排桩几何参数对其隔振半径的影响试验研究

通过室外试验的方法、从二维角度入手并将排桩参数与瑞利波波长建立联系研究了几何参数变化时隔振半径的变化。结果表明:单排桩可取得整体性的隔振特点,并且隔振效果最佳的区域在桩后较近的距离;桩长增加可使其隔振效果提升且隔振半径随桩长与波长比值的增加而增加,当桩长与波长比值小于0.320时,隔振半径为0;随比值增加到0.820左右,隔振半径增加到约0.680 m。桩间距的增加可使其隔振效果变差,隔振半径随桩间距与波长比值增加而降低,当比值达到0.300~0.430时,隔振半径长度降为0。振源距离增加可使得排桩隔振效果增强,而隔振半径随振源距与波长比值增加而增加,当比值在0.165~0.305的范围内时,隔振半径为0;随比值增加到0.808左右,隔振半径的长度增加到约0.512 m。     

轨道交通空沟隔振性能试验研究

通过室外试验的方法研究空沟深度、宽度、振源距的变化对隔振效果的影响。结果表明:深度、振源距对隔振效果的影响较大,宽度对隔振效果的影响较小。当深度与波长的比值在0. 760～0. 850时,空沟可取得良好的隔振效果,继续增加该比值对隔振效果的增强影响较小。当空沟振源距与波长的比值在1. 520～1. 680时,空沟可达到良好的隔振效果;当该比值大于1. 680时,该比值的增加对增强隔振效果无益。宽度对空沟隔振效果的影响较小,随宽度与波长比值增加,振幅降低比仅仅变化了0. 08左右。     

超音速气动液滴荷电雾化及降尘性能试验研究*

为探究煤炭生产过程中呼吸性粉尘难以捕捉且对人体造成伤害的问题,提出超音速水雾荷电降尘技术。基于荷电雾化机理,研究电极环直径、电极间距、电压3因素对超音速气动液滴荷电、雾化效果的影响。利用网状目标法测量雾滴群电流并计算荷质比,采用SPSS软件分析3因素与雾滴荷质比之间的相关性,并用激光粒度仪测量雾滴粒径。最后,采用最优荷电雾化参数进行喷雾降尘试验。研究结果表明:各因素对荷电效果的影响次序为:电压>电极间距>电极环直径;雾滴粒径随电压的升高而减小,随电极间距的增大先增大后减小,随电极环直径的增大先减小后增大;当电压12 kV,电极间距2.5 cm,电极环直径6 cm时,超音速荷电水雾降尘效果最佳,与普通水雾降尘相比,全尘降尘效率提高12.4%,呼尘降尘效率提高49.6%。     

广三高速公路扩建工程中桩承式加筋路堤的现场试验

结合广三高速公路扩建工程,对素混凝土桩和PHC管桩桩承式加筋路堤工作性状开展现场试验调查,在路堤填筑中以及填筑完成后对路基沉降、孔隙水压力以及深部水平位移进行监测和分析,试验结果表明:当软土厚度小于18m时,采用桩径为50cm的C15素混凝土桩,打穿软土层,桩中心间距1.8 -2.0m,平面呈三角形布置,桩帽采用C30混凝土浇筑成尺寸为1m×1m×0.4m的面板,拓宽路基孔隙水压力变化与填土高度和桩的龄期有关,路基工后沉降得到了有效控制;当软土厚度超过18m时,采用桩径为30cm,桩壁厚7cm的PHC管桩,按照桩中心间距2.5-3.0m间距呈正方形布置,桩帽采用设置双层钢筋的C30混凝土浇筑成尺寸为1.5m×1.5m ×0.4m的面板,路堤填筑完成后预压期内路基孔隙水压力基本未发生变化,路基几乎未发生侧向位移,路基剩余沉降很小,可以节省预压时间,尽早开展路面结构层施工,开放交通.     

隧道火灾相向射流排烟系统烟气质量流率比例系数

为探究隧道相向射流排烟系统中火灾发生时烟气的流动特性,通过FDS数值模拟研究隧道内不同上、下游风速工况下的上、下游烟气质量流率变化。基于等效风速、理论分析和数值模拟结果得到上、下游风速与烟气质量流率比例系数的关系式。结果表明：当等效风速小于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数随等效风速增加而减小,并且等效风速与上、下游烟气质量流率比值存在线性关系;当等效风速大于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数为0。     

温度对煤体坚固性系数的影响试验

为了研究煤体坚固性系数(f)随温度变化的规律,对f的测量试验装置进行了改进,然后在温度为-20-60℃时测定了若干组贵州煤样的f,并对温度为0～60℃时的数据进行了分析.结果表明,无论是突出还是非突出煤体的f均随温度升高而变小,随温度降低而增大,且呈线性关系;非突出煤样的f随温度变化的幅度往往大于突出煤样.研究表明,尽管f受温度影响较小,但当f接近现行的突出指标临界值0.5时,须根据井下煤层的环境温度测定其对应的f,才可将此时的f作为判断突出危险性的可信参数,否则容易误判.     

直通导叶式微型旋流管组分离效率实验

在矿井井下工作面等粉尘浓度较大的作业场所,直通导叶式微型旋流管组除尘器可满足受空间限制作业场所的初效除尘要求。为研究直通导叶式微型旋流管组的除尘性能,在不同粉尘浓度和抽气率条件下,对直通导叶式微型旋流管组的分离效率进行实验,并对其进气口、排尘口和气流出口的粉尘粒径、形貌进行测试分析。结果表明:直通导叶式微型旋流管组对d50大于14.34 μm的粉尘分离效果较好;当粉尘浓度在200~600 mg/m3、抽气率在0%~5%,直通导叶式微型旋流管组分离效率随着抽气率的增加而逐渐增加;粉尘浓度在600~1 200 mg/m3时,直通导叶式微型旋流管组在抽气率为5%时分离效率可达94%。     

线板式电除尘器中离子风的数值模拟

为了探索线板式电除尘器在高压放电过程中离子风的流动特性,使用Fluent软件对电除尘器进行三维数值模拟研究.通过用户自定义函数(UDF)编写实现了电场、流场以及颗粒场的耦合,讨论了在不同电场风速、运行电压和板间距下,离子风对流场特性的影响.结果 表明:在离子风的影响下,电晕极附近会形成对称的涡旋,电场风速较低时涡旋更明显;随电场风速增加离子风对主流气流的影响减弱,当电场风速大于0.8 m/s时,离子风的影响较弱;离子风对主流气流的影响也会随运行电压升高而增大,随板间距增大而减小.     

碳酸氢钠及其固态分解产物对玉米淀粉爆炸抑制实验研究*

为研究NaHCO3对玉米淀粉爆炸的抑制效果,采用20 L球形爆炸装置测试玉米淀粉在添加不同抑制比NaHCO3及其固态分解产物Na2CO3后爆炸参数变化规律,并分析NaHCO3抑制淀粉爆炸过程。结果表明:NaHCO3及Na2CO3对玉米淀粉爆炸均有抑制作用,NaHCO3抑制效果优于Na2CO3;混合粉尘的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率与爆炸指数随抑制比增大而逐渐减小,爆炸时间随抑制比增大而逐渐延长。随着NaHCO3浓度增加,物理抑制效果逐渐增加,化学抑制效果基本保持不变。NaHCO3浓度不同时,其抑制主导过程不同,当抑制比为0.1~0.5时,NaHCO3抑制效果以化学抑制为主,物理抑制为辅;抑制比为0.8和1.2时,NaHCO3抑制效果以物理抑制为主,化学抑制为辅;当抑制比为1.2时,玉米淀粉爆炸完全被NaHCO3抑制,此时物理抑制起主导作用。     

冲击危险煤层卸压钻孔安全参数研究

为确定卸压钻孔安全参数,保障孤岛工作面安全回采,采用理论计算方法,得出在忻州窑矿8939工作面地质条件下不同孔径卸压钻孔的卸压半径范围;采用数值模拟方法,从应力及能量角度出发,分析验证理论计算结果,确定现场测试方案;在井下应用分布式光纤传感技术(BOTDR)测定钻孔卸压半径及间距。结果表明:卸压钻孔孔径越大卸压效果越好,同时对煤体扰动越大,孔径过大可能诱发冲击地压;卸压钻孔间距存在临界值,钻孔间距小于临界值时,2孔间煤体破坏变形程度较大,卸压效果良好;孔间距大于临界值时,2孔间煤体破坏程度较弱,卸压效果较差。在忻州窑矿8939工作面地质条件下,确定卸压钻孔孔径108 mm,钻孔间距0. 7 m;研究成果保障了8939工作面安全开采。     

隧道集中排烟模式下火灾数值模拟研究

运用火灾动态模拟软件FDS对采用独立排烟道集中排烟的隧道火灾进行了模拟.通过研究12种不同排烟阀开启方案下隧道内的烟气温度和蔓延规律,得出了排烟阀设置参数对集中排烟模式控烟效果的影响,提出了排烟阀设置的优化方案的参考参数.结果表明,排烟阀的开启个数、间距、单个面积等参数是共同作用影响隧道内的温度和烟气蔓延的.当排烟阀开启8个,间距25 m,单个排烟阀面积为8 m2或排烟阀开启6个,间距25 m,单个排烟阀面积为8 m2时,隧道排烟系统的控烟效果较好.     

考虑动态施工超长管棚预支护力学特性及参数影响分析*

为研究复杂地层超长管棚随动态施工的力学特性和管棚合理化参数,依托某下穿高速公路浅埋暗挖隧道工程,采用数值法进行三维动态建模分析。研究结果表明:管棚挠度曲线呈鱼腹形,拱顶部和拱腰管棚最终稳定在10.7,2.9 mm;管棚各测点轴力经历由受拉到受压的变化过程,通过各测点后受压区轴力逐渐减小,拱顶部动态响应更明显;管棚弯矩集中于掌子面前后方区域,随开挖面推进,弯矩作用范围逐渐向前扩张,最大弯矩发生在洞口套拱处;通过参数影响分析,当采用短进尺开挖时,管棚直径取129~159 mm、间距为0.4~0.5 m、注浆区厚度为0.4~0.5 m时可确保上方高速公路安全。研究结果可为类似工程施工和设计提供参考。     

障碍物对甲烷水平喷射火燃烧特性的影响

为了对比不同障碍物对甲烷水平喷射火几何特征和燃烧特性的影响,分别采用高度为120,180和240 mm的障碍物进行室内实验,分析了在3种不同流量工况下火焰的轴向温度及热辐射的分布规律。研究结果表明:障碍物能有效阻挡火焰在水平方向的传播;在相同流量下障碍物越高,对控制火焰传播的效果越好;当障碍高度h=240 mm时,火焰几何尺寸下降最大,障碍物后方的温度和热辐射分别下降了88.5%和64.1%;随着障碍物与泄漏孔间距的增加,障碍物前后两侧温差逐渐减小,对火焰传播控制效果减弱,因此障碍物布置在持续燃烧区域之前对火焰的控制效果最好。研究结果可为管道和储罐发生泄漏事故的应急处置和防护设施的设计提供参考。     

水成膜泡沫灭火剂在柴油池火中的灭火效能试验

为提高水成膜泡沫灭火剂(AFFF)扑灭柴油池火的灭火性能,利用自组泡沫灭火系统装置对不同气液体积流量比(气液比)、系统压力和泡沫混合液体积流量下水成膜泡沫灭火剂在柴油池火中的灭火效能进行了研究。结果表明:当气液比为16时,AFFF灭火时间最短为42 s、灭火剂用量最少为210 g,表现出最佳的灭火效能;随系统压力增加,灭火时间和灭火剂用量逐渐减少,其中系统压力0. 5 MPa时AFFF的灭火时间和灭火剂用量相较于0. 3 MPa时分别下降了40. 7%和21. 1%;此外,泡沫灭火剂的灭火效能还随泡沫混合液体积流量增大而提高,其中泡沫体积流量60 L/h时灭火时间和灭火剂用量相比于20 L/h时分别下降了35. 7%和5. 4%。红外热成像分析表明,AFFF在灭火过程中主要通过其优异的冷却和覆盖隔离作用使火焰无法维持正常燃烧而熄灭,达到较好的降温和灭火效果。     

升流式生物催化电解反应器(UBER)处理硝基苯废水试验研究

升流式生物催化电解反应器(UBER)是一种将生物方法与电化学相结合的新型废水处理技术,使用UBER降解硝基芳香烃类化合物,不但处理周期短、效率高,而且成本低,占地面积小。通过UBER处理含硝基苯模拟废水,对生物催化电解技术的原理进行讨论,并探索最佳反应条件,为该项技术处理实际废水提供理论依据。考察了进水浓度对硝基苯去除率的影响,同时对阴极催化硝基苯定向还原为苯胺进行探讨,最后分别从外加电压、进水乙酸盐质量浓度及进水p H值3个方面,对UBER还原硝基苯的关键影响因素进行最优试验条件分析。结果表明,UBER可以高效处理硝基苯废水,当硝基苯进水质量浓度为200 mg/L时,去除率可以达到97. 2%,但随进水质量浓度进一步提高至220 mg/L,硝基苯的去除效果不佳,去除率仅为79. 13%。当进水硝基苯质量浓度较低时,苯胺生成率较高,平均值达到91%,随硝基苯进水质量浓度提高,引起阴极电势波动,使得还原反应按照多种途径发生,硝基苯不仅被定向还原为苯胺,还被还原成其他副产物,同时,微生物也可以将部分生成的苯胺进一步氧化利用,造成出水苯胺含量偏低。最优条件试验表明,外加电压在0. 3～0. 5 V,硝基苯的去除率均达到93%以上,此时阳极微生物具有良好的电化学活性,当电压降到0. 2 V时,硝基苯去除率仅为36%,表明外加电压过低会严重影响反应器的稳定运行;将乙酸钠质量浓度从1 000 mg/L逐渐减小,质量浓度降低至700 mg/L时,阳极电位依然保持在-440 m V vs. SCE左右,UBER系统运行稳定,当乙酸钠质量浓度进一步降低,阳极微生物电化学活性逐渐受到抑制;UBER中微生物最佳生长p H值为6～7,当p H值超出这一范围,会影响微生物生长代谢,进而影响硝基苯的去除效果。     

新型风幕控尘除尘机除尘系统数值模拟

针对以往风幕存在不能全断面封闭掘进工作面的问题,设计了一种240°弧形风幕控尘除尘机除尘系统,利用流体力学计算软件Fluent对此系统的风幕宽度、除尘机压力、风幕与吸尘口距离和除尘效果进行了模拟.结果表明:当局扇提供的风量为280 m3/min,风幕宽度为50mm时,抗扩散能力较弱,风幕宽度为100 mm时,风幕风速分布较均匀,抗扩散能力较强,风幕宽度选取150 mm时,末速度达不到阻尘的作用;在风幕宽度为100 mm、风幕距除尘机吸尘口2.4 m的条件下,除尘机压力为-400 Pa和-500 Pa时,不利于粉尘的排出,除尘机压力为-250 Pa和-350 Pa时除尘效果较好;在风幕宽度为100nn、除尘机压力为-350 Pa的条件下,风幕距除尘机吸尘口距离小于2.0m时,不利于粉尘的排出,间距大于2.4m时除尘效果良好;当风幕宽度为100 mm、风幕与吸尘口间距2.4m时,除尘机压力-350 Pa比-250 Pa更有利于粉尘的排出.研究表明,240°弧形风幕控尘除尘机除尘系统在合理的工况参数下除尘效果更好.     

零价铁活化过硫酸盐降解分散剂木质素磺酸钠研究

为研究零价铁(Fe0)通过电子转移对过硫酸盐(PS)降解分散剂木质素磺酸钠(SL)能力的影响,以SL作为目标污染物,对影响SL降解的因素(初始pH值、SL初始质量浓度、PS浓度、Fe0投加量)及降解机理进行探讨.结果表明,1)当pH值小于2时,SL降解率随pH值升高而升高;当pH值在2～5时,SL降解率随pH值升高而降低.当PS浓度在2～4 mmol/L时,SL的降解率随PS浓度的增大而增大;当PS浓度超过4 mmol/L后降解率呈现下降趋势.当固定其他反应条件时,SL的降解率随SL初始质量浓度的升高而降低.2)相比于单一 Fe0体系和单一 PS体系,Fe0-PS体系对SL的降解率有显著提高,对含SL废水可生化性有所改善.在最佳反应条件下(pH值为2,Fe0投加后质量浓度为0.3 g/L,SL初始质量浓度0.5 g/L,PS浓度为4 mmol/L),180 min内SL的降解率能达到75.9％.3)Fe0活化PS产生SO4-·,通过自由基淬灭剂进行淬灭试验,确定降解过程中的SO4-·与·OH为体系活性物质.4)通过红外吸收光谱扫描,比较SL与反应产物的FTIR图谱,推测在氧化作用下,SL的苯环结构断裂,部分磺酸基团被氧化为SO4-.研究表明,Fe0-PS体系与单一 Fe0体系和单一 PS体系相比,Fe0能有效活化PS产生SO4-·,进而对SL有更好的降解效果.     

含盐水的电化学消毒试验研究

采用自行研制的电化学消毒器对不同含盐量的配水进行了系统的消毒试验,从而得到了用电化学法消毒的杀菌率与操作条件之间的关系,确定了电化学消毒反应器的最佳运行条件.结果表明,电化学消毒器的杀菌率随电流、停留时间和盐度的增加而提高.在盐度为3%(NaCl质量分数),停留时间为5.0 s时,杀菌率可达到99.464%,此时处理每立方米水用电量仅为0.003 kW·h;在盐度为0、停留时间为10.0 s时,杀菌率可达到90%,此时处理每立方米水用电量为0.010 7 kW·h.研究表明,电化学消毒器的消毒效果良好,耗电量很低.     

天然浮石去除水中As(Ⅴ)的试验研究

通过静态吸附试验,研究了天然浮石对高砷地下水中As(Ⅴ)的吸附去除效果及影响因素.结果表明,增加浮石投加量,As(Ⅴ)的去除率随之逐渐升高,但当浮石投加量超过10 g/L时,继续增加浮石投加量,As(Ⅴ)的去除率趋于平稳.随吸附时间延长,As(Ⅴ)的去除率逐渐升高,9h后吸附达到平衡.浮石对As(Ⅴ)的吸附量随As(Ⅴ)初始质量浓度增大而升高,而As(Ⅴ)的去除率则随之降低.酸性条件下(pH=2～6),浮石对As(Ⅴ)的去除效果较好,当pH=4时,浮石对As(Ⅴ)的去除率最高;在碱性条件下(pH＞7),浮石去除As(Ⅴ)的效果较差,并且,随pH值增大,As(Ⅴ)的去除率降低.采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型分别对吸附数据进行拟合,浮石对As(Ⅴ)的吸附符合Langmuir等温吸附规律,其饱和吸附量为2.53 mg/g.采用准一级和准二级动力学模型对吸附平衡前的数据进行拟合,准二级动力学模型更符合浮石吸附As(Ⅴ)的动力学过程.研究表明,天然浮石是一种能够有效吸附高砷地下水中As(Ⅴ)的吸附剂.     

含瓦斯腔体及内置ABC干粉对瓦斯爆炸影响研究

为探索一种瓦斯泄漏至硐室结构后发生爆炸的抑制方法,自行搭建管径为200 mm、总长为17 500 mm并含500 mm×500 mm×200 mm(长×宽×高)腔体的大型圆管爆炸试验系统,测试该尺寸腔体内含瓦斯和其内置ABC干粉的抑爆效果;利用数值模拟方法,分析上述尺寸腔体内含瓦斯时的爆炸传播特征。结果表明:无瓦斯腔体结构对瓦斯爆炸有较好抑制效果,而含瓦斯腔体结构则相反,其腔体后较腔体前爆炸火焰及冲击波峰值超压分别增大1. 68倍和1. 45倍;含瓦斯腔体结构内置ABC干粉量分别为400和300 g时,腔体后较腔体前的爆炸火焰大小及冲击波峰值超压由增加变为减小,当内置ABC干粉量为600 g时,火焰及冲击波抑制率较无内置ABC干粉时抑制率分别提高108. 4%和77. 46%。