碳化砂浆轴向冲击动态力学特性与破碎形态分析

为保证长期使用砂浆在动载作用下的安全性，采用非金属超声波检测仪测量不同碳化龄期试件的纵波波速，引入碳化增强因子η表征碳化深度大小，并利用直径50 mm变截面分离式Hopkinson 压杆试验装置开展不同碳化龄期砂浆冲击动态压缩试验，研究碳化后砂浆的动态力学特性与破碎形态，分析砂浆动态应力—应变曲线、峰值应力和破碎形态随碳化龄期变化规律。结果表明:随着碳化龄期的增长，试件波速呈增大趋势，碳化增强因子η增大，碳化深度增加；碳化龄期相同时，砂浆的动态峰值应力、峰值应变都随着冲击气压的增大而增大；冲击气压相同时，砂浆的动态峰值应力随着碳化龄期的增长而增加；试件的破坏形态主要呈现为压碎破坏与劈裂拉伸。     

土壤优势细菌菌群对膨润土的腐蚀影响

基于微生物对材料的腐蚀特点,在材料性能表征的基础上,采用微生物学、TG-DTA、CEC和TEM研究了从高放废物处置库预选区土壤中分离的细菌菌群对膨润土的腐蚀影响。结果表明:添加5.5倍高浓度培养基可以维持菌群一定周期内的持续活性;细菌菌群影响膨润土原结构中吸附水、层间水及结构水的含量,且于849.94℃时出现明显的吸热谷,表明菌群加速了膨润土热稳定性的下降;随腐蚀周期延长,无菌组和有菌组均与原样间存在极显著性差异(p0.01),细菌促进了膨润土化学键类型及键能发生变化,使其阳离子交换量下降;细菌菌群加速膨润土发生团聚且晶面间距减小率比无菌组大约25.912%,最终导致晶格缺陷。     

玻璃纤维-砂浆管试件动态拉伸破坏特性试验研究

为了探究动载作用下GFRP（玻璃纤维）-砂浆管的动态拉伸破坏特性，采用分离式SHPB试验装置对2种空心率的水泥砂浆管和GFRP-砂浆管进行动态拉伸试验。结果表明:空心率越小、冲击气压和壁厚越大，试件峰值抗拉强度越大；GFRP-砂浆管的峰值抗拉强度随GFRP管壁厚的增大而不断增大，在空心率为0.292时，峰值抗拉强度随GFRP管壁厚增大呈对数函数递增，而在空心率0.187时，峰值抗拉强度随GFRP管壁厚增大呈指数函数递增；无GFRP管时水泥砂浆管呈对称四块破碎，GFRP-砂浆管在0.5~0.7 MPa冲击气压下仅有细小裂纹产生，在0.8 MPa冲击气压下，与入射杆接触部分产生“楔形”破坏，但总体保持为管状、破坏程度仍低于水泥砂浆管，表明GFRP管对水泥砂浆管具有较好的保护作用，可有效提高其动态抗拉强度。     

粉煤灰普通砌筑干混砂浆合理配比研究

将粉煤灰用于干混砂浆的生产,既可以解决其占地和环境污染问题,又可产生一定的经济效益。通过对阜新地区粉煤灰和其他原料的性质进行分析,以普通硅酸盐水泥、天然河砂和阜新发电厂商品粉煤灰为原材料配制干混砂浆。根据施工常用普通建筑砂浆的种类及标号,在水泥砂浆中掺入不同比率的粉煤灰。水泥取代率为15%~30%,砂浆稠度控制在7~10 cm。制成标准试件后经脱模放入标准养护室养护。测定粉煤灰砂浆试件的28 d抗压强度和90 d抗压强度,经与标准强度进行对比,得到粉煤灰取代水泥的合理比率。结果表明,配制M5、M7.5、M10砂浆时粉煤灰的水泥取代率分别为20%、25%、20%。粉煤灰掺入砂浆中取代部分水泥后,砂浆的28 d强度都超过标准强度,90 d强度则显示出更大的优越性。粉煤灰之所以可以取代部分水泥,是因为其中含有一定量的活性物质。这些活性物质与氢氧化钙、硫酸盐等反应生成了水化硅酸钙、钙矾石等物质,使凝胶体材料的整体强度,特别是后期强度得到明显提高。粉煤灰的颗粒较小,可以填充在水泥凝胶体的毛细孔中,使水泥凝胶体更加密实,进一步提高了材料的强度和抗渗性能。粉煤灰中含有大量球形玻璃体,改善了砂浆的和易性。配制的干混砂浆性能稳定,原材料种类少,便于配料加工。     

粪源金霉素暴露对土壤微生物毒性效应的田间试验研究

通过田间小区试验,研究了含金霉素残留的鸡粪施用于农田对农田土壤中微生物的毒性效应.选取蔬菜试验田,划分4个2m×2m试验小区,除对照组(不施用任何肥料)外,其他3块分别施用不含金霉素的鸡粪和含46.4 mg/kg、97.6 mg/kg金霉素的鸡粪.在试验期内,分别在不同时间采集土壤样品,测定土壤中微生物数量(细菌、真菌和放线菌)、土壤的呼吸强度、土壤中金霉素抗性细菌数量及土壤中微生物多样性变化等指标.结果表明,两个质量比的粪源金霉素(46.4 mg/kg和97.6 mg/kg)暴露分别降低了土壤中细菌数量24.1％和27.2％,降低了放线菌12.1％和22.9％,减少了真菌数量1.92％和2.52％,并且影响了土壤微生物多样性,同时增加了土壤中金霉素抗性细菌数量及其比率.同时发现,粪源金霉素的暴露随时间延长对土壤微生物的毒性影响有减缓趋势.这可能与随时间延长金霉素被降解或土壤微生物对金霉素产生了适应有关.     

两种富集驯化条件下石油降解细菌菌群的特性研究

为了强化微生物修复石油污染土壤的效果,在实验室条件下,以传统的微生物培养技术为基础,结合分子生物学技术,对石油污染土壤经两种富集驯化培养基培养后的细菌菌群数量及细菌结构变化进行了测定和分析。结果表明:连续富集驯化4个周期后,在无机盐加原油富集驯化条件下,细菌浓度可以达到1.30×1012CFU/mL,比在牛肉膏蛋白胨加原油富集驯化条件下的细菌浓度(3.05×108CFU/mL)高4个数量级;从生物多样性看,无机盐加原油驯化得到的菌群更丰富,有11种细菌,而采用牛肉膏蛋白胨加原油驯化条件得到的菌群中只有4种细菌,当以原油为唯一碳源对土壤微生物驯化时,微生物数量较多,且多样性较高。在无机盐原油培养基条件下,菌群的石油降解率远高于牛肉膏蛋白胨原油培养基条件下菌群对原油的降解率,7 d和15 d的降解率分别可达到20.7%、13.2%和52.2%、35.7%。研究表明,不同的富集驯化方式对菌群的组成有较大影响,在未来应用中菌群的复杂性值得关注。     

重金属Cd污染对旱田土壤微生物群落的影响

以太原市土堂村的旱田土壤为例,研究了Cd胁迫下对土壤微生物数量的影响。实验结果表明,在Cd质量浓度逐渐增加到10 mg/kg时的单一胁迫下,细菌依然呈显著的正相关;在Cd处于较低浓度时,放线菌和真菌呈正相关,但当质量浓度达到10 mg/kg时,放线菌和真菌开始受到抑制。Cd胁迫下对土壤生物活性的抑制率由大到小为细菌放线菌真菌。从三大菌的总数上看,随着重金属污染时间的增加,细菌、放线菌、真菌三大菌总数逐渐减少。     

天童常绿阔叶林退化过程中土壤微生物主要类群变化特性研究

研究了浙江天童常绿阔叶林植被5个主要退化阶段土壤微生物主要类群数量分布特征.采用涂布平板法和MPN法(最大可能数法)进行三大微生物类群(细菌、放线菌和真菌)和氨化细菌等重要功能微生物的分析.测定时间为2003年7月和2004年2月.以考察常绿阔叶林退化过程中土壤微生物主要类群变化特性,为退化生态系统的恢复和重建提供基础研究.结果表明,从栲树林至灌木的5个主要退化阶段,0～20 cm土壤层中细菌较真菌和放线菌的数量分布占绝对优势.2003年7月和2004年2月细菌占三大微生物总数平均比例分别为73.4%和85.6%.土壤微生物总数的变化同土壤全氮、土壤有机质含量及土壤肥力综合指标的变化呈显著相关性.2003年7月和2004年2月土壤层氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌、硝化细菌四类主要微生物生理类群中,氨化细菌占绝对优势,占四类微生物生理类群的平均比例分别为98.3%和94.3%,在森林凋落物分解过程起重要作用.从栲树林至灌木林的5个退化阶段,三大微生物数量、微生物总量、四类主要微生物生理类群数量总体呈下降趋势,尤其以冬季变化趋势明显.2004年2月从1#栲树林至5#灌木林,细菌数量下降80.4%,微生物总数下降82.2%,固氮菌减少99.1%,氨化细菌减少96.8%,纤维素分解菌减少95.8%,硝化细菌减少99.8%.随着植被的退化演替,土壤肥力降低,土壤环境条件不利于微生物的生长.土壤主要微生物生理类群数量的减少削弱了土壤中C、N等营养元素的循环速率和能量流动.     

PAHs污染农田土壤联合生物修复技术研究

以我国典型污水灌溉区--沈抚污灌区农田土壤为研究对象,采用植物修复并辅以高效微生物菌剂、污泥发酵肥等方式对PAHs污染农田土壤进行了植物-微生物联合生物修复的初步研究.结果表明,采用玉米、大豆、蓖麻、苜蓿与高效微生物菌剂联合修复PAHs效果可达到36.3%、44.1%、36.8%和48.3%,比单纯的植物修复显著增高了15%～18%;施加污泥发酵肥进一步提高了生态修复效率,其中苜蓿的联合修复效率最好,达到61.1%.同时,联合生物修复对高环PAHs的去除也有明显的效果.修复后农作物的PAHs质量比在安全范围内; 土壤微生物数量明显增加,微生物群落中的PAHs降解细菌和真菌分别增加了3和1个数量级.     

外源铀胁迫对铀矿区土壤微生物群落的影响

为考察铀矿区污染土壤再次受到外源铀胁迫下土壤微生物群落的变化情况,采用Biolog-ECO微平板技术,研究了铀胁迫质量比(100 mg/kg、200 mg/kg)和胁迫时间(7 d、14 d)对铀矿区土壤微生物群落的影响,以原土样为空白对照。结果表明,同一铀胁迫质量比下,延长胁迫时间可增强微生物活性,增加群落均匀度;100 mg/kg铀胁迫下,培养14 d的颜色平均变化率(AWCD)是空白对照的1.4倍,群落多样性明显增加;而200 mg/kg铀胁迫下,微生物活性受到一定的抑制,多样性降低。微生物群落对酚酸类碳源的利用能力随外源铀胁迫质量比增加而降低,对胺类和氨基酸类碳源的利用能力随胁迫时间延长而增强。外源铀胁迫质量比主要影响微生物群落对24种碳源的利用,而胁迫时间主要影响对12种碳源的利用活性。     

地热水在矿山深部岩体单一裂隙中的渗流规律分析

选取PKN模型进行岩体裂隙地热水对流换热量的研究,计算了地热水在裂隙内的对流换热量,通过将裂隙截面展开求解对流换热面积,根据牛顿冷却定律计算得出对流换热量;由裂隙张开度的变化量计算岩体裂隙的渗流量,结果表明,在三维应力一定的条件下,岩体裂隙内地热水的渗流量随裂隙倾角变化而变化。从矿山中选取典型岩样进行加工,使之成为200 mm×100 mm×200 mm的标准岩样。试验结果表明,在裂隙倾角α=0°的情况下,裂缝的渗流量随β增加逐渐减小,并且在随β增加到90°的过程中趋于稳定,表明岩体裂缝为水平裂缝时渗流量最小,维持在一个稳定值;在α=90°的情况下,裂缝的渗流量随β增加逐渐增大,在β增加到90°的过程中,裂缝慢慢变为垂直裂缝,渗流量的变化也趋于缓和,增加到一个稳定值。     

气溶胶粉尘在玻璃表面的沉积行为研究

玻璃是建筑装修的重要材料之一.有关玻璃的表面清洁技术非常丰富,但是对于粉尘粘附于玻璃表面的行为等的研究成果尚不多见.为此, 测定了玻璃片以不同角度放置在大气中,玻璃片表面粘附粉尘的分布规律和粉尘的粒径分布等特征;发现粘附于玻璃片上粉尘粒径分布不同于大气中的粉尘粒径分布,不同湿度对玻璃表面粘附的粉尘形状、粉尘数量和粒径影响很大.     

井下有限空间内作业人员噪声危害调查

为研究煤矿井下环境相对封闭、空间相对有限的情况下,噪声对作业人员的影响及危害,通过问卷调查的形式,分别对开滦集团东欢坨及荆各庄2煤矿井下5个不同作业区人员进行了共计200份的噪声危害问卷调查。将问卷调查结果通过SPSS软件进行统计与分析,并将SPSS分析得到的数据用于分析井下噪声对作业人员的影响及危害,归纳出噪声对作业人员的影响因素,并对噪声、影响因素及症状之间建立了井下噪声对作业人员影响的理论关系模型。结果表明:在井下有限空间内,噪声对作业人员的危害最严重的症状是耳鸣,危害最轻的症状是畏惧感;参与调查的多为年龄较大、工龄较长的作业人员,噪声对工龄较长者的危害程度要大于对年龄较大者,且工龄与噪声危害之间存在Pearson相关性系数大于0的正相关关系。     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。     

热蠕变性对除尘滤袋PTFE缝线强力的影响

缝线是影响除尘滤袋寿命及可靠性的重要因素之一,缝线在长期热烟气作用下失效的案例愈来愈引起业界的关注。通过热态拉伸试验研究了热蠕变性对袋式除尘器滤袋用PTFE缝线强力的影响。在持续高温下对PTFE缝线进行拉伸试验,结果表明:PTFE缝线的拉伸断裂强力随温度升高而大幅下降,试验温度在250℃以上时,其拉伸最大载荷仅1~3 N(线密度1 200~1 250 den);PTFE缝线的拉伸断裂伸长率随温度升高呈现先上升后下降的趋势,在120℃左右达到最大值;高温环境对PTFE缝线的使用寿命有较大影响,缝线能在软化后受到外力作用而断裂失效,在实际工业生产中应给予关注。     

煤体电荷感应信号评价冲击危险性试验研究

为完善冲击地压矿井的冲击危险性评价方法,提高冲击危险性预测的准确率,应用自主研制的煤岩电荷监测系统,选择典型冲击地压矿井的煤样,开展了煤体单轴压缩冲击危险性测试与电荷感应监测试验研究。基于冲击地压扰动响应失稳理论,将应变软化阶段产生的电荷信号变化作为预测冲击地压发生的前兆信息,得到了煤体冲击危险性指标的临界软化系数Kρ、临界应力系数Kp及其冲击危险的等级分类标准,分析了煤体电荷感应信号的电荷事件数CSJ和电荷事件的平均幅值CFZ参量与冲击危险性指标Kρ和Kp之间的量化关系。结果表明:煤样破裂应力峰后,冲击倾向性K与电荷事件数CSJ呈指数递减关系,与CFZ呈指数递增关系;随着Kρ或Kp的增大,煤样应力峰后CSJ呈幂函数关系递增,应力峰后电荷平均幅值CFZ呈一次函数关系递减,以此可预测煤体的冲击危险程度,最后得到了河南某矿煤层冲击危险性的应力峰后冲击危险等级的CSJ和CFZ判据与划分标准。煤体冲击危险性电荷感应信号评价方法为冲击地压矿井冲击危险性评价提供了一种新的方向,对现场煤层冲击危险性评价具有指导作用,但也还需要开展大量现场试验对其进行不断修正和完善。     

横采内排追踪压帮高度对端帮稳定性影响研究

为揭示横采内排追踪条件下压帮至不同高度时端帮稳定性变化规律及力学成因机制,明确端帮的滑坡模式与滑坡机理,以平庄西露天煤矿端帮边坡为工程背景,应用有限差分软件FLAC3D,基于强度折减理论,对压帮不同高度时的端帮稳定性进行了三维数值模拟。结果表明:平庄西露天煤矿端帮滑坡模式为以椭球面为侧界面、以弱层为底界面的切层-顺层滑动;滑坡的力学成因机制类型为牵引式;横采内排追踪压帮高度至少为81 m端帮才能满足安全储备系数的要求;端帮稳定性系数Fs随压帮高度增大呈线性增大。     

视野受限时出口指示标志对行人疏散的作用研究

为完善视野受限时的行人疏散理论,探讨了出口指示标志在行人疏散中的作用和其他影响疏散的因素。在前人工作的基础上,进一步阐述了视野受限时的疏散理论模型,统计估算了行人的疏散时间;并利用计算机仿真对比研究了出口指示标志在行人疏散过程中的作用。结果表明,出口指示标志能够明显地影响行人疏散过程中的动力学特征,避免了无出口指示标志时的盲目和绕行现象,优化了行人疏散路径,提高了疏散效率。同时发现,在不同出口宽度下大的视野距离会对疏散起积极作用;初始行人密度较小时,行人数量的变化对疏散时间影响不大;初始行人密度较大时,疏散时间与行人数量间呈线性关系。