不同固化剂对新疆非耕地戈壁土的力学性能影响

【目的】选取适合新疆戈壁土的3种类型4个固化剂样品,分析固化剂种类、固化剂掺量、水泥掺量等因素对新疆非耕地戈壁土力学性能的影响。【方法】依据《土工试验方法标准》^[1](GBT50123-1999)和《公路工程无机结合料稳定材料实验规章》^[2](JTG E51-2009)中的相关规程,对原状戈壁土、固化戈壁土试样的7 d无侧限抗压强度进行试验,结合戈壁土的物理性能(颗粒级配、最大干密度及最优含水率),分析各因素对固化土的击实性能和无侧限抗压强度的影响。【结果】(1)土料粒径＞2 mm含量为68.8%,最大干密度为2.28 g/cm³,土料的不均匀系数为93.33,曲率系数为1.07,该戈壁土样为级配良好的圆砾土。(2)掺入4种固化剂与未掺固化剂的原状土相比固化后的土样最大干密度和最优含水率都有所增加,但随着固化剂掺量的增加,3种类型固化剂对土体最大干密度和最优含水率影响不同。(3)随固化剂掺量的增加,无侧限抗压强度增大。在水泥掺量相同的情况下,掺0.02%的1#离子型固化剂比掺其余3种固化剂固化的土体其无侧限抗压强度提升1.1～1.19倍。【结论】4种固化剂对新疆非耕地戈壁土具有较好的固化效果,其中1#离子型固化剂表现出的固化效果突出,性价比最高。     

钢渣微粉对微生物固化风积沙强度影响的试验研究

为研究钢渣微粉和巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)对风积沙强度的提高作用,确定合适的钢渣微粉掺量和固化配比。进行了不同钢渣微粉掺量下的微生物固化风积沙沙柱试验,以无侧限抗压强度为指标,结合沙柱碳酸钙生成量,确定钢渣微粉最佳掺量。以钢渣微粉为外加剂,利用巴氏芽孢杆菌对风积沙进行固化,以无侧限抗压强度为指标,在单因素试验的基础上,通过正交试验优化固化配比,并分析菌液OD值、胶结液浓度和胶结液加注次数对掺钢渣微粉风积沙的固化强度的影响。结果表明,钢渣微粉最佳掺量为2.5%,各因素对固化效果影响的主次顺序：胶结液浓度>胶结液加注次数>菌液OD值,推荐风积沙固化制度为单轮5次注浆,菌液OD值为2.0,胶结液浓度为1.5 mol/L,此时沙柱的无侧限抗压强度达到4.07 MPa,较未掺加钢渣微粉沙柱提高21.5%。     

水泥-生石灰对铬污染土固化效果及微观孔隙特征的影响

为评价水泥和生石灰对铬污染土壤的固化效果及固化土在工程中再利用的可行性,采用固化稳定法进行六价铬污染土壤的修复试验,将重铬酸钾(K_2CrO_7)人工添加至粉砂土以模拟污染土,通过无侧限抗压强度、浸出毒性、核磁共振孔隙和微观三维形貌试验,研究水泥和生石灰对铬污染土的固化效果及其微观孔隙特征。结果表明:固化土强度随龄期增加而显著增加,且达到废弃物的填埋标准,同时随六价铬离子浓度增大强度先增加后稳定或减少;六价铬离子浓度小于900 mg·kg~(-1)时,生石灰掺量对于固化土强度存在阈值为4%,低于4%时随着生石灰掺量增加强度呈上升趋势,浸出毒性降低且达到浸出标准,同时0.1~1μm孔隙占比最高,结构致密;高于4%时随着生石灰掺量增加强度呈下降趋势,浸出毒性波动变化,1~10μm的大孔径增多,结构致密性差,平整度降低。研究表明,掺入合适比例的水泥和生石灰对铬污染土有较好的固化效果,可防控受污染土壤中六价铬浸出和渗透到地下水带来的环境问题。     

固化剂对土壤中重金属的稳定作用及其在河岸固化护坡中的应用研究

为评估一种自主开发的固化剂(GSS-02)对土壤中重金属的稳定作用,探讨该固化剂用于河岸固化护坡工程的可行性,在实验室内分别采用普通硅酸盐水泥(OPC)和GSS-02对土壤实施固化处理.用US EPA的TCLP方法测定浸出毒性,评估添加剂对土壤Cu、Zn、Cr和Ni的稳定效果,测定固化体的无侧限抗压强度,初步评估土壤固化体的物理性能.结果表明,加入OPC或GSS-02在一定程度上提高了土壤浸出液的pH值,固化剂添加量与浸出液pH值存在显著的正相关关系;OPC和GSS-02对Cu、Zn和Ni有较好的稳定作用,能使浸出液中重金属浓度降低为对照样品的1/3～1/7,但能够活化Cr;加入OPC或GSS-02能提高固化体的无侧限抗压强度,与OPC相比,低剂量时GSS-02能显著提高无侧限抗压强度,而高剂量时则相反,这有利于土壤生物工程的实施.上海市南汇区某河岸固化工程应用表明,GSS-02能满足土壤重金属稳定和土壤生物生长恢复的需要,与OPC相比是一种良好的生态型同化剂.     

掺砂对崩岗土壤无侧限抗压强度的影响

目的为了探索混合的砂土崩积堆发生二次崩塌时的力学特性,进行不同类型崩积堆室内模拟试验,探究其无侧限抗压强度变化规律及崩塌特性。方法本文采用无侧限抗压强度指标实验,设计2种掺砂方式（分层掺砂和混合掺砂）和5种掺砂水平（0%、25%、50%、75%、100%）,模拟不同掺砂方式和掺砂量对崩积堆力学特性的影响。结果掺砂量越大,无侧限抗压强度越小,掺砂量从0%增加至100%,强度从71.1 kPa下降为14.6 kPa;分层掺砂的试样,下层极不稳定,试样的强度小且破坏严重,同一掺砂量,混合掺砂试样的无侧限抗压强度大,掺砂量为25%、50%、75%时,混合掺砂的无侧限抗压强度值比分层掺砂分别提高了53.28%、106.33%、21.13%;掺砂量低且混合掺砂时土体的无侧限抗压强度值大,上下层混合均匀的试样发生二次崩塌的可能性小。结论掺砂量显著降低了崩岗岩土无侧限抗压强度,掺砂量低时试样呈块状塌落,掺砂量高时呈碎屑状。同一掺砂量,混合掺砂较分层掺砂提高了无侧限抗压强度。      

Modelling Compaction from On-line Measurement of Soil Properties and Sensor Draught

The finite element method was used to analyse the cutting process of a sandy loam soil with medium-deep subsoiler, used as a compaction sensor, aiming to calculate the subsoiler draught for various combinations of dry bulk density, moisture content and tillage depth. The finite element results showed that draught increased with depth and dry bulk density, whereas it decreased with moisture content. A multiple linear regression analysis was performed to establish a formula for relating subsoiler draught (dependent variable) with the three independent variables. The regression equation developed was simple and had a high determination coefficient close to 0.95. An equation for prediction of dry bulk density as a function of moisture content, depth and draught was derived from the regression equation developed. This equation was used to calculate dry bulk density, for measured depth, moisture content and draught at nine different points along a single line in a meadow field of a silty clay loam soil. The predicted dry bulk density indicated that there was a considerable variation in the degree of compaction throughout the measured line. However, the on-line depth control and measurement of moisture content still need to be integrated with the on-line measurement of draught, to govern the model suitability for performing on-line detection of the spatial distribution of soil compaction, assessed as dry bulk density.     

水泥粘土力学性能的试验研究

利用内蒙古河套灌区粉质粘土拌制水泥土,通过对水泥土试块进行无侧限抗压强度试验,定量分析了水泥掺量和龄期对水泥土强度的影响,并获取了材料应力-应变全过程曲线,探讨了该地区水泥土的变形特性,以期获得适合内蒙古河套地区土质的水泥土配比。试验表明,水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长呈增大的趋势,养护龄期7~21 d时无侧限抗压强度增长较快;水泥的加入可以有效的改善土体性能,且随水泥掺量的增长呈总体增长趋势。     

不同耕作模式对山东省郯城县夏玉米土壤特性及农艺性状的影响

[目的]探索山东省郯城县夏玉米最佳耕作模式,改善郯城县夏玉米农田土壤结构,提高土壤蓄水保墒能力,提升农田生产能力,增加夏玉米产量。[方法]以夏玉米为试验材料,开展农田深松效果研究,对比分析铁茬播种、旋耕、深翻和深松4种技术模式对土壤容重、土壤质量含水量、玉米地上部干物质积累量及作物生长特性和产量的影响。[结果]深松耕作模式能够增加土壤疏松度,与铁茬播种模式相比,其土壤容重降低了0.07~0.21 g/cm3;与铁茬、旋耕播种模式相比,其质量含水量增加了0.08~0.14 mg/mg;其地上部分干物质积累量与其他耕作模式最大相差34.9~82.0 g;此外,该模式还可增加夏玉米穗位叶面积,促进籽粒灌浆,较其他处理耕作模式可增产5.3%~5.9%,增产效果显著。[结论]深松耕作模式并秸秆还田对夏玉米农艺性状以及土壤蓄水、土壤容重等均有积极作用,具有较好的推广应用前景。     

地膜残留量对河西绿洲灌区玉米田土壤理化性状的影响

为探究残留地膜对土壤理化性状的影响,以玉米品种沈单16为指示品种,在半膜覆盖平作栽培条件下,于2015年4月至2020年10月在河西绿洲灌区模拟设置5个地膜残留量水平(0、110、220、440、660 kg/hm2),测定不同残膜水平下土壤容重、土壤紧实度、土壤水分、土壤养分含量等指标。结果表明,随地膜残留量增加,0～30 cm土层土壤容重呈逐渐增加趋势,且玉米拔节前0～10 cm土层土壤温度提高0.14、0.25、0.28、0.43 ℃。残膜的存在能够减少土壤表层水分蒸发,提高播前土壤含水量,但在玉米苗期由于残膜阻碍水分的下渗,导致30～40 cm土层土壤含水量分别比地膜残留量为0 kg/hm2降低0.11%、1.89%、6.07%、5.93%。当地膜残留量为660 kg/hm2时,土壤有机质、全氮、矿质氮、Olsen-P养分含量显均著低于地膜残留量为0 g/hm2,降幅分别为15.57%、10.53%、18.89%、36.32%。长期残膜作用使土壤容重增加、通透性降低,并会降低土壤有机质、全氮、矿质氮及Olsen-P含量,引起土壤质量退化。     

西藏拉萨市3种土地利用方式对土壤物理性状的影响

拉萨市地处青藏高原南部,自然环境脆弱而敏感,探讨该区域土地利用方式对土壤物理性状的影响有助于该地区土地的合理利用和生态环境恢复。选取试验区内的农田、林地和草地三种土地利用方式,研究3种土地利用方式对土壤物理性状的影响。结果表明,土壤紧实度随着土壤土层深度的增加而逐渐增大。土壤紧实度与土壤含水量均呈现线性负相关,而与土壤容重均呈现线性正相关。     

机械压实对土壤质量、作物生长、土壤生物及环境的影响

 不合理的农田机械作业会造成土壤紧实度增加,这不仅会改变土壤的物理、化学和生物学性质,而且会使作物生长以及土壤生物活动受到影响,并增加温室气体排放,成为土地退化、作物产量降低及全球气候变暖的因素之一。本文综述近年来国内外在土壤机械压实方面的相关研究进展,探讨减轻土壤紧实度的可能方法和措施,为中国在农业现代化进程中合理使用农业机械,减少土壤机械压实提供参考。     

颗粒饲料力学特性试验研究

为了探究颗粒饲料力学特性,采集饲料企业生产的猪、禽和水产三大类配合饲料作为试验样品,对单颗粒饲料分别进行了轴向压缩、径向压缩和剪切试验。在三种不同的测试方式下水产配合饲料极限强度最大,禽配合饲料次之,猪配合饲料最小;随着长径比的增加,径向压缩极限抗张强度和剪切极限抗剪强度变化不大,轴向压缩极限抗压强度随着长径比的增加有减小的趋势;配合饲料的极限强度随着含水率的增加,均存在先增加后减少的趋势,极限强度存在最大值;饲料类别、测试方式和含水率对极限强度有显著影响。采用Design-expert设计响应曲面法,得到目标载荷和保压时间与含粉率之间的响应曲面关系。结果表明,颗粒配合饲料的含粉率与载荷和保压时间之间存在线性关系,目标载荷和保压时间对含粉率均有显著影响,且载荷比保压时间对含粉率的影响更显著。     

麦收后不同耕作模式对土壤水分的影响

[目的]研究麦收后不同耕作制度和田间管理方式对农田土壤水分的影响。[方法]运用比较法,研究了麦收后小麦高茬旋耕还田模式、高茬粉碎秸秆覆盖模式和高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式3种处理对小麦秋播墒情的影响。通过烘干法,测定3种模式下农田土壤含水量、储水量、耗水量。[结果]3种模式的土壤含水量随土壤深度的增加呈下降趋势,且小麦高茬旋耕还田模式的土壤含水量高于高茬粉碎秸秆覆盖模式和高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式,高茬粉碎秸秆覆盖模式略高于高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式;小麦高茬旋耕还田模式1 m深土壤储水量大于高茬粉碎秸秆覆盖模式和高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式,而高茬粉碎秸秆覆盖模式的土壤储水量大于高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式;3个模式的耗水量均随着土壤深度的增加而增大。[结论]土壤深度为1 m的土壤含水量从大到小依次为小麦高茬旋耕还田模式、高茬粉碎秸秆覆盖模式、高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式。     

紧实胁迫对不同类型土壤玉米根系时空分布及活力的影响

 【目的】明确不同土壤类型玉米根系时空分布、根系活力、玉米产量及其对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计土壤类型和紧实度两因素试验,研究紧实胁迫下玉米根分布、活力及产量变化特征。【结果】紧实胁迫下玉米根形态指标（根干重、根长度、根体积和根条数）及产量均呈下降趋势,3类土壤上根形态指标大小和产量高低均表现为：潮土>砂姜黑土>黄褐土;根吸收活力（根总吸收面积、活跃吸收面积和根脱氢酶活性）及根系还原强度与根形态指标变化趋势一致,但比吸收表面、比活跃吸收表面随紧实度增加而增大。降低紧实度促进了单株根系干重、长度、吸收活力和产量的增加,尤其促进了20—40 cm 土层根长密度和根干重密度的增加,但单根的吸收能力呈下降趋势;3类土壤上玉米根系生长、根活力和产量对紧实胁迫的响应以砂姜黑土和黄褐土较为敏感。【结论】紧实胁迫严重限制了根系生长、分布和吸收功能以及产量形成,但根系并不是被动地忍受逆境的胁迫,而是积极主动地调节其生理代谢过程,以减缓紧实胁迫伤害,但缓解能力有限,且不同类型土壤上根系的响应程度与土壤本身理化性质密切相关。