城市化建设人为弃土引发的侵蚀产沙过程研究

通过人工模拟降雨实验,研究分析了强降雨条件下人为弃土的侵蚀产沙量及侵蚀过程．结果表明,人为弃土斜坡的侵蚀产沙量最大,裸露的自然荒坡次之,人为堆积在较平缓地面的土堆产沙量最小．人为弃土斜坡在次降雨过程后,其侵蚀产沙量是自然荒坡的１０．８～１２．２倍．     

微生物矿化对黏土强度特性的影响

微生物矿化技术应用于浅层坡体固化有很强的优势,是一种环境友好、可持续发展的处理方法。利用球形赖氨酸芽孢杆菌属kp-22菌作为试验用菌诱导碳酸钙沉淀处理四川省地表黏土。采用不同浓度的菌液、氯化钙和尿素溶液对黏土处理后进行直剪试验,探讨微生物矿化对黏土强度特性的影响,建立了考虑菌液和CaCl₂浓度的内摩擦角的经验关系,分析了强度变化的内部机理。研究结果表明,微生物矿化作用能明显增大黏土的抗剪强度;且菌液浓度越高,矿化效果越好。随着氯化钙浓度的提高,试样的强度先增大后减小,在氯化钙浓度为0.5～0.75 mol/L时达到峰值;在尿素浓度为0～1.0 mol/L的范围内,抗剪强度随尿素浓度的增大而增大;当氯化钙和尿素分别为0.75 mol/L、1.0 mol/L,菌液吸光值OD₆₀₀为1.2时,抗剪强度达到最大值,矿化效率最高。     

不同污染条件下微生物矿化固结Zn2+的作用及机理

为了探究微生物矿化处理重金属的作用及机理,选取Zn2+溶液进行模拟研究.采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,研究了不同pH值、温度、离子浓度下微生物矿化产物的成分、显微结构及矿化效果,探究了微生物矿化固结重金属离子的作用和机理.实验结果表明,在不同污染条件下反应生成的矿化产物皆为Zn5(OH)6(CO3)2,条件不同时产物结晶效果有区别.溶液为中性或碱性时,结晶较好;pH值较低时,晶体不易成核生长.温度升高,有利于矿化产物的沉积和成型.Zn2+浓度对微生物矿化固结重金属形成矿化产物的影响较小.当Zn2+,Pb2+,Cu2+等混合离子共同存在时,Zn2+与Cu2+固结在一起形成矿化产物,Pb2+单独结晶.     

公路边坡降雨侵蚀特征及土的崩解试验

为研究公路边坡降雨侵蚀的特殊性以及土质边坡的可蚀性，通过观察分析，并利用自行研制的崩解仪进行了压实黄土浸水崩解试验。试验结果表明，公路边坡降雨侵蚀中的重力侵蚀所占比例较大，坡面土的崩解是主要分散方式。建立了有效空隙比与崩解速率的相关关系，说明压实度、含水量对崩解影响的本质，即压实度、含水量的变化可统一用土的有效空隙比说明崩解规律，回归公式可用于预测压实土的崩解速率。土的崩解性反映了压实土的可蚀性，通过对比得出，边坡上压实土的可蚀性可用崩解速率表征，在工程水土保持研究中可用崩解速率作为土的可蚀性评价指标。     

乳酸钙掺量对基于微生物矿化沉积的混凝土裂缝自修复效果的影响

基于微生物矿化沉积的裂缝自修复技术能够有效地实现混凝土裂缝的自诊断和自修复;然而,如果混凝土中微生物矿化沉积过程中所必需的营养物质掺量不足,则可能限制其裂缝自修复效果的充分发挥。以科式芽孢杆菌为自修复剂,以膨胀珍珠岩为修复剂载体,研制出一种新型裂缝自修复混凝土。主要考察乳酸钙掺量对基于科式芽孢杆菌矿化沉积的混凝土裂缝自修复效果的影响。试验结果表明,经过修复养护28 d后,研制的自修复混凝土表现出优越的裂缝自修复能力,最大修复裂缝宽度达到0.67 mm,为普通混凝土最大裂缝修复宽度的2.23倍;并且乳酸钙掺量对混凝土裂缝自修复效果影响较大,随着乳酸钙掺量的增加,混凝土的裂缝自修复能力显现出先上升后趋于平稳的趋势,当乳酸钙掺量为胶凝材料质量分数的1.75%时,混凝土的裂缝最大修复宽度达到最大。     

成分对MgO-Al_2O_3-C耐火材料抗侵蚀性能的影响

除工作环境外,原料配比对MgO-Al2O3-C材料抗侵蚀性能具有重要影响.采用不同杂质含量的电熔镁砂原料,按照不同C含量和Al2O3含量制备MgO-Al2O3-C试样.通过转动试样浸渣方法测得不同试样在富CaO熔渣中的侵蚀速率,从而研究了成分对抗侵蚀性能的影响.结果表明抗侵蚀性能随着镁砂杂质含量的增加而迅速降低,随着碳含量以及Al2O3含量的增加而先增加后降低.过多的Al2O3导致了熔渣黏度下降,而过多的碳导致了空隙率增大.根据上述结果,在富CaO熔渣中MgO-Al2O3-C材料理想的Al2O3质量分数为10%~30%,理想的C质量分数为10%~20%.     

抗剪强度参数不确定性对库水及降雨作用下边坡可靠度的影响研究

目前在库水及降雨作用下的边坡可靠度分析中,大多假定抗剪强度参数(c、φ)的变异系数大小和概率分布形式为确定的.针对这一研究现状,以三峡库区白家包滑坡为例,借助有限元软件Geo studio分析了库水位骤降联合降雨入渗的不同工况下边坡的渗流稳定性.在此基础上,利用Monte-carlo法进行了考虑c、φ不确定性的边坡可靠...     

微生物矿化对C3 S硬化浆体表层微观结构的影响

为揭示微生物矿化对水泥基材料表层微观结构的影响,采用水泥中主要成分C₃S与微生物拌和进行水化-矿化试验.分别采用恒温量热仪和X射性衍射定量分析对C₃S硬化浆体水化热及水化程度进行表征,并通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和纳米压痕对硬化浆体中矿化产物及水化产物的钙硅比和弹性模量进行测量.结果表明:矿化作用加速了C₃S的早期水化速率,提高了早期水化程度;矿化作用产生了晶型主要为方解石的碳酸钙,并降低了C-S-H凝胶的钙硅比,并使高密度和低密度C-S-H弹性模量不再明显区分;试件表层不同深度处Ca(OH)₂和CaCO₃含量随深度呈现梯度分布,Ca(OH)₂含量随深度逐渐增大,CaCO₃含量随深度逐渐减小;矿化降低了试件表层1～6 mm处总孔隙率和连通孔隙率,使平均孔径从70μm降低至40～50μm.     

渗透型涂料对砂浆抗蚀及裂缝修复的影响

分别制备表面成膜型涂料和渗透型涂料,对水泥砂浆试块进行表面涂刷处理,测定砂浆试块的吸水率、氯离子电通量等性能,运用极差分析确定每种涂料的最优配比;比较盐酸、氢氧化钠和碳酸钠溶液分别侵蚀经表面处理后的砂浆试样的抗压强度,研究涂料对砂浆抗化学侵蚀性能的影响;对比空白试样与涂刷渗透型涂料的砂浆开裂试样在水中的修复情况,探究涂料对砂浆裂缝的修复能力;通过扫描电子显微镜和X射线衍射等测试手段分析渗透型涂料对砂浆表面抗化学侵蚀和裂缝修复的作用机理。结果表明:表面成膜型涂料和渗透型涂料都可以改善砂浆试样的渗透性,提高浆体抵抗有害离子侵蚀的能力;渗透型涂料对裂缝的修复具有很好的效果。     

3种黄酮类化合物抗微生物及抗氧化活性的研究

采用微稀释液体培养法和鲁米诺-过氧化氢-钴盐(Ⅱ)/E叽A流动注射化学发光的方法,对3种黄酮类化合物芹菜素(1)、KaempferoI-3-O-α-rhamnopyranoside(2)和Bigarcinenone A(3)进行了抗菌和清除羟基自由基活性的测定.结果表明,这3种黄酮类化合物对5种菌株:金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、白色念珠球菌和热带念珠球菌均有较好的抑制作用;并且它们对羟基自由基有良好的清除效果.其中化合物1的抗氧化活性最高,化合物2,3的抗微生物活性最高.     

微生物诱导固化技术研究进展

微生物诱导固化(Microbial induced carbonate precipitation,MICP)技术因其环境友好性已成为近些年研究的热点.本文对MICP的固化机理进行了介绍,阐述了细菌、成核位点和生物膜对MICP矿化反应的影响,并对相关理论模型进行了总结,包括该技术涉及到的溶液的传输与分布、尿素水解速率和孔隙模型等.通过对相关文献进行总结发现,基于MICP具有良好的流动性并且可以生成具有胶结性沉淀的特点,MICP能够在砂土固化、地基改良、防渗封堵、混凝土修复等领域发挥出良好的改善效果,具有广阔的应用前景.最后,在已有研究成果的基础上,对MICP当前研究的问题以及未来的研究方向进行了讨论与展望.     

基于微生物诱导碳酸钙沉积的防风固沙试验研究

为将微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术用于风沙土的表面固化,需要对这一过程的影响因素和规律进行探究.利用标准砂模拟风沙土进行相关试验,试验变量包括处理液浓度、细菌浓度、处理液体积和处理温度,从风洞试验、表面强度试验、碳酸钙含量测定三个方面对处理后的试样进行对比评估.结果表明,试样表面由于生成了碳酸钙沉淀而形成了一层硬壳层,赋予试样一定的抗风侵蚀能力.当处理液体积为4 L/m~2,温度为20℃,处理液浓度为0.1 M,细菌浓度OD_(600)=0.6时,MICP加固的试样开始具备良好的抗风侵蚀能力.     

豆科牧草对黄土丘陵沟壑区退耕地水土流失及土壤养分的影响

利用长期定位小区试验,研究了紫花苜蓿和沙打旺对黄土丘陵地区退耕地水土流失及土壤肥力的影响规律,旨在弄清豆科牧草在黄土丘陵沟壑区退耕地上提高土壤肥力的作用与效果,对不同比重年限的沙打旺和紫花苜蓿对土壤有机质、全氮、全磷剖面分布的影响进行了定量分析。研究发现,退耕地种植豆科牧草3年后,径流减少61.9%－70.6%,泥沙减少85.1%－89.2%,说明退耕地种植牧草控制水土流失的效果不仅好,而且见效快。所有处理土壤全氮、全磷和有机质含量在土壤剖面1m深度范围内均呈典型的＂s＂形分布。两种豆科牧草均可显著提高土壤有机质累积,紫花苜蓿的固氮能力强于沙打旺。提高种植密度可降低土壤磷输出比率,有利于土壤磷素的活化和有效利用。     

大豆脲酶诱导碳酸钙沉积技术的防风固沙试验研究

脲酶诱导碳酸钙沉积是一种新型的土体加固技术,该技术通过脲酶催化尿素水解,生成碳酸钙晶体,起到充填、胶结岩土材料的作用,本研究将该技术用于风积沙的表面固化,通过室内试验研究其效果和机理.脲酶从大豆中提取,与等量的氯化钙和尿素溶液混合后喷洒于试样表面,在试样表面形成薄层硬壳.通过测试试样的表面强度、风蚀率、保水性、渗透性和碳酸钙生成量,检验该技术的防风固沙效果.结果表明,经碳酸钙胶结形成的表层硬壳可以达到兆帕级强度,试样保水性较未处理试样提高了60%,风蚀率和渗透速率显著降低,生成碳酸钙含量约为0.6%.通过与仅喷洒盐溶液和仅喷洒酶液的试样对比,表明盐分和酶都具有一定的防风固沙效用,但胶结液可以综合两者的作用机理,且生成的碳酸钙使颗粒胶结更为耐久.     

磁处理碳酸钙过饱和溶液析晶过程中的"磁记忆效应"

利用双道析晶动力学实时监测系统(DPMS)和时间延迟摄像显微镜(TLVM)系统,验证了磁场抑制碳酸钙过饱和溶液析晶过程中“磁记忆效应”的存在。根据析晶动力学曲线和TLVM图片,比较了磁处理溶液静置不同时间(10,27,45,70、80h)后“磁记忆效应”的差异,首次提出了“磁记忆效应”存在峰值。TLVM光学实验照片清晰显示:溶液磁处理之后静置时间约30h时,沉析物中文石所占比例最多,方解石和球霰石所占比例最少,从而形成软垢,达到最佳阻垢效果;且还发现磁记忆时间至少可以达80h。     

注浆管法在微生物诱导碳酸钙沉积 加固土体中的应用研究

目前,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)在加固土体方面采用最多的方法是分步注浆法,现有的改进方法基本上是顶部注浆、底部注浆、间歇注浆、连续注浆等.通过继续改进分步注浆法,提出了一种新的注浆方法,即向土体中插入带有均匀小孔的注浆管,接着菌液和胶结液通过注浆管小孔自然渗透于土体中,最后形成加固体.通过两个模型槽对比试验,研究MICP技术在三维注浆下进行土体加固的方法,以及该新型注浆方式的可行性及加固效果,并分析了该注浆方法所能加固的影响范围.试验结果表明,经过14 d的处理后,采用这种新的三维MICP注浆方法能形成完整的且强度较高的固化砂柱.在砂柱的最上端试样强度最高,达到1 MPa左右,且随着土体深度的增加,强度越来越低.     

覆冰对某输电塔影响的研究

覆冰对输电塔的影响是通过整个输电线路上各方面因素共同作用的。不同的档距、高差、转角以及风载等因素都会使覆了冰的输电线路的稳定性遭到破坏,从而引起输电线拉断及铁塔倒塌。通过MSC.MARC软件建立了输电塔模型,根据覆冰载荷的计算机理,得到不同档距、转角及风速条件下,输电塔在各个冰厚载荷作用下所产生的等效应力以及输电线所受的拉力,并将各个冰厚载荷作用下的结果进行分析比较,总结出倒塔的主要原因。     

野外模拟降雨条件下水土流失与养分流失耦合研究

降水是土壤侵蚀和养分流失的主要驱动力.本文利用野外模拟人工降雨试验,研究不同土地利用类型下水土流失和养分流失.结果表明:林地蓄水保土效果显著,初始产流时间在25m in左右,土壤侵蚀速率仅为裸地的8%.累积径流量和产沙量均与时间呈线性增加,关系为Y=aX-b,径流系数a表现为:裸地>撂荒地>草地>林地.径流和泥沙的迁移导致土壤肥力下降;泥沙结合态是养分流失的主要途径,其养分含量显著高于径流中养分浓度.与裸地的碳、氮和磷养分流失总量相比,撂荒地分别占47.9%、60.8%和46.1%,草地占22.5%、14.4%和17.4%,林地占1.4%、2.8%和2.6%.林地和草地水土保持效果显著,能有效减少养分流失,控制面源污染.     

微生物诱导碳酸钙沉淀提高红砂岩堆石料无侧限抗压强度的试验研究

为改善红砂岩堆石料的力学性能,采用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀矿化技术加固红砂岩堆石料。对不同含石量的红砂岩堆石料进行无侧限抗压强度试验,并测定土体的抗压强度指标与碳酸钙产量来表征微生物改良堆石料效果,结合扫描电镜分析微生物改良堆石料的微观结构特征。结果表明：巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀改善红砂岩堆石料的抗压性能效果明显,经过恒温养护10 d矿化效率最高,土样由初期黏土的黏结作用转变为碳酸钙胶结作用,养护后期土样表现出更大的脆性特征;在一定含石量范围,微生物矿化产生的碳酸钙产量与含石量和养护时间呈正相关性,且抗压强度与碳酸钙产量呈正比关系,进一步表明碳酸钙胶结作用是试样抗压强度增大的主要因素;从SEM(scanning electron microscope)图像分析,高含石量堆石料为微生物提供更大生存繁衍和活动空间,微生物矿化生成碳酸钙晶体主要附着在土体骨架粗颗粒上和填充于颗粒间的孔隙,有效加强了土体颗粒间的胶结作用并增强了土体的力学性能。     

输电塔钢管构件涡激振动数值模拟

用数值模拟方法对钢管构件涡激振动现象进行研究,分别进行了静止圆管绕流数值模拟以及弹簧支撑单自由度圆管绕流数值模拟.结果表明:静止圆管计算工况雷诺数介于20 000~35 000之间,升力系数幅值以及阻力系数均值的平均值分别为1.427和1.273,与前人试验结果较为吻合;涡街形成的决定性因素是物体后部两个分离剪切层的相互作用;发生涡激振动时,顺风向响应要远小于横风向响应;基于单自由度模型进行动网格分析,给出了最大位移比公式以及线性插值关系式,将二维数值模拟应用于三维钢管构件的涡振疲劳分析.