矿区充填复垦土壤重金属分布特征研究

为保证矿区种植农作物的充填复垦土地的生态安全,以徐州柳新矿区粉煤灰、煤矸石充填以及对照场地为研究区,通过对3块场地中As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb,Zn 7种重金属元素不同深度含量分析,总结7种重金属纵向的分布情况,并将3块场地重金属含量与土壤背景值、土壤环境质量标准做比较,分析7种重金属元素的变化度和污染程度.结果表明:3块场地中,相对于土壤背景值,Hg,Cu,Cd,Pb的变化度均较大;煤矸石场地的Zn变化度偏大;As,Cr的变化度均较小.相对于土壤质量评价标准,Cd均超过土壤质量标准;除极少数As,Zn,Cu样点超标,其余均未超标.在此基础上,对Cd进行详细分析,以粉煤灰场地为例,建立了Cd纵向分布的克里格模型,所建模型拟合精度较高.研究结果将为矿区污染土地的修复并进而制定相应治理措施提供依据.     

矿山充填复垦场地重金属含量对比研究

为保证矿山充填复垦场地作为农用地的生态安全性，通过对现场不同深度土壤、小麦根系采样分析，研究了粉煤灰和煤矸石两种不同物料充填复垦场地中As，Hg，Pb，Cu，Cd，Cr，Zn等重金属的含量，并与当地对照土壤比较．结果表明：粉煤灰中Pb，Cu含量高于比照土壤，矸石中Cu，Zn含量高于比照土壤，但是充填复垦场地覆土土层0～20cm厚度内，除了矸石充填场地Zn明显高于比照土壤外，其他元素含量均无明显差异，覆土土层40cm厚度处，矸石充填场地Cu，Zn含量明显高于比照土壤；而充填复垦场地作物根系中的重金属含量与对照场地不存在明显差异，矸石与粉煤灰中重金属的含量与作物根系的重金属含量并不成正比．     

充填复垦土壤水分竖直运动模拟研究

应用直立柱状模型模拟研究了煤矸石和粉煤灰两种充填模式下覆土层土壤水分运动特点,把充填复垦土壤水分运动过程分为3个阶段和4个层次,并通过与全部充填土壤情况下水分动态对比找出其差异性.把监测数据与应用竖直一维动力学模型计算得到的水分分布规律比较,找出了充填层对覆土层土壤水分动态产生影响的本质原因,并对充填煤矸石和粉煤灰复垦的土壤水分动力学参数进行修正.结果表明：充填煤矸石和粉煤灰复垦的土壤水分动态与正常土壤不同源于煤矸石和粉煤灰的颗粒级配与土壤的差异;覆土层土壤与充填料孔隙的差别大,其保持水分的能力反而较强,煤矸石充填不会导致覆土层水分大量渗漏.     

采煤塌陷地充填复垦土壤呼吸的研究

以徐州垞城矿区复垦耕地为例,对以煤矸石和粉煤灰为充填物的复垦场地土壤的理化性质以及生物学特性——土壤呼吸进行了试验分析.参考美国土壤质量评价方法,采用将土壤温度和土壤湿度修正到标准状态土壤呼吸的方法,得出煤矸石充填土壤标准呼吸率为（CO2）（8.35±0.39）μmol/（m^2.s）、粉煤灰充填土壤标准呼吸率为（CO2）（6.00±1.34）μmol/（m^2.s）、对照土壤标准呼吸率为（CO2）（8.04±1.70）μmol/（m^2.s）.结果表明：煤矸石充填复垦土壤的生物活性要高于粉煤灰,并且与对照土壤的土壤质量相差不明显,其生物活性接近理想土壤.     

西安市革命公园土壤重金属含量及污染评价

对西安市革命公园表层土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Cd及Pb等6种重金属的含量状况及形态分布进行取样调查,并对其污染状况进行分析与评价.结果显示,革命公园的表层土壤呈碱性,并含有较多有机质;土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Cd及Pb平均含量分别为27.30mg/kg,26.01mg/kg,90.29mg/kg7,1.06mg/kg0,.184mg/kg及51.61 mg/kg;除Pb外,土壤中Cu、Ni、Zn、Cr及Cd形态分布均以残渣态为主;革命公园土壤内梅罗污染指数为2.70,说明革命公园土壤中重金属污染已经达到中度污染,其中Pb元素污染程度最严重.     

朱仙庄煤矿周边土壤有机质和重金属的含量研究

为了解煤矿周边土壤有机质含量对重金属的影响,以宿州朱仙庄煤矿周边的农田为研究对象,测定了其土壤中有机质及重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb)含量.结果表明: Cu、Zn、As、Cd、Pb金属元素有轻度积累,但不会影响农业生产和生活; Cd的单因子污染指数高于4, 污染风险等级高; 研究区土壤中的有机质平均含量为50.53 g/kg,但各采样点土壤中的有机质含量差异较大,变异系数为0.81; Cu和As在土壤表层出现积累,且积累含量与有机质的含量呈显著正相关.本文的研究结果对相关部门进行土壤环境质量调查以及土壤合理利用有一定的参考价值.     

土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究

随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的土壤重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要.通过玉米作物污水灌溉实验、采样分析和生态调查,研究了由于污水灌溉造成的土壤重金属污染(Pb,Cd,Cr,Cu)在玉米体内分布特征和富集能力.研究结果证明,重金属Pb,Cr和Cu主要富集在玉米根部,少量向玉米作物地上部分迁移.玉米籽粒中4种重金属(Pb,Cd,Cr,Cu)的含量均在粮食及其制品中重金属元素限量之内,说明玉米籽粒基本没有受到污染,粮食生产处于安全状态.     

山东省东部地区土壤重金属污染及其生态环境效应

为了弄清楚山东省东部地区土壤重金属元素的潜在生态危害程度,在土壤调查的基础上,采用潜在生态危害指数法,以深层土壤的重金属元素含量均值作为参比值,对土壤进行重金属污染的潜在生态风险评价,并探讨其生态环境效应。结果表明:山东省东部地区土壤重金属元素污染程度从大到小依次为Hg、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、As,重金属潜在生态风险从大到小依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn,其中Hg和Cd对土壤污染危害的贡献率之和达87.95%,仅Hg元素的贡献率就达到61.96%; 综合潜在生态风险评价级别为强和很强的土壤面积占13.75%,主要分布在莱州—招远—烟台和牟平—乳山金矿集中区以及人口密集的城镇地带,这种空间分布与目前金矿开采、选冶和人类生产生活布局一致; 此外,局部土壤重金属污染物已迁移到小麦体内,部分小麦样品中Cd、Cr、Pb、Zn含量超临界值,对人体健康产生影响。     

小店污灌区表层土壤重金属分布特征及生态风险评价

以太原市小店污灌区农田土壤(0~20cm)为研究对象,分析了Hg、Cd、As、Pb、Cr、Zn及Cu的含量,评价了污灌区农田土壤的污染程度及潜在生态风险.结果表明,污灌区农田土壤均受到了不同程度的重金属污染,7种重金属元素含量均未超过土壤环境质量二级标准,但平均含量均显著高于研究区背景值,土壤总体表现为以Hg为主的多种重金属富集;相关性表明,Cu与Cd、As、Zn,Zn与Cd、Pb、Cr、Cu,Cr与As、Pb、Zn,Pb与Cd、Cr、Zn呈显著相关;各种重金属内梅罗综合指数和地质累积指数由大至小依次为Hg、Cd、As、Cu、Cr、Zn、Pb;综合污染评价和综合潜在生态风险评价表明,该区域总体呈现中度污染和中等潜在生态风险水平.污灌区农田土壤中Hg、Cd、As、Pb、Cr、Zn、Cu 7种重金属元素明显积累的现实应该引起有关部门的足够重视.     

煤矸石充填复垦对土壤特性影响研究

为实现矿区可持续发展,以潘一矿复垦区土壤为研究对象,选择土壤含水率、容重、pH值、有机碳、速效钾、速效磷和全氮7项指标对煤矸石充填复垦土壤特性及肥力水平进行评价。结果显示：与对照区土壤特性相比,潘一矿复垦区土壤含水量、有机质、速效钾、速效磷、全氮含量偏低。但是土壤容重较大,pH值略高显弱碱性。在土壤剖面上,这7种指标在各层含量差异不大。潘一矿复垦区土壤营养元素中有机质和速效磷比较缺乏,特别是有机质含量严重缺乏。风化后的煤矸石对土壤有一定增肥作用。但是,由于煤矸石偏碱性和含盐量较高特点,容易引起接触层土壤发生盐化现象．应当引起重视。     

海堤填筑料固结特性研究

试验以海泥,山土,10%、15%、20%三种水泥掺量的海泥搅拌水泥(桩)土作为海堤填筑料。从固结特性方面研究出最适用于海堤填筑的材料,通过基本物理力学性质试验和标准固结试验获取试样的基本物理力学参数、压缩系数和固结系数,再从固结压缩变形和固结速率的角度对试样作出分析。结果表明:(1)天然海泥压缩变形最大,固结速率最小。(2)天然山土的压缩变形最小,但固结速率低于海泥搅拌水泥(桩)土。(3)随着水泥掺量的增加,海泥搅拌水泥(桩)土的压缩变形最小,相比海泥、山土,固结速率也最小,但水泥掺量对海泥搅拌水泥(桩)土的固结速率影响不大。故从固结特性角度得出,水泥掺量为20%的海泥搅拌水泥(桩)土是最适用于海堤填筑的材料。     

桩承式加筋路堤中土工格栅加筋效应的室内试验研究

基于室内模型槽试验,开展了考虑土工格栅的桩承式路堤变形和填土应力分布规律研究,重点研究了土工格栅抗拉强度和土工格栅层数对软土竖向位移、填土竖向应力分布和桩土应力比的影响。研究结果表明:软土竖向位移随土工格栅抗拉强度和土工格栅层数增加而减小;不同层数土工格栅作用下填土竖向应力随路堤高度的分布规律差异较大。综合考虑桩承式路堤软土变形和填土荷载向桩顶转移程度,了解研究工况下土工格栅的作用效果,可为现场路堤工程中如何选用合适土工格栅抗拉强度和层数提供依据。     

上埋式高填土涵洞模型地基应力分布数值模拟分析

针对涵侧填土高度对高填土涵洞地基土中应力影响的问题,提出了采用数值模拟来探讨地基土中典型部位的土压力分布.分析不同涵洞结构形式、基础类型和涵洞侧面填土高度对地基土中应力的影响,研究地基土中典型部位的土压力分布.结果表明:涵洞结构形式对地基土中应力分布影响甚微;在距涵洞基础底部第一层土的中心点处,整体式基础较分离式基础相比地基应力增大约17%;随着涵侧填土的增加,地基土中应力的提高率先增加后减少,在涵侧填土为0. 3 m时,地基土中应力提高率达到最大值.     

含泥量对填砂路基动态模量的影响

为掌握含泥量对填砂路基动态模量的影响规律,先通过现场便携式落锤式弯沉仪（PFWD ）试验与压实度试验,分析了含泥量与填砂路基动弹性弹模量的关系;再结合现场检测数据,建立了动态模量随压实度、稠度和含泥量变化的回归模型;最后,结合现场检测与室内PFWD试验结果,提出了填砂路基含泥量的控制标准。研究表明：现场检测路段填砂路基含泥量绝大部分在3．0％～5．5％之间,现场动态模量随含泥量增大而减少,二者具有良好的幂函数回归关系;现场的动态模量与压实度、稠度和含泥量也具有良好的回归关系;当含泥量为0～10％时,随着含泥量的增加,路基动态模量呈先增大后减小的趋势。当含泥量较小（含泥量小于3％）和较大（含泥量大于8％）时,其动态模量要明显小于其他含泥量下的动态模量。当含泥量在3％～8％范围时,动态模量变化幅度较小,故建议含泥量的控制标准为3％～8％。     

土路基填筑压实度试验

对试验路段进行了路基压实试验,然后分析了影响土路基压实的各种因素．实验结果表明土的含水量和填筑厚度对压实度的影响最大;同时还获得了影响土路基填筑压实的有关参数,可供类似路基填筑参考．     

基于堆填厚度及填筑速率的拓宽路基变形研究

在软土路堤结合工程中,软土的长期变形效应不仅影响道路的使用寿命,而且将使新老路堤间出现不均匀变形,因此对施工过程中路基变形及工后沉降控制是路基拓宽工程中急需解决的工程难题。本文将以南京滨江大道拓宽工程为研究对象,研究内容如下：针对南京浦口滨江大道K11＋500断面,建立有限元模型,研究在不同堆填厚度与不同的填筑速率的条件下不对称拓宽路基的变形机制。结果表明：填筑速率越快,工后沉降越大,工后差异沉降也越大,孔隙水压力不易消散,影响土壤固结,要及时打设排水板,加快工程进度。随着填土层厚的增加,相同填筑速率下的填土差异沉降量也在变大。     

软基路基沉降系数的影响因素分析

结合软基路基沉降计算的实际问题,讨论公路工程中普遍应用的一种软基路基沉降计算经验法,分析路堤填土高度、地基处理方法、填土施工速率和地质条件对沉降系数的影响,提出综合沉降系数的计算模式,对保证软基路基工程质量具有指导意义.     

沟埋式矩形涵洞土压力及填土等沉面分析

填方工程中,填土在涵洞附近形成土拱,导致现有关于涵洞土压力理论计算值与实测值相差较大。为了探讨涵洞对填方工程变形的相互影响,对沟埋式涵洞顶部土压力及填土变形进行了对比分析,计算结果表明：沟埋式涵洞内土柱的竖向沉降小于外土柱的竖向沉降;沟埋式涵洞顶部土压力系数均大于1,且随沟槽宽度的增大而增大,当沟槽宽度为涵洞宽度10倍时,土压力系数已接近最大值;土压力系数随沟槽深度的增大而呈线性减小规律,当沟槽深度大于涵洞高度的2倍以上时,涵顶土压力可按上覆土重计算;涵洞侧壁受到的剪应力随着沟槽宽度的增加而增加,随着沟槽深度的增加而呈线性减小规律。     

三点击实法在东湖水库围坝填筑过程中的应用

土坝填筑质量的优劣直接影响坝体的稳定和安全,对上坝土料碾压不实或不均匀,可能导致坝体局部沉陷、渗水、滑坡,甚至溃堤,采用三点击实法作为坝体填筑质量的检测方法,能快速确定填土的压实度和最优含水率与填土含水率的差值,从而保证土坝填筑质量和施工进度。     

黄土高填方场地孔隙水压力的变化规律

孔隙水压力是评价黄土高填方场地变形与稳定的重要参数。为探讨沟谷地形中黄土高填方场地孔隙水压力增长和消散规律，对陕北某黄土高填方工程进行了施工期和工后期的孔隙水压力监测和分析。结果表明：在分析超静孔隙水压力的增长和消散规律时，须扣除因土层压缩和地下水位变化而引起的静水压力变化值；孔隙水压力的增长和消散主要受地下水位和填土荷载的影响；土方填筑快，孔隙水压力增长快，反之，孔隙水压力增长慢，甚至消散；施工期的孔隙水压力增量与填土荷载增量呈近似线性关系，多级荷载的孔隙水压力系数小于0.2，土体始终处于稳定状态；工后期孔隙水压力消散缓慢，沉降达到完全稳定需要较长时间。