区域地球化学特征对氮在包气带转化的影响研究

研究了沈阳浑河流域水文地球化学特征对地下水包气带中氨氮转化的影响,为评价和预测地下污染提供理论指导.通过现场取样和室内实验,包括模拟氨氮污染地下包气带的过程动态实验,研究了氮转化的过程和机理以及地球化学因素对其的影响作用.结果表明,硝酸盐氮是氮污染形态在包气带的主要表现形式,水文地球化学环境密切相关的铁锰离子质量浓度场与地下氮污染物的转化互相影响.     

氮在河北平原包气带中的迁移转化机制

为揭示氮在土壤包气带中的迁移转化规律并确定其数学模型,通过室内土柱淋滤试验研究了碳酸氢铵及尿素2种氮肥在土壤中的迁移转化过程,并测定了不同时间土壤中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氨的质量浓度变化,总结了“3氮”在包气带中的迁移转化规律.结果表明,施氮周期内褐土土柱淋滤液中,氨氮最高质量浓度为13.33mg/L,硝酸盐氮为15.25 mg/L(H-N-1土柱),土壤中氨氮吸附作用大于硝酸盐氮.建立了氨在土壤中的迁移转化模型并确定了模型参数,可以用所建模型对氮在河北平原包气带中的迁移过程进行定量预测.     

砂土对NH+4-N的吸附研究

以中砂和我国河流的典型污染因子NH 4 - N为对象,研究污染河流对地下水质的影响.通过室内土柱试验模拟污染物的下渗过程,分析包气带厚度和污染物浓度对NH 4 - N吸附的影响,并探讨砂性土对NH 4 - N的吸附机理.结果表明,同一介质对NH 4 - N的吸附,达到吸附平衡时,其动态吸附量远小于静态吸附量;对相同质量浓度的NH 4,包气带厚度对吸附量无影响;同一包气带,随NH 4质量浓度的增加,达到吸附平衡时,NH 4的吸附量、平衡浓度和吸附速度增加,而达到吸附平衡的时间和所消耗的注入液量减少.本研究对污水灌溉以及污染质在土壤和地下水中迁移转化的预测有重要意义.     

氨氮在松散孔隙型热储层中的吸附影响因素研究

以郑州市松散孔隙型热储层的细砂为研究对象,研究了岩样质量、pH值、温度、初始质量浓度等对氨氮吸附特性的影响.结果表明,研究区热储层的细砂对氨氮的吸附是一个放热的物理吸附过程,其中快速吸附占了很大比例并且能在短时间内达到吸附平衡,这与起主要吸附作用的黏粒含量较少有关.如果吸附剂已经能够提供足够的吸附位,那么土量增加反而会减少其吸附量.pH值越大,温度越低,岩样对氨氮的吸附能力越强;在一定范围内吸附量与氨氮溶液的初始质量浓度有关,初始质量浓度越高,吸附量越大.     

青海湖氮素分布特征及其对藻类生长的影响

以青海湖水体的11个样点为研究对象,测定不同形态氮素(总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮)质量浓度、藻类数量及叶绿素质量浓度,同时测定其他相关因子,并对氮素对藻类生长的影响进行分析。结果表明:青海湖水体中总氮、硝酸盐氮及氨氮质量浓度分别为0.80mg/L、0.28 mg/L和0.20mg/L,且湖心区(深水区)样点质量浓度大于岸边区(浅水区)样点,浅水区植物生长及沙柳河等外源输入均对氮素质量浓度有一定程度的影响;亚硝酸盐氮质量浓度为9.70μg.L-1,浅水区质量浓度高于深水区;浅水区氨氮的氧化作用可能是亚硝酸盐氮质量浓度在浅水区高于深水区的主要原因,同时溶解氧是此过程的限制因子;水体氮素与藻类数量为显著的负相关性,但与叶绿素质量浓度为显著正相关性。青海湖水体不同形态氮素分布具有不同特征,且氮素对藻类的生长和繁殖具有不同的影响。     

柴油在非饱和带运移分布及模拟研究

以中砂和0号柴油为研究对象,通过室内物理模拟试验以及构建的描述柴油在包气带运移的多相流动力学模型,定性定量研究了柴油泄漏后在非饱和带内的运移分布特征.结合物理模拟试验及数学模拟,描述柴油泄漏进入中砂介质中的过程,得到毛细带以上的残余油区及毛细带至地下水面的聚集油区的油相在非饱和带的分布特征.结果表明,利用室内二维渗流装置,可较好揭示柴油渗漏后在地下环境中运移过程.     

人工神经网络模型在地震安全评价中的应用

地震影响系数是地震安全评价的一个重要参数 ,其分布受到场地条件和基岩条件的共同影响 ,对场地影响的考虑相对比较成熟 ,对基岩的影响则相对考虑较少 ,难以满足城市和重大工程设防的要求。综合考虑基岩条件和场地条件的地震影响系数计算 ,关键在于确定基岩裂缝、能量、位移、场地等指标的分布与地震影响系数之间的关系 ,由于这种非线性关系需要构建多元非线性模型 ,故通过应用人工神经网络方法 ,得到地震影响系数计算模型。以唐山市为实例 ,进行了计算并分析了计算结果 ,为城市规划和工程建设提出了几点建议     

热改性膨润土对氨氮废水的处理

通过分析热改性膨润土的种类、搅拌时间、膨润土用量、废水pH值、废水温度、废水中氨氮质量浓度对处理结果的影响,研究了热改性膨润土对氨氮废水的处理情况.实验结果表明,5 g、300 ℃热改性膨润土,在搅拌时间为40 min时,对100 mL质量浓度为160 mg/L的氨氮废水的吸附效果较好,且达到了国家一级排放标准(15 mg/L).废水pH值越高处理效果越好,废水中氨氮质量浓度越高处理效果越差.     

土壤渗滤系统出水氨氮浓度不稳定的成因探究

为解决土壤渗滤系统出水氨氮浓度不稳定的问题,设计了土壤与河泥按不同比例组合的混合填料土壤渗滤系统,并以模拟生活污水为考察对象,在水力负荷为0.15 m/d的条件下,研究了进水氨氮负荷、溶解氧质量浓度及容积利用率对系统出水氨氮质量浓度的影响。结果表明:当进水氨氮质量浓度由20 mg/L增加至35 mg/L时,出水氨氮质量浓度在短时间内也会大幅提升,9~15 d可恢复处理能力;系统出水氨氮质量浓度随进水溶解氧质量浓度降低而升高,当进水溶解氧质量浓度小于0.5 mg/L时,出水氨氮质量浓度甚至高于进水;容积利用率为38.72%的系统出水氨氮质量浓度低于容积利用率为25.82%的系统;增加土壤中有机质含量,可以改善土壤环境,缩短系统启动时间,提高系统容积利用率,增强土壤渗滤系统抗冲击负荷能力,从而使出水氨氮质量浓度保持在较低水平。     

城市可生化垃圾与厌氧剩余污泥混合厌氧消化研究

试验研究了不同有机负荷下,城市可生化垃圾与城市污水处理厂厌氧剩余污泥混合物中温厌氧消化.试验结果表明,有机负荷以VS计算为0.5g/(L·d)和1.0g/(L·d)的消化试验,酸化过程可逆,酸化低值点分别为6.08和5.18,最高甲烷气体积分数分别为81%、77%.有机负荷高于1.5g/(L·d)的消化系统酸化过程不可逆,系统出现VFA积累.形成酸抑制.酸化低值点随有机负荷增大降低.所有有机负荷的氨氮质量浓度在试验过程中持续缓慢上升.有机负荷越高,系统氨氮质量浓度越高.     

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。     

风帘长度对采空区瓦斯体积分数及自燃“三带”分布的影响

采用Fluent软件,对工作面进风侧无风帘、风帘长度20 m、30m、40m四种情况下的采空区流场进行了数值模拟,分析了不同风帘长度下采空区瓦斯和自燃“三带”的分布情况.结果表明:随风帘长度增加,采空区瓦斯爆炸范围虽变化不明显,但距工作面越来越近;采空区自燃带逐渐向工作面靠近,能使窒息带在采空区走向方向上变宽,覆盖原本位于采空区自燃带中后部(靠近窒息带)的高温点,降低采空区自燃发火的危险性.