台湾西南部优势竹类箣竹根力之研究

箣竹为台湾西南部泥岩地区早期主要造林树种，约占该地区绿蔽率之80％，形成极优势之植物。近年来因竹材价格低落，竹林之经营管理减少，其更新造林及其对坡面之保育功能之评价渐受重视。因此本研究为针对莉竹其根力特性，特进行根系与根域范围调查、根段拉力与植株引拔试验等，推估其坡面保育功效。研究结果为箣竹之根段拉力强度（Y）与其直径（X）成指数正相关，而箣竹之引拔抗力（F）与其胸高直径（D）成指数正相关。     

透气防水树脂对泥岩土壤防蚀效果的改善

 以透气防水树脂(KMCO-955)作为裸露边坡喷植材料为题,将其应用于泥岩土样表面作为土壤防冲保护层,并以人工模拟降雨器模拟在不同坡度、降雨强度与喷洒药剂浓度之情况下,探讨透气防水树脂对土壤侵蚀量、浸润渗漏水质与土壤硬度的影响。试验结果显示:喷洒透气防水树脂的土壤侵蚀量确实明显减少,其防冲效果佳;采取浸润渗漏水质检测无明显变化,其胶化反应后,并不容易释出化学物质。当喷洒浓度太高时,不仅工作度变差,且经济损失较大;而浓度太低时,因泥岩土壤表面容易龟裂,因此受到雨滴打击会产生破裂。     

耕作引起的紫色土母岩破碎运动定量分析

紫色土区存在耕作破碎母岩补充土壤的现象,尤其是在土层浅薄且岩性松软的泥页岩区,然而目前鲜有相关方面报道。为定量评估不同自然条件和耕作方式下母岩破碎运动特征,以裸露泥岩为研究对象,在野外模拟耕作试验中使用物理示踪法追踪2种含水率(7.44%和14.77%)和5个坡度(5°、10°、15°、20°、25°)条件下,不同深度(2、4、6 cm)耕作引起的母岩破碎运动情况。结果表明:1)含水率是影响母岩破碎运动的重要因素,且耕作深度越小其影响越大;2)随着耕作深度的增大,岩屑的平均位移呈逐渐减小的变化趋势,2 cm深度耕作引起的岩屑位移最大;3)岩屑位移随着深度的增加快速减小,且岩石含水率高的坡面减小幅度更大;4)母岩含水率较高(14.77%)时,坡度对坡面岩屑运动没有显著影响(P>0.1),但母岩含水率较低(7.44%)时,坡度与坡面岩屑位移存在显著正相关关系(P<0.1)。可见,耕作破碎母岩过程受到岩石含水率、耕作深度和坡度的共同影响,且各因子在不同深度的作用机制不同。该研究为揭示母岩人为风化成土和侵蚀机制初步提供了技术支撑和依据。     

砂岩韵律层理对地下水封洞库水封效果的影响

随着国家战略储备规模的不断扩大,中国块状结晶岩体的可选范围受到诸多因素限制,突破砂岩区地下水封洞库建设技术可以极大提高地下洞库选址适用范围。为探究在砂岩区建库的可行性,以西南某砂岩区建库选址为背景,利用FEFLOW软件建立水平层理、倾斜10°层理、倾斜50°层理3种工况对应的砂岩区地下水封洞库渗流场模型,并假定2~3条厚层泥岩,放大低渗透性泥岩层对于水封环境的破坏程度,模拟分析砂岩韵律层理对地下洞库水封效果的影响。结果表明:厚层泥岩对于倾斜50°层理工况的影响最小,对于水平层理工况的影响最大,而厚层泥岩已成为地下水环境中的隔水层,严重影响甚至破坏了水封环境。基于此,在模型中针对性设置水平水幕孔、垂直水幕或斜向水幕系统,模拟结果表明:水封效果得到明显改善。在实际工程中,可通过下移水平水幕系统、特定区域增设垂直水幕或斜向水幕系统等实现更好的水封效果。研究成果可为砂岩区地下储油洞库水封设计及选址提供理论参考。     

库区红层泥岩水化特性及干湿循环作用下的渐进损伤研究

库岸边坡长期受到大气循环、水位调节等水流往复运动而带来的渗透侵蚀影响。特别是在我国西南红层区的水利工程中,水的长期浸入和干湿循环作用导致红层泥岩特性出现严重的劣化。以川西南红层区某水库为工程依托,通过室内试验和理论分析深入研究了红层区泥岩的水化特性及干湿循环作用下的渐进损伤破坏。结果表明:红层泥岩发生水岩作用后微观结构更加疏松,颗粒间黏结变弱。浸水初期变形显著,并且干湿循环进一步加剧了岩体膨胀变形。红层泥岩抗压强度和黏聚力分别同干湿循环次数呈线性降低和凹二次函数下降关系,内摩擦角在多次循环后有小幅上升。围压和干湿循环耦合效应对红层泥岩的渐进损伤积累产生严重不利影响,当循环超过3次时,多数工况下试样损伤变量值已超过60%,岩体强度大幅衰减。     

赛尔矿区松散泥岩巷道支护技术研究

针对赛尔三矿巷道围岩松散、水化风化影响严重的问题,分析了巷道原支护方案存在的问题及影响巷道围岩稳定的主要因素,运用理论分析和数值模拟等手段优化了巷道支护参数,设计了不同围岩条件下的巷道支护方案。现场监测表明,采用优化的支护方案后,巷道表面位移大幅下降,巷道围岩稳定性有了明显提高,巷道支护效果良好。     

高速铁路泥岩地基原位减胀试验研究

以兰新高铁一处典型“弱”膨胀泥岩地基为例,通过现场原位变形监测试验,分别设计了不同减胀措施,研究了不同减胀措施（渗水孔、级配碎石层和重复荷载）与膨胀变形的关系.结果表明：9个消能孔（直径5 cm×深度110 cm）消能后基坑膨胀量分别是7个消能孔、5个消能孔膨胀量的0.42倍和0.26倍,即消能孔数量的增加可有效地消解膨胀泥岩的膨胀能;路基施工时可以采用多次碾压或堆卸载等重复加卸载的方式,也可以有效地消除路基的膨胀能;增设减胀层的方法施工相对简单易行且经济,可以有效地消减膨胀能,是避免膨胀变形量过大的实用工程措施.对变形量控制极为严格的高速铁路实际工程中,对膨胀土地基膨胀性应采取恰当的工程措施.     

利吉层崩塌地地电阻分析

台东海岸山脉为利吉层分布地区,常呈裸露而植生不易,又受降雨冲蚀易形成崩塌地滑灾害。本研究针对近年利吉层地区发生之崩塌灾害资料搜集与踏勘,并透过卫星影像进行判释,而选出池上山棕寮及鹿野宝华两案例,进行地层电气探测之相关分析研究。综合研究成果由2004年、2006及2009卫星影像照片崩塌地判释得知:2004年崩塌面积为102hm2,2006年增加为139hm2,2009年崩塌面积减少至56.5hm2,进一步探讨发现2009年坡度20%以下崩塌裸露比例大幅减少,而坡度30%～40%之崩塌则呈现增加趋势,分析坡度20%以上植物不易生长,植生复育速度较缓慢;利吉层分布周围之地层走向为北偏东,以向东南倾斜为主,并紧邻池上断层、鹿野断层及利吉断层,地质变化多样,属较新地质年代,仍处于不稳定之状态;由山棕寮及宝华电气探测结果得知地电阻值皆小于100mΩ,利吉层地电阻分布可分为崩积层与下方岩层,崩积层电阻较高而泥岩之电阻值则小于35及20mΩ,整体电阻随深度增加而降低。     

中亚热带杉木林和常绿阔叶林土壤C、N库及其火烧后的变化

Soil organic carbon (C) and total nitrogen (N) pools of a Chinese fir (Cunninghamia lanceolate, (Lamb.) Hook.) (CF) forest, and an evergreen broadleaf (EB) forest located in mid-subtropical, southeastern China, were compared before clearcutting, with the effect of slash burning on organic C and total N in the top 10 cm of soil before and after burning also being evaluated. Prior to clearcutting CF forest had significantly lower (P < 0.05) organic C and total N in the soil (0-100 cm) compared to EB forest with approximately 60% of the C and N at the two forest sites stored at the 0 to 40 cm soil. In post-burn samples of the 0-10 cm depth at 5 days, 1 year, and 5 years for CF and EB forests, significantly lower levels (P < 0.05) of organic C and total N than those in the pre-burn samples were observed. Compared to the pre-burn levels, at post-burn year 5, surface soil organic C storage was only 85% in CF forest and 72% in EB forest, while total N storage was 77% for CF forest and 73% for EB forest. Slash burning caused marked long-term changes in surface soil C and N in the two forest types.     

含泥岩夹层盐穴储气库的爆炸动力响应数值模拟

为了探讨含泥岩夹层盐穴储气库在可燃气体爆炸作用下的稳定性,利用有限差分软件FLAC^3D,建立盐穴储气库的数值模型,分析爆炸载荷作用下含泥岩夹层盐穴储气库的动态响应,包括储气库围岩的应力状态变化、地震动幅值及稳定性等。结果表明:在可燃气体爆炸载荷作用下,泥岩夹层与盐岩中应力变化基本一致,不存在明显的薄弱部位;人工拟合爆炸波对洞室围岩的冲击作用比三角形爆炸波作用强;可燃气体爆炸作用对洞室围岩破坏的影响有限,随洞室深度的增大迅速衰减;深埋盐穴储气库比浅埋洞室抵抗爆炸作用的能力更强,有利于储气库洞室的稳定性。