硅胶表面TEOS疏水化改性及吸附VOCs特性

以正硅酸乙酯（TEOS）为疏水改性剂,通过硅胶表面的羟基接枝反应,得到具备一定疏水性的改性硅胶;利用BET、FT-IR、XRD和TG-DTG等手段对改性硅胶的结构及稳定性进行了表征;在此基础上考察了改性硅胶对各类有机废气的吸附性能.结果表明,TEOS成功接枝在了硅胶表面,改性硅胶不仅具备一定的疏水性,而且机械强度增加到原来的66.85%,稳定性也都得到了提高; 550℃空气下焙烧后的改性硅胶仍具有疏水性且吸附容量是焙烧之前的2倍;在高湿度高浓度的废气治理中,TEOS改性硅胶表现出更高的吸附能力和优良的热再生性能.高浓度下改性硅胶的吸附容量是低浓度下的10倍且不受水汽的影响;改性硅胶循环10次的吸附/脱附几乎不变,且在一定条件下,15~30min就达到90%的脱附率.     

外力作用下管道内表面缺陷处裂纹扩展研究

为提高油气管道安全风险评估的准确性,以含内表面缺陷管道为研究对象,利用ABAQUS软件线弹性及弹塑性分析不同尺寸缺陷对裂纹萌生特征的影响;采用扩展有限元法,建立管道3点弯曲模型与全尺寸静载物理试验,并非线性拟合裂纹扩展尺寸,研究内表面缺陷处裂纹扩展情况。研究结果表明:内表面缺陷中心处极易萌生裂纹,随着缺陷尺寸的增大,裂纹萌生所需外力在缺陷相对长度为0.08、相对深度为0.4时的增长趋势变化较大,且缺陷深度对裂纹萌生的影响更大;对比数值模拟与全尺寸物理试验,发现在小于70 mm位移载荷或147.25 kN外力下裂纹尺寸快速扩展,之后呈变缓的趋势;非线性拟合裂纹尺寸,得到较为准确的裂纹扩展尺寸的预测结果。     

贵州近50年来的径流过程时空演变特征及驱动因素诊断

本文以贵州10个径流站覆盖近50年的实测月径流资料(1956~2000)及19个气象站同期实测资料为基础,结合Mann-Kendall趋势分析和流量历时曲线FDCs等方法,分析了时间变异点(1986年)前后贵州8大主要流域的径流过程的年度和季节变化、洪枯水变化规律及其演变的空间特征。结果表明:(1)从时间规律上看,贵州主要江河近50年间径流变化大部分测站呈现小幅增加趋势,个别下游水文站径流呈明显增加趋势;(2)1987~2000年期间贵州的汛期径流和1956~1986年期间相比更加集中了;(3)贵州大多数水文站月径流洪水指标(Q5)在1986年后有不同幅度增加,而枯水指标(Q95)1986年后涨跌互现。与之对应的洪水指数(Q5/Q50)及枯水指数(Q95/Q50)也存在类似规律;(4)从空间规律上看,贵州西北部地区和东南部地区径流减少,其它地方(主要集中在乌江上游)增加。贵州1986年前后近50年时期内的降水及蒸发的空间规律与其径流变化空间规律是基本吻合的,说明贵州过去近50年来的径流过程变化主要是由气候变化引起的。本文的研究结果对保证并促进贵州地区区域水资源、生态与环境和谐健康的可持续发展具有非常重要的战略意义和科学价值。     

有机粘土疏水性吸附过程的分子模拟:烷基碳原子数和有机物logK_(ow)的影响

基于从分子尺度上解析改性剂烷基碳原子数和有机物疏水性对有机粘土吸附能力的影响机制,以从头算的量子化学计算方法(MP2/6-31g(d))模拟了有机粘土在水溶液中的吸附过程.通过计算吸附前后几何构型、能量、化学键和电荷分布等参数的变化,分析了影响有机粘土疏水性吸附的关键因素,并对疏水性吸附作用力的化学本质进行了初步探讨.计算结果表明,烷基碳原子数增加对提高有机物吸附能的作用并不显著,长链烷基提高有机粘土吸附容量的真正原因在于其可提供更多的有机物吸附位.有机物的疏水性(以正辛醇-水分配系数logKow表征)是影响疏水性吸附过程的关键因子,水分子的引力作用对疏水性吸附具有决定性影响,理论上解释了普遍存在的有机物吸附量与logKow呈正相关的实验现象.疏水性吸附力的作用前提是有机物为疏水性,即当水分子的引力作用较弱时疏水性作用力才可以表现出来;而对于亲水性有机物,疏水性吸附力会被水分子的引力所抵消,吸附强度减弱.模拟红外光谱和电荷分布结果表明,吸附前后无化学键断裂和电子得失的发生,只有原子电荷密度的微小变化,据此推测疏水性吸附力以分子间弱相互作用力——London色散力为主.     

抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究

抗滑桩是滑坡防治工程中一种非常有效的支挡措施,其受力特征直接关系到滑坡防治效果,因此开展抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究具有重要的工程应用价值。基于有限元数值模拟方法,采用ANSYS软件中的分离式模型,以SOLID65单元和LINK8单元分别模拟钢筋混凝土抗滑桩中的混凝土和钢筋,研究了不同荷载作用下抗滑桩的细观受力特征。结果表明:在相同荷载作用下,抗滑桩在高度较小阶段,其高度与抗滑桩的变形呈非线性变化,随着抗滑桩高度的增加,其高度与抗滑桩的变形趋于线性关系;有限元数值模拟能较好地反映钢筋混凝土抗滑桩的细观受力特征。该研究可以为抗滑桩工程的设计提供借鉴与参考。     

A Methodology Framework for Regional Land-use Change Studies based on Landsat TM images: A Case Study in Northeast China

Abstract

Land-use change is an important aspect of global environment change. It is, in a sense, the direct result of human activities influencing our physical environment. This paper analyzed the land- use change in Northeast China during 1985–2000 based on Landsat TM images. It divides Northeast China into five land-use zones based on the dynamic degree model of land-use: woodland/grassland-arable land conversion zone, dry land-paddy field conversion zone; urban expansion zone, interlocked zone of farming and pasturing and reclamation and abandon zone. The findings include the obvious increase of cropland area, paddy field and dry land increased by 75 and 276 thousand hm² respectively; urban areas expanded rapidly, areas of town and rural residence increased by 76.8 thousand hm²; areas of forests and grassland decreased sharply with the amounts of 1399 and 1521 thousand hm² respectively; areas of water body and unused land increased by 148 and 514 thousand hm² respectively. This paper also discusses the driving forces in each land-use dynamic zone and finds that some key biophysical factors affect conspicuously the conversion of different land-use types. The relation between land-use conversion and DEM, accumulated temperature (≤10°C) and precipitation was analyzed and represented. The land-use changes In Northeast China resulted from the changing macro social and economic factors and local physical elements. Rapid population growth and management changes can explain the shaping of woodland/grassland-cropland conversion zone. The conversion from dry land to paddy field in the dry land-paddy field conversion zone, apart from the change of physical elements promoting the expansion of paddy field, results from two reasons: one is that the implementation of market economy in China has given farmers the right to decide what and how they plant their crops, the other factor is originated partially from the change of the dietary habit along with the social and economic development. The conversion from paddy field to dry land is caused primarily by the shortfall of irrigation water, which in turn is caused by poor water allocation managed by local governments. The shaping of the reclamation and abandon zone is partially due to the lack of environment protection consciousness among pioneer settlers. The reason for the conversion from grassland to cropland is the relatively higher profits of farming than that of pasturing in the interlocked zone of farming and pasturing. In Northeast China, the rapid expansion of built-up areas results from two factors: the existence of a small number of towns and the huge potential for expansion of the existing towns and cities. The urban land expanded mainly in areas with a gentle topographic relief and low population density.     

丹阳市宅基地使用权流转意愿的影响因素及相互作用

通过丹阳市4个村320户农户实地问卷调查，分析了丹阳市宅基地使用权流转意愿的影响因素，由Logistic回归分析模型，给出了影响因素的驱动力、贡献率的数学表达。结果表明：文化程度、宅基地个数、家庭总收入等影响因素对流转意愿呈正相关；户主年龄、家庭人口数量等影响因素对流转意愿呈负相关。同一农户的影响因素在不同阶段对流转意愿度的贡献率不同，家庭收入和户主年龄是影响宅基地流转的主要因素，他们对宅基地流转分别起着推力和阻力作用，在相互作用过程中，两者之间彼此消长。实地抽样结果分析表明，丹阳农村户主文化程度若为初中且年龄在35岁时，家庭收入能达到34 000元的话，宅基地使用权流转意愿度超过50%。以后每年家庭收入能有一定增速的话，农户流转意愿度将持续保持在50%以上。     

拉索预应力空间网格结构的索张力计算及张拉全过程分析

实际工程中,对于拉索预应力空间网格结构的索张拉是一个需要反复调整的繁琐过程。对此,提出了一种针对多阶段多批次张拉施工全过程分析的计算方法,用以提高索张拉施工的效率。该法通过不断减小拉索实际张力与目标张力的差值来求解各索在张拉过程中应该产生的初始应变,最后只要利用计算结果并按照预定的顺序张拉,便可使所有索只经过一次张拉就能最终达到各自的目标张力值。对一个150 m跨度的拉索预应力球面巨型网格结构进行了计算,并利用计算结果,对结构的杆件内力和最大节点位移进行了张拉全过程跟踪分析。结果表明,在实际工程中采用上述方法进行计算与张拉是切实可行的,另外,在张拉过程中进行跟踪分析十分必要。     

浸润线缓慢上升对滑坡剩余推力的影响规律

地下水浸润线变化对滑坡下滑力、抗滑力和剩余推力的影响甚大。基于传力系数法,建立了浸润线缓慢上升时剩余推力改变量的计算模型,探讨了滑面倾角、浸润线角度和滑面内摩擦角与倾角正切比对浸润线缓慢上升前后滑坡剩余推力改变量的影响规律;将浸润线缓慢上升时剩余推力由增大到减小的分界点称为剩余推力变化临界点,分析了剩余推力变化达到临界点时的浸润线倾角分布规律;提出了剩余推力变化的临界线,确定了浸润线缓慢上升时剩余推力的增大区域和减小区域。     

人群疏散行为仿真技术研究

提出并建立了一种人群疏散仿真模型。针对疏散空间中障碍物的动态布局,采用网格法获得各障碍物包围盒坐标,依据最短路径原则采用几何法确定每个个体起始疏散路径,解决了人群疏散的空间连续性问题。针对人群疏散时个体之间的差异性,依据个体与个体之间的作用力、摩擦力动态改变个体的行进方向,以及依据人群密度采用人群疏散速度模型实时确定每个个体的运动速度,解决了个体之间的动态避碰、绕行和超越等问题。针对人群疏散时多个出口的选择问题,提出了把出口拥挤状态与个体心理慌乱状态相结合的出口选择方法。最后采用粒子系统实现了上述人群疏散行为的二维仿真并取得了较好的效果。