含水率和围压对安家岭泥岩峰后力学特性影响的试验研究

为分析含水率和围压对泥岩峰后力学特性的影响,从山西安家岭矿取泥岩,制成不同含水率的5组试样,在YAW2000电液伺服试验机上开展了三轴试验,获得了不同含水率泥岩试样三轴全程应力应变曲线,使用激光共聚焦显微镜观测了泥岩增水过程中微观结构变化。利用试验结果,分析了围压和含水率对泥岩峰值强度、残余强度、弹性模量、破坏应变和脆性模量的影响规律和泥岩增水过程中微观结构的变化规律。引入脆性模量系数和强度退化指数来描述围压对泥岩峰后强度退化过程和残余强度的影响,与FLAC中的SS模型结合,建立了考虑围压影响的泥岩应变软化力学模型,模拟了围压对泥岩应变软化行为的影响。研究结果表明:(1)随着围压增加,泥岩的峰值强度、偏应力峰值、破坏应变和残余强度都增长,峰后强度降低速率趋缓,强度退化指数和脆性模量系数可以较好地描述围压对泥岩残余强度和峰后强度退化过程的影响。(2)泥岩增水过程中,岩样内微裂隙及尺寸增长,泥岩的力学性质劣化。随着含水率增加,泥岩的弹性模量、峰值强度和残余强度降低,破坏应变增长。含水率与泥岩的弹性模量、峰值强度和破坏应变之间近似服从线性关系。(3)本文基于脆性模量系数的岩石应变软化模型能较好地描述三轴压缩泥岩的全程变形行为。     

天山北坡融雪期雪层含水率地物光谱特征研究

积雪含水率是雪层中液态水的含量,也是积雪出流、产流的关键指标,对积雪含水率的研究对春季融雪产流及融雪型洪水有现实意义。借助美国ASD地物光谱仪和Snow Folk积雪特性仪获取原始数据,并利用SPSS19.0和Excel等统计软件对数据进行分析、处理,并利用这些数据进行制图、数据综合,建立雪表层的地物光谱特征预测模型。结果表明：积雪的光谱特征曲线由于在可见光和近红外由于吸收呈现出若干波谷;地物光谱特征与积雪表层含水率存在负相关关系,且随着波长的增加这种负相关关系变化明显,并在可见光和近红外形成三个相关关系的极小值;构建雪层含水率的地物光谱反射率模型,可见光范围内,在350 nm时的模型精度较高,能够达到75.9%,预测值和实测值拟合程度高,在近红外波段内,1 204 nm建模的模拟精度最高。     

面向管线监测的分布式光纤传感土壤传热研究

现存的管道泄漏监测技术空间分辨率有限,且常规的光纤布置方式难以达到所要求的分辨率。基于此,针对油气管线监测布线问题,在一维平铺式线监测的基础上,提出了正弦式表面监测的光纤铺设方式。以高空间分辨率的光频域反射分布式光纤传感技术为辅助手段,验证了正弦式光纤铺设方法的优越性,其能够全面地反映土壤整个面的温度分布,监测范围变广,漏检可能性降低。采用变量法分析了土壤容重、土壤含水率与土壤导热系数之间的关系以及热源温度对土壤传热的影响,验证了光频域反射分布式光纤传感技术能够精确地监测土壤温度场,并利用土壤温度场的变化规律为其他分布式测温技术在埋地光纤布置时提供指导。     

折光法在线测定混合溶剂中丙酮

建立在线折光法快速测定混合溶剂中丙酮浓度的方法。采用MSDR-SH 70系列防爆浓度传感器,以折射率为检测信号,在线检测丙酮-植物油抽提溶剂混合溶剂中丙酮浓度,同时研究了混合溶剂中姜精油含量、含水率高低对溶剂折光率波动的影响。实际生产中引入的姜精油含量、含水量对实际控制的混合溶剂折射率影响不大。通过测定不同浓度丙酮-植物油抽提混合溶剂在20～50℃范围内的折射率,利用最小二乘法原理和python编程建立了浓度、温度和折射率之间的关系曲线和经验公式（n=1.377 32-0.000 14φ-0.000 36t）。自制11批样品重复测量5次的相对标准偏差均不大于2.2%,说明该方法检测精密度良好;与理论值相比,测定值的相对偏差均不大于5.0%,说明该方法准确度较高。在线取样检测值与气相色谱法检测值对比,绝对误差不大于2%,可满足车间实际生产过程控制需要。     

流化床生物质快速热解制取生物油试验研究

本文在小型流化床试验装置中对颗粒状的樟子松进行制取生物油的试验研究.考察了反应温度对热解生物油物理性质和产率的影响,并重点研究了各个参数对热解生物油组分的影响规律.结果表明,在550℃下生物油产率最高,为50.4%(w/w).随着热裂解温度升高,生物油的密度略有增加,生物油的粘度随着含水率的增加而减小.反应温度对生物油的主要化学成分和含量影响不明显,生物油主要含有有机酸类、酚类和糖类等化合物.     

土体含水率与滑坡风险相关性实验研究

降雨入渗容易造成边坡滑坡自然灾害,含水率是影响土体抗剪强度的关键因素之一。本文以滑坡区红黏土为研究对象,制作了5组不同含水率的土样,并在不同垂直压力下进行快速剪切实验,得到每组对应的剪切强度参数,研究了含水率与剪切强度参数之间的关系。利用实验所得到的土工参数进行高地下水位边坡稳定性数值模拟,拟合得到边坡坡顶含水率与边坡安全系数的关系。结果表明:含水率从10%增加到25%,红黏土强度指标粘聚力、内摩擦角约分别下降50%和30%;含水率与粘聚力和内摩擦角间均呈半对数关系;边坡坡顶含水率增加导致边坡安全系数近似成二次曲线下降趋势。     

含水率梯度作用下填埋场压实黏土层开裂特性试验与机理分析

为探究压实黏土防渗层干缩开裂的力学机制,开展了压实黏土层含水率梯度变化与干缩裂隙演化规律试验研究,并构建了含水率梯度作用下压实黏土层开裂分析模型,研究结果表明:蒸发过程中,压实黏土层失水率随深度指数递减,高液限黏土含水率梯度明显高于低液限黏土.压实黏土层表层拉应力随含水率梯度的增加而增加.蒸发过程中,低液限压实黏土层含...     

温度影响下不同含水率细砂中土压力盒测试结果试验研究

在长期的工程监测中,土压力盒的测量精度易受到周围土体环境温度变化的影响。为了提高土压力测量值的可靠度,本文将电阻应变式微型土压力盒埋设于装填有不同含水率细砂的标定桶中,运用冻融循环箱模拟温度变化环境,系统研究了温度循环变化时多个因素对土压力盒测量结果的影响。通过试验研究发现：标定桶内砂土的温度从20°C降低到0°C再升高到20°C的单个冻融过程中,温度对土压力盒测量压力值的影响较大,且得到的温度标定系数为负值,细砂的含水率对土压力盒的温度标定系数的影响相对较弱,采用较小量程的土压力盒以及细砂上部载荷量的增加会使土压力盒的温度敏感性增强;冻融循环次数的增多,会造成土压力盒测量值的损失。     

SiPLS-CARS与GA-ELM对哈密瓜冠层叶片含水率的反演估测

传统的叶片含水率检测方法效率低、操作繁琐且是有损的检测,不利于大田哈密瓜叶片含水率的快速获取。为实现对大田哈密瓜生长期进行更精细的田间灌水管理,利用光谱技术分别获取了哈密瓜植株在成长期（M₁）、开花期（M₂）、结果期（M₃）、成熟期（M₄）四个时期内的冠层叶片样本,采用烘干法测得叶片样本的含水率。为提高预测模型的精度和稳定性,首先开展并讨论极限学习机（ELM）模型中的核函数与隐含层神经元个数的选择对ELM模型精度的影响。随后分别利用联合子区间偏最小二乘法（SiPLS）及其与竞争性自适应重加权采样法（CARS）、遗传算法（GA）、连续投影算法（SPA）的组合算法对全波段光谱数据中与叶片含水率相关性高的特征波长进行筛选提取。再分别使用GA与粒子群算法（PSO ）对已经确定最佳核函数与隐含层神经元个数的ELM模型中的输入层与隐含层间的连接权值（W）和隐含层神经元阈值（B）进行优化选择,获取最优且稳定的W与B值,进一步提高模型的稳定性和预测精度。最后将四种特征波长提取算法优选出的特征波长分别进行ELM,GA-ELM,PSO-ELM建模分析,以校正集和预测集的相关系数R_c与R_p为模型评价指标,经过对比分析优选出能准确预测哈密瓜冠层叶片含水率的反演估测模型。采用SiPLS及其与CARS,GA和SPA的组合算法提取特征波长,筛选出的变量数分别为273,20,32和6,占全光谱变量的15.6%,1.2%,1.9%和0.03%。进一步将筛选出的特征波长作为自变量,叶片的含水率作为因变量,建立了ELM的预测模型,最佳预测精度R_p值为0.845 0,预测精度不是很理想。故引入GA与PSO对ELM中随机产生的W与B值进行优化选择。最终,经过研究发现,利用GA优化后的ELM模型结合SiPLS-CARS筛选出的特征波长建立的哈密瓜冠层叶片含水率预测精度最优,故反演叶片含水率的最优建模方式为SiPLS-CARS-GA-ELM,R_c值为0.928 9,R_p值为0.903 2,所建模型精度较高,可为大田哈密瓜冠层叶片的含水率进行快速检测,为田间灌溉管理提供科学依据。     

多孔介质体干燥过程中含水率分布的可视化研究

工业中应用广泛的食品干燥等干燥现象,多是含水多孔介质体的干燥。本文利用可视化实验,研究了含水多孔介质体的干燥现象。并利用实验拍摄的数字图像进行分析和含水率计算,提出干燥过程中含水率分布图像化的方法,并讨论了将此图像化方法应用于含水多孔介质体干燥的可行性。