采煤沉陷地夹层式充填复垦原理与方法

充填复垦是提高耕地恢复率的有效途径。现有充填技术采用一次性充填方式,形成典型的“土壤层+充填层”双层土壤剖面构型。在覆盖土壤厚度不足的情况下,复垦土地的生产力低,为此,提出 “土壤层+充填层+夹层+充填层……”的夹层式多层土壤剖面构型,并以黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例,从夹层式充填复垦的原理和方法两个方面进行研究分析。结果表明:根据不同充填材料土壤质地情况,在充填材料层中设置与其质地相异的夹层,可以改善充填材料的水分和营养元素状况,改良了“土壤层+充填层”的双层土壤剖面构型存在的弊端,提高复垦耕地的质量。提出了一种充填复垦采煤沉陷地交替多层多次充填土壤重构方法,通过条带间交替充填工艺和多次充填与土壤回填,实现了夹层式土壤剖面结构重构的连续施工作业。在山东省邱集煤矿进行了实践,夹层式土壤剖面构型的小麦产量可以当年达到甚至高于对照农田。     

露天矿排土场的复垦作业与评价

针对露天矿排土场土地复垦作业流程，依据土壤重构原理具体分析和论述了排土场复垦作业的工程措施，阐述了复垦地的改良技术，并对复垦评价作了初步的探讨。     

排土场的复垦作业与评价

针对露天矿排土场土地复垦作业流程,依据土壤重构原理具体分析和论述了排土场复垦作业的工程措施,阐述了复垦地的改良技术,并对复垦评价作了初步的探讨。     

露天矿排土场的复垦作业与评价

针对露天矿排土场土地复垦作业流程,依据土壤重构原理具体分析和论述了排土场复垦作业的工程措施,阐述了复垦地的改良技术,并对复垦评价作了初步的探讨。     

煤矸石充填重构土壤剖面温度变化对覆土厚度的响应

为探究不同覆土厚度煤矸石充填重构土壤剖面温度变化及其对表层土壤微生物量碳(MBC)含量和土壤呼吸的影响,根据覆土厚度将研究区分为A(15~40 cm),B(40~60 cm),C(60~80 cm)和D(80~100 cm)4类监测区,分别测定重构土壤0~120 cm 土壤层温度和表层土壤呼吸速率,并采集表层土壤测定其MBC的含量。结果表明：监测区表层土壤(5 cm)日最高温度和温度变幅均呈A>B>D>C,监测区A和B年均温度要比C和D高出1 ℃左右。矸石层的存在会影响表层0~20 cm土壤温度的日变幅,并且随着覆土厚度的增加,表层土壤温度日变幅逐渐减小。当覆土厚度大于80 cm时,土壤层的温度变化几乎不受矸石层的影响。随着太阳辐射的增加,矸石层对土壤层温度的影响也会增强,并且随着覆土厚度的增加,矸石层对土壤层温度的影响会逐渐削弱。Tc值(矸石层对表层土壤的温度影响系数)能够准确地定量分析矸石层对土壤层温度的影响并估算重构土壤的覆土厚度。重构土壤表层土壤MBC含量与温度无显著相关性,覆土厚度过薄或过厚均不利于MBC的累积,当覆土厚度在60~80 cm时最有利于表层土壤MBC的累积,其年均MBC含量为83.46 mg/kg。重构土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关,但不同覆土厚度重构土壤呼吸速率的差异主要是由矸石层引起,并且矸石层对重构土壤的影响随着覆土厚度的增加逐渐减小。     

覆土厚度对煤矸石充填重构土壤活性有机碳分布的影响

按照不同覆土厚度将研究区分为A(＞100 cm),B(60~100 cm),C(40~60 cm)和D(20~40 cm)4类采样区,分别采集重构土壤剖面不同深度土壤或煤矸石样品,测定其含水量(WC)、pH值、密度(BD),以及有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC),研究覆土厚度对活性有机碳(AOC)分布的影响。结果表明：复垦5 a后,试验区0~20 cm土壤层SOC含量增加0.48 g/kg,DOC平均含量为46.86 mg/kg,MBC平均含量为46.09 mg/kg。与其他类型重构土壤相比,研究区有机碳库的恢复进度较慢,这主要受制于区域土壤性质和复垦地的土地利用方式。研究区相同土壤层的SOC含量大小关系为A＞B＞C＞D,也即随覆土厚度增加,煤矸石充填重构土壤SOC含量也相应增加。采样区B和C的 0~20 cm土壤层MBC含量相对较高,说明覆土厚度过薄或过厚,均不利于表层土壤MBC的积累;采样区D的煤矸石层DOC含量高达97.90 mg/kg,表层土壤中含量也达到64.80 mg/kg,均高于其他采样小区,说明覆土厚度较薄时,上覆土壤DOC含量很可能受到煤矸石层的影响。煤矸石层的qMBC值不能准确反映重构土壤肥力质量,而上覆土壤的肥力质量和SOC,我们可以用MBC来表征或预测。MBC与重构土壤pH值、BD呈极显著负相关(p＜0.01)、与WC呈显著正相关关系(p＜0.05),而SOC和DOC与上述土壤理化性质的关系却与之相反。     

不同粒径煤矸石温度场影响下重构土壤水分时空响应特征

为研究煤矸石基质风化过程中温度场变化引起的充填复垦重构土壤水分时空响应特征,选取不同粒径级配同等覆土厚度的煤矸石充填复垦田间试验小区,分层分区埋设温度和湿度传感器,动态监测重构土壤不同梯度的温度及水分。实验结果表明:煤矸石层及充填界面温度总体低于土壤剖面15 cm(H1层),25 cm(H2层)处温度,高于35 cm(H3层)处土壤温度,说明地表热传导作用于H1,H2层土壤,但是在充填界面上存在由煤矸石风化作用引起的温度场变化演替现象;复垦地土壤水分随土壤深度的增加而降低,各复垦地土壤水分总体分布趋势为中粗粒径细粒径粗粒径,中粗粒径和细粒径复垦地块土壤水分平均差异值为3.7%;H3层土壤温度与煤矸石层温度相关性最高;试验地各层土壤水分与煤矸石层温度相关系数大小呈H3H2H1;各复垦地土壤温度与水分相关性显著,粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.716,中粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.668,细粒径复垦地块的平均相关性系数为0.626。     

应用探地雷达检测复垦土壤的分层结构

复垦土壤的物理条件，是影响作物生长的重要因素。本文利用探地雷达为手段对研究区的复垦土壤进行了探测。对采集到的探地雷达数据应用小波方法进行了分析。通过将处理后的数据与复垦土壤的剖面进行对比，证实只要采用适当的数据处理方法，探地雷达可以有效的检测到复垦土壤的分层结构状况。     

煤矿区重构土壤剖面水气变化及其对温度梯度的响应

煤矿区用煤矸石作为基质进行土壤重构,恢复生态环境和土地复垦的立地条件工程大量存在。但是,煤矸石氧化放热过程会对重构土壤剖面的水气变化产生影响,进而影响矿区生态修复的效果。为了研究重构土壤的水气运动特征及其对温度梯度的响应,设计了一种重构土壤水气热耦合运移室内模拟装置。在重构土壤不同深度布设温湿度传感器连续监测重构土壤剖面含水量和温度,利用CO_2体积分数检测仪测定不同深度CO_2体积分数,并通过底部的加热装置对重构土壤进行加热,研究重构土壤温度分布及其对水气运动的影响。结果表明:Hydrus-1D软件能较好地模拟重构土壤剖面体积含水量分布,但水分入渗过程存在明显的滞后性,水分在土壤层累积。气体在扩散过程中也表现出了明显的滞后性,在80 cm矸石层累积。当底部加热时,重构土壤剖面会形成稳定的温度梯度。在温度梯度的作用下,重构土壤中的水分会从底部向上运动,导致底层含水量明显降低,而其他层的含水量均明显上升,其中60 cm层的含水量增速最大,为0.057%/h。此时,气体易在矸石层及层间界面累积,并且累积效应随着温度梯度的增加而增强。温度和含水量均会影响重构土壤气体的扩散,但温度梯度的增加会削弱含水量对气体扩散的影响。另外,在重构土壤层间界面可能存在一个"障碍带",当水分和气体接触到层间界面"障碍带"时开始受阻,从而导致水分在土壤层开始累积,气体在矸石层及层间界面累积。     

黄河泥沙间隔条带式充填采煤沉陷地复垦技术及实践

为研究黄河泥沙充填采煤沉陷地复垦新技术,选取山东省德州市邱集煤矿采煤沉陷地为研究对象,提出了间隔条带式充填采煤沉陷地复垦技术工艺流程并进行实践,通过研究复垦农田地貌景观、土壤剖面、复垦土壤理化性质以及复垦农田生产力,揭示复垦新技术工艺的优越性。结果表明:黄河泥沙间隔条带式一次性充填采煤沉陷地复垦技术可行,土地复垦率为100%,耕地面积恢复率可达95.12%;技术实现表土和心土的分别剥离与回填,构造出与原有农田相似的上部60 cm土层结构,具有较好保水性和持水性,但在覆土过程中存在机械压实情况,具有较高的密度和较低的孔隙度;复垦农田覆盖土壤p H值较高,覆土层属于中度盐土,其基本不缺全磷、全钾(中高水平),轻度缺少速效钾状态(中级水平),缺少速效氮、有效磷、有机质(低级水平)和严重缺少全氮(极低水平),因此在复垦农田耕种过程中注意施加氮肥和有机肥;实地测产发现,复垦农田玉米产量(11 961.07 kg/hm2)与对照农田产量(13 032.80 kg/hm2)无显著差异(P0.05),说明复垦当年即可达到原有农田产量。通过山东省邱集煤矿采煤沉陷地黄河泥沙充填复垦的实践,验证了黄河泥沙间隔条带式充填采煤沉陷地复垦技术的可行性,并可为该技术在其他地区的推广提供借鉴。     

土力学的关键问题探讨

土壤,根据这三类物质的组成成分的不同,有了饱和土和非饱和土的区分,实质上饱和土也就是土壤孔隙被水分完全填充情形的土,因为这个时候土壤中已经没有了气体,所以此时土也叫做两相物质,而非饱和土就是典型的三相物质,又叫非饱和土。该文章主要着手于对土壤的固体组成、结构和孔隙水、孔隙气几个问题进行探讨,与大家商榷。     

土壤改良剂对废弃离子型稀土矿酸性砂化土壤改良效果研究

针对离子型稀土矿土壤酸性砂化的问题,选用贝壳粉、植物粘合剂、有机肥复配进行土壤改良剂研究,探讨土壤改良剂对酸性砂化土壤的作用机制。结果表明,添加改良剂土壤的pH值提升至6.5,有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均不同程度提高,SEM表征表明添加土壤改良剂,土壤颗粒粘结较好,土壤呈团粒结构。土壤改良剂能有效改善土壤酸性砂质问题,为植物提供良好的生长环境,有利于矿区生态恢复。     

重视非金属矿物在土壤环境保护中应用

本文结合研究成果论述了沸石、膨润土、珍珠岩、蛭石等矿物在土壤改良中的广泛应用,介绍了非金属矿物在土壤环境保护中研究进展.提出应高度重视非金属矿物在土壤环境保护中的应用.     

塑料排水板强化软基固结工程效果分析

针对某软土地基工程，进行了沉降量、设排水板与不设排水板时的固结度、固结速率的对比分析。分析表明在一定厚度范围内粘性土土层越厚，固结效果越好，在土层较薄的情况下固结的效果不是很明显。     

浅议晋西北地区土质边坡稳定问题

晋西北地区主要为黄土堆积侵蚀地貌单元,梁峁发育、沟壑纵横,在宽阔的沟谷及其两岸,通常沉积较厚的上第三系(N2)和第四系(Q)松散堆积物.上第三系(N2)地层以干热气候条件下沉积的湖相、滨湖相红粘土为主,粘粒含量高、渗透性弱,在干湿环境交替作用下,具有弱膨胀性；第四系(Q)松散堆积物则以不同成因类型的新老(Q2、Q3)黄土为主,具有大孔隙、低强度、中高压缩性和湿陷性等特殊的工程性质.在该地区修筑的隧洞、公路及其它工业与民用建筑,大都存在不同规模和类型的边坡开挖与稳定问题.晋西北地区土质边坡,基本可分为Q3均质黄土边坡、混合土层边坡以及岩土边坡等类型,因其构成不同,不同类别的土质边坡,各有其特定的失稳机理.     

土钉墙在基坑边坡支护中的应用

土钉墙支护是通过土钉加固技术使土钉、面层、土体三者成为一个复合挡土结构。该文详细介绍了土钉墙支护的施工方法、工艺流程、质量标准以及良好的发展前景,为土钉墙支护的推广和应用积累了更多的经验。     

加筋土变形特征及加筋砂土地基的极限承载力

对加筋土的变形特征及加筋砂土地基的极限承载力进行试验研究，探讨了加筋土的强度提高机理，通过改变加筋竖向间距，加筋层数以及加筋层顶面埋深等条件，研究其加筋效果。     

燃煤脱硫废弃物改良苏打碱土中的作物生长水盐碱联合响应

为了选择脱硫废弃物改良苏打碱土过程中合理的施用量与施用模式,实现改良过程中土壤水盐碱合理调控,通过盆栽试验分析了脱硫废弃物改良苏打碱土过程中向日葵生物学指标（株高、叶面积和干物质量）、生理学指标（光合速率、蒸腾速率和气孔导度）和产量的水盐碱联合响应。结果表明：脱硫废弃物改良苏打碱土过程中的作物生长受土壤含水量、土壤含盐...     

深基坑支护工程中土压力的选取与计算

如何确定和计算作用在支护结构上土压力的大小和分布是深基坑支护理论发展的一个关键问题 ,也是实际工程计算中的基本问题 ,该文系统地讨论了影响土压力的因素以及土性参数的选取