协同创新中心研究生培养探索与实践

研究生培养是协同创新中心的重要任务之一。文章从培养目标、培养平台、培养机制、培养体系、学位资格、利益协调六方面分析了地方高校协同创新中心研究生培养模式的基本要点,并提出相应的改革措施,结合三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心研究生培养的实践,对协同创新中心研究生培养模式进行了探索。     

静水条件下植物根系对紫色土的抗蚀性效应

三峡库区广泛分布的紫色土崩解造成严重的水土流失,在该区域人工构建植被是解决该问题的重要途径。以紫色土、狗牙根和多花木蓝为研究对象,通过静水崩解试验,研究不同植物根系组合下紫色土的抗蚀性能,分析紫色土的抗蚀性能与植物根系特征、侵蚀坡度的相互关系。结果表明:植物根系能显著提高紫色土的土壤平均质量直径(MWD)、抗蚀系数和抗蚀增强系数,植物根系组合的抗蚀增强效果为草灌混播纯草本纯灌木;紫色土的抗蚀系数随根系的根长密度、根表面积密度、根重密度的增大而增大,拟合优度在0.96以上,成显著相关关系;相同的种植条件下,累计崩解量随侵蚀坡度的增大而增大,且在崩解前期增速较快、后期增速较慢并逐渐趋于稳定。     

水平荷载作用下多花木蓝根系拉拔试验研究

为探索灌木植物根系与土壤界面摩擦力的影响因素,通过改变土壤干密度条件,采用直接施加水平拉拔荷载的方法进行单根拉拔试验,研究了多花木蓝单根的抗拉拔力。结果表明①多花木蓝单根的抗拉拔力与位移关系曲线可分为陡峭上升、陡峭下降和平缓下降3个阶段,在试验开始阶段呈线性关系,随后表现出显著的非线性关系;②在同一土壤干密度条件下,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着根径的增加而呈线性增大趋势,相关系数超过0.9;③当根径一定时,多花木蓝单根的最大抗拉拔力随着土壤干密度的增加而增大;④根在土壤干密度ρ_d为1.35,1.45,1.55 g/cm³时的拉拔破坏模式均表现为摩擦破坏,而土壤干密度ρ_d=1.65 g/cm³,根径r=0.586 mm是根的拉拔破坏模式从摩擦破坏到拉断破坏的临界点,表明当根径r<0.586 mm时,根的破坏模式表现为拉断破坏,而当根径r>0.586 mm时,根的破坏模式表现为摩擦破坏。因此,根径、土壤密度影响根土界面的抗拉拔力。     

水利水电工程扰动区景观生态廊道构建方法研究

阐述了水利水电工程扰动区面临的生态环境问题,针对问题提出了通过构建景观生态廊道,恢复水利水电工程扰动区生态系统结构和服务功能的原则和方法。将水利水电工程扰动区景观生态廊道设计为5种类型:防护林生态廊道、滨水岸线生态廊道、道路生态廊道、修复区连接廊道、自然景观生态廊道。详细探讨了各种景观生态廊道具体构建内容和布局,为规划和建设绿色大坝提供了一个比较新颖的构建方法。     

水电工程生态护坡效应评价指标体系研究

根据水电工程扰动区生态修复边坡的特点,从生态修复边坡的水土保持效应、生态效应、基材改良效应及景观效应4方面出发,建立了水电工程扰动边坡生态工程效应评价指标体系。评价指标体系包含15个评价指标,同时采用层次分析法确定评价体系中各指标权重,利用评价体系对各恢复样地生态护坡效应进行评价,评价结果与现场调查和试验结论一致,表明评价指标体系具有可靠性和可推广性。     

渗流作用下粉土质砂潜蚀演化特征与预测模型

长期渗流作用下,土体发生内部潜蚀常会诱发结构变形甚至破坏。利用自主研发的渗流装置开展砂土潜蚀试验,研究渗流作用下不同初始孔隙比粉土质砂的颗粒流失过程及潜蚀演变特征,并阐明各影响因素的作用机制,建立颗粒流失量随水力梯度和时间增长的预测模型,继而基于颗粒级配试验和三相关系推演,揭示粒度分布与孔隙比的变化规律。结果表明：渗流作用易导致砂土内部细颗粒和砂粒流失并逐渐形成优势渗流通道,诱发砂土局部坍塌并在持续潜蚀后呈整体不均匀沉降变形,直至水压主要沿优势通道消散时,达到潜蚀稳定;初始孔隙比或密实度是影响土体潜蚀程度的主要内部因素,直接改变了颗粒移动的起动水力梯度、流失速率、累积总质量及土样沉降变形量,水力梯度增大会加快颗粒流失、通道形成和潜蚀稳定;建立的预测模型拟合度高,能较好地反映上述演化特征以及初始孔隙比和水力梯度对颗粒流失发展规律及稳定时间的影响;潜蚀对粉土质砂物理状态的影响主要表现在孔隙比总体增大而颗粒粒径的不均匀性降低。     

植被混凝土无侧限抗压强度试验研究

详细介绍了植被混凝土无侧限抗压强度试验方法和过程,并对水泥掺入比和龄期对植被混凝土无侧限抗压强度影响进行了系统的试验,得出了不同情况下植被混凝土的全应力～应变曲线。通过对不同水泥掺入比的试验数据的回归分析,得出了植被混凝土无侧限抗压强度的回归公式。分析了植被混凝土的模量、峰值应力与水泥掺入比和龄期的关系。     

微生物诱导碳酸钙沉积固化三峡库区黏性紫色土试验研究

三峡库区自然灾害频发,微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术是一种具有能耗低、无污染且可持续等优点的土体加固技术。黏性紫色土是三峡库区主要土壤类型,土壤孔隙较小,而MICP对其加固效果尚不明确。设置不同巴氏芽孢杆菌菌液浓度（OD₆₀₀为0、0.5、1.0、1.5）和胶结液浓度（0、0.5、1.0、1.5、2.0 mol/L）组合,对土壤试样进行MICP固化处理。开展不固结不排水三轴剪切试验,研究各试样的应力-应变关系、弹性模量和抗剪强度指标（黏聚力、内摩擦角）,并利用扫描电镜测试分析其微观结构。结果表明：固定菌液浓度或胶结液浓度时,抗剪强度、弹性模量及黏聚力均随胶结液浓度或菌液浓度的增加呈先增后减的变化趋势,最适菌液与胶结液浓度组合为菌液OD₆₀₀=1.0和胶结液1.5 mol/L。平均内摩擦角随胶结液浓度的增加呈先增后减趋势,而胶结液浓度不变时,在菌液浓度OD₆₀₀=0.5或1.0时达到最高。固化后试样抗剪强度、弹性模量、黏聚力及内摩擦角最大分别提高62.59%、50.18%、119.50%和10.33%（226.00 kPa、6.44 MPa、48.30 kPa和26.70°）。通过扫描电镜观察发现MICP加固紫色土形成了大量球状碳酸钙晶体和片状碳酸钙晶体,分布于土壤颗粒表面和间隙中起胶结作用并增加土颗粒表面粗糙度,从而提升了土的黏聚力和内摩擦角。MICP可以有效提高紫色土的强度,在菌液浓度为OD₆₀₀=1.0和胶结液浓度1.5 mol/L组合时加固效果最优。     

多花木蓝根-土复合体抗剪强度试验研究

为最大程度地提高边坡稳定性,选用多花木蓝和紫色土的根-土复合体为研究对象,设置了60 cm3含根量分别为0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 g共9个梯度对多花木蓝根-土复合体进行了直剪试验。结果表明:多花木蓝根-土复合体服从摩尔-库伦强度破坏准则,且含根试样的抗剪强度均大于无根系试样,说明根系的加入增加了土体的抗剪切强度;在法向应力不变的情况下,根-土复合体的抗剪强度随着试样含根量的增加而呈现先增大后减小的趋势;在60 cm3含根量为0.3~0.5 g的区间内存在一最优值,使得多花木蓝根-土复合体的抗剪强度出现最大值。通过试验研究,探讨了不同含根量对土体抗剪强度的影响,对三峡库区紫色土稳定性维持以及库区边坡生态修复工程提供了一定的参考。     

大学生科技创新课题的协同创新实施模式探讨

大学生科技创新课题是高校大学生科技创新活动的最基本单元。在充分理解协同创新内涵的前提下,提出了大学生科技创新课题的"资源协调、知识整合、协同合作、利益共享"协同创新实施模式,并对大学生科技创新课题申报立项、人员确定、组织执行、利益分配各过程的实施策略进行了探讨。