A molecular dynamics study of the swelling patterns of Na/Cs-montmorillonites and the hydration of interlayer cations

We report on a molecular dynamics study of the swelling patterns of an Na-rich/Cs-poor montomorillonite and a Csmontomorillonite.The recently developed CLAYFF force field is used to predict the basal spacing as a function of the water content in the interlayer.The simulations reproduce the swelling patterns of the Na and Cs-montomorillonite,suggesting a mechanism of its hydration different from that of the montomorillonite.In addition,we find that the differences in size and hydration energy of Na and Cs ions have strong implications for the structure and the internal energy of interlayer water.In particular,our results indicate that the hydrate difference in the presence of coexistent Na and Cs has a larger influence on the behavior of a clay-water system.For Na-rich/Cs-poor montomorillonite,the hydration energy values of Na ions and water molecules each have a dramatic increase compared with those in Na-montomorillonite on the interlayer spacing,and the hydration energy values of Cs ions and water molecules decrease somewhat compared with those in Cs-montomorillonite.     

白蚁菌圃上小白球菌和炭角菌的生态关系初报

通过人工调节pH, CO:分压、温湿度以及有机氮等条件,探讨了白蚁巢内两种优势真菌的生态关系.结果表明:小白球菌和炭角菌除对温湿度要求相似外,不同之处在于小白球菌适应于高浓度COZ、低pH值(3.8一4.2),低浓度有机氮,以及对酵母浸膏也有一定的要求。而炭角菌要求低浓度CO, ,高pH值(5.0- 6.3),又需要高浓度有机氮.根据这些实验,我们初步认为白蚁的存在产生了丰富的有机酸和高浓度CO z,可能给小白球菌造成了特定的pH环境,成为蚁巢菌圃上优势真菌的主要选择因子,在“废巢”菌圃上,有机酸和COZ浓度的降低,炭角菌分泌的代谢物质引起菌圃pH值的上升,可能是炭角菌成为优势种的原因。     

四(三苯基氧膦)高氯酸钕合乙醇配合物的合成及结构测定

合成了Nd(ClO_4)_3·4phP=O·C_2H_5OH配合物,用四园衍射仪测定了它的分子及晶体结构,此晶体属三斜晶系P1空间群,晶胞参数为:a=13.475(61)A;b=15.003(15)A;c=18.697(15)A;α=85.44(7);β=78.49(24)°;γ=83.13(26)°;V=3671.2A,分子由99个非氢原子组成,实际上分子可分为三个部分即:配阳离子[Nd(ClO_4)_2·4phPO]~+;阴离子ClO_4和溶剂合分子C_2H_5OH配阳离子的钕与八个氧配位,四个氧来自双齿配位的ClO_4,四个氧来自四个ph_3PO,八个配位氧组成三角十二面体。 中性膦(磷)类化合物包括(RO)_3P=O和R_3P=O是一类重要的萃取剂。工业上已应用的TBP和TOPO都属于这一类。为了研究这类萃取剂在不同底液中萃取行为之所以不同的内在因素,我们制备了不同希土盐类与三苯基氧膦的配合物,并对它们进行了结构测定。已知的中性氧膦希土配合物中进行过结构测定的有Ce(NO)·2phP=O、Nd(NO)_2·2php=O·C_2HOH、La(NO_3)_3·3php=O·C_2H_5OH·CHCl_3和Nd(NCS)·4php=O。这些配合物晶体及分子结构各异,这表明了三苯基氧膦在形成配合物时的复杂性。本文报导的Nd(ClO_4)·4phP=O·C_2H_5OH实际上是由三部分组成;即[Nd(ClO_4)_2·4phP=O]~+外界的ClO_4和溶剂合分子。这在中性配体与高氯酸希土形成的配合物中时有发现。已知结构的     

羟基铝溶液及铝交联蒙脱土的研究

本文用(27)~Al NMR法和8-羟基喹啉萃取法分别研究了羟基铝溶液中十三聚铝含量的变化规律,还用X-射线衍射法研究了铝交联蒙脱土d_(001)的变化。研究结果表明,铝离子的聚合情况主要由羟铝比决定,而浓度影响不大。随着羟铝比的增加,溶液中单核铝离子含量减少,十三聚铝离子相对含量增加,所得铝交联蒙脱土的d_(001)也随之增大。参照这些变化规律、控制羟基铝溶液的组成,可以制备各种层柱状铝交联蒙脱土复合物。     

紫色土土壤全氮和全磷含量的高光谱遥感预测

高光谱遥感技术是土壤养分预测的有效手段之一。以三峡库区王家沟小流域为研究区,在对土壤样本的理化性质和实验室反射光谱数据分析和测量的基础上,用偏最小二乘回归方法建立了紫色土土壤全氮和全磷含量的预测模型,并用33个水稻土土壤样本对紫色土土壤养分预测模型进行了验证。结果显示,紫色土土壤全氮预测模型得到的土壤样本预测值和实测值之间的总相关系数达到了0.672,而紫色土土壤全磷预测模型得到的相关系数只有0.498; 用紫色土土壤养分预测模型对水稻土土壤养分进行预测得到的相关系数分别为0.550和0.124。因此,用高光谱来预测紫色土土壤全氮含量具有一定的可行性,但高光谱对于紫色土全磷含量的预测效果相对较差;土壤养分预测模型在不同类型土壤之间并不具有很好的通用性。     

黏弹性准饱和土中球空腔动力特性

在频率域内研究了内水压力作用下分数导数型黏弹性准饱和土中球空腔的稳态动力响应. 通 过引入与孔隙率有关的应力系数合理地确定了介质和孔隙水共同承担的内水压力值. 将土骨 架和衬砌分别视为具有分数导数本构模型的黏弹性体和多孔柔性材料, 基于Biot两相介质模 型, 通过引入位移势函数解耦得到了内水压力作用下分数导数型黏弹性准饱和土中半封闭球 形空腔的位移、应力和孔隙水压力解析表达式. 考察了物性和几何各参数对球形空腔动力响 应的影响, 结果表明: 分数导数本构模型更合理地描述了土体的动力学行为; 饱和度对应力 和孔隙水压力影响较大, 而对位移影响较小.     

河型发育过程的二维数值模拟研究

改进已有二维平面水沙模型,进一步考虑河床粗化、弯道二次流及河床结构对泥沙输运的影响;并针对河湾形态对崩岸的影响提出新的非粘性土崩岸模拟方法,使其能模拟边滩的形成。利用改进后模型分别对Yen弯道水槽泥沙冲淤试验及Friendkin室内弯曲小河塑造试验进行模拟;模拟结果与试验观测资料吻合较好,表明考虑弯道对泥沙输运及河岸崩塌影响的模型能够更准确反映天然河流演化过程,为研究河型演化机理及各控制因素变化规律提供新手段。     

一种非侵入的GUI自动化测试系统设计

摘 要：针对我国目前土沉降监测的自动化程度及仪器可靠性低、监测数据不及时、测量精度不高等问题,提出了一种新型基于霍尔效应的科学监测方法。这种方法采用多个霍尔器件组成阵列,将沉降磁环分布在土中,土的沉降会带动沉降磁环的跟随沉降,于是便会引起霍尔器件周围磁场强度发生相应的变化。利用霍尔效应监测霍尔器件周围磁场强弱并转化为相应的电信号,采用RS485总线通讯方式将采集到的数据实时上传至实验主机,主机对实验数据进行科学建模处理找到沉降磁环沉降位移与电信号的关系,并设计监测管理平台以实现对土沉降实时在线监测。通过实验验证这种监测方法监测精度高最大误差在0.4mm、稳定性好,可以对多点实时在线监测,从而实现对土沉降的智能化高精度监测。在设计中可结合当前远程传输控制技术实现数据远程共享,具有更加广泛的应用前景。     

考虑土体损伤的挤土效应计算探讨

摘 要：圆孔扩张理论应用于静压桩沉桩、搅拌桩成桩过程周围土体的应力和变形分析,取得了一定的成果,但其理论分析结果和实验结果仍存在一定的偏差,主要原因在于理论推导时未考虑桩周一定范围内的土体受施工因素影响而产生的损伤。为更有效地发挥圆孔扩张理论在指导桩基施工中的作用,本文通过构造桩周土体粘聚力变化的表达式来考虑施工造成的土体损伤,基于连续介质力学的原理,依据边界条件确定了表达式中的土体损伤因子,得到了能够反映造成土体损伤主要因素的土体粘聚力变化表达式。基于圆孔扩张理论,并引入土体损伤因子,通过平衡微分方程的迭代计算,分析了成桩过程中的土体塑性区半径及应力分布,发现考虑土体损伤时,塑性区范围相对较大且应力的变化会相对较缓。通过不考虑损伤和考虑损伤的分析结果与既有理论的计算结果对比分析,表明本文提出的考虑土体损伤的分析方法简单合理,为精细化分析桩基施工对地基的影响提供了新方法。     

洪水作用下土石坝系统结构图仿真与渗流稳定性分析

为了研究土石坝在洪水作用下的渗流稳定性,依托实际水库工程,以土石坝的坝体为主体,重点考虑洪水、水库、泄洪洞模型输入输出的约束关系,建立了该土石坝洪水过程的结构图仿真模型,并计算得到了在典型洪水过程中水库水位变化曲线;在此基础上采用有限元法,考虑非饱和区的影响,对土石坝非稳定渗流场进行了模拟;利用暂态渗流场计算结果,运用Morgenstern-Price法计算分析了土石坝上、下游坝坡的稳定性。结果表明:上、下游坝坡的稳定系数变化趋势与库水位一致,即坝坡稳定系数随库水位的上升而增大,随库水位的下降而减小。库水位变化的结构图仿真、渗流计算、稳定系数计算构建了较为完整的解决方案,为洪水作用下的土石坝渗流稳定性分析提供了新的手段。