性力学模型与Biot—Geerstma理论是一致的，且分别是该理论中弹性模量在骨架弹性模量为零和颗粒弹性压缩系数为零的两个特例；Terzaghi有效应力是“粒间应力”的平均值。     

应力状态和湿化路径对非饱和边坡的瞬态渗流状况的影响

借助双变量理论,提出了预报非饱和土中渗流和变形的简化模型,由此考察了依赖于应力状态的土的水分特征曲线（Stress Dependent Soil Water Characteristic Curve,SDSWCC）及其干湿滞回效应对非饱和边坡中的瞬态渗流的影响。     

结构和价态调控的Ce-MOFs及其衍生物吸附水中氟离子的机理

严控饮水氟浓度,可以有效降低人体罹患氟骨症和氟牙症的风险。近年来,铈基吸附材料在解决氟污染问题中表现优异,而铈盐与有机酸反应生成的铈基金属有机框架材料（Ce-MOFs）或其衍生物,能有效去除水中的氟离子。硝酸铈铵（Ce(NH₄)₂(NO₃)₆）和均苯三甲酸（H₃BTC）在不同反应时长下生成了Ce-MOFs CeT1及其衍生物CeT2,更换H₃BTC为对苯二甲酸（H₂BDC）,反应生成2种Ce-MOFs,CeD1和CeD2。利用XRD、BET、SEM、XPS和FTIR对材料的结构、比表面积、元素含量和组成基团,进行系统的表征;通过控制吸附时间、溶质初始浓度、溶液pH值和竞争离子种类研究4种材料的吸附性能;对实验数据进行吸附动力学模型和吸附等温模型拟合,探究吸附机理。表征结果显示,CeT1为高度配位不饱和的Ce(Ⅳ)-MOFs,CeD1为比表面积最大（1 003.10 m²/g）的Ce(Ⅳ)-MOFs,而CeT2和CeD2则同为Ce(Ⅲ)占比较高的吸附材料。吸附实验中,CeT1、CeT2、CeD1和CeD2的最大吸附容量分别为99.38 mg/g、142.45 mg/g、60.45 mg/g和124.55 mg/g,CeT1、CeT2和CeD2符合假二级动力学模型,CeD1符合假一级动力学模型。4种材料对氟离子的吸附机理主要为静电吸引、离子交换和沉淀。其中,CeT1的不饱和配位可提供吸附位点进行离子交换和静电吸引,CeD1的大比表面积增加了污染物与材料的碰撞几率,而CeT2和CeD2中含有的Ce(Ⅲ),可通过形成溶度积常数极小的CeF₃（K_sp=8×10^-16）,以沉淀作用固定氟离子。实验分析了4种材料的特点与吸附性能之间的关系,为Ce-MOFs及其衍生物的制备与优选提供参考。     

用于层圈相互作用的冰冻圈参数化模型

给出了一个用于研究各层圈相互作用简化的冰冻圈模型.对其中两个重要分量:季节性雪盖和冻土内部复杂而相互作用的水、热传输和相变物理过程作出简化及改进,发展了相应定量描述的参数化方案;最后利用国内外多个观测站长年的观测数据,对所发展模型作了验证,发现模拟结果与实测数据吻合得很好,表明所发展雪盖和冻土参数化方案能适用于层圈相互作用研究的需要.     

水质耦合模型在农药对土壤包气带污染中应用

在综合考虑农药类污染物在非饱和土壤环境中的水动力弥散、吸附解吸及微生物降解等环境行为的前提下,建立土壤中农药类化学污染物迁移的耦合动力学模型,模型中充分考虑了溶质在土壤固体骨架上非平衡吸附作用,并对农药阿特拉津在土壤中的运移过程进行了数值模拟,对模型中的几个重要参数(含水率、吸附速率和水动力弥散系数)进行了灵敏度分析;结果表明,土壤水分含量变化对农药类污染物质在环境介质中迁移转化起着重要作用.这对于定量化分析农药类污染物在土壤中迁移对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据,同时可为现场农药环境污染评价提供技术支持.     

碳酸盐岩发育土壤中的磁赤铁矿及其成因机理研究

设计了土壤氧化铁矿物提取方法和分析流程，成功地从碳酸盐岩发育土壤中提取到较纯的磁赤铁矿微结核，运用多种矿物学方法进行了较系统的矿物学研究，并探讨了其成因机理。