板锚在双层黏土中埋深损失的大变形有限元分析∗

海洋工程中,海床土体分层现象对吸力嵌入式板锚（SEPLA）在海床中的旋转调节过程有着不可忽视的影响。基于耦合的欧拉?拉格朗日（CEL）法,建立起用于分析板锚在双层黏土中埋深损失的有限元模型。通过与已有离心机试验及数值计算结果对比,验证模型的有效性。在板锚初始埋深不变的情况下,考察不同系缆点距上下层土体分界线距离（d）及强度比（s_u1/s_u2 ）对板锚在双层黏土中埋深损失的影响,通过分析板锚周围土体的流动机制,明确了锚在双层黏土中埋深损失增大的原因,并建立起板锚埋深损失经验公式。结果表明,在 s_u1/s_u2＜1 的双层黏土中,随着 d 的增大,板锚的埋深损失先增大后减小,并存在一极大值 ΔZ_max,该极值比板锚在下层均质土中埋深损失大 74.2% ~ 81.1%,在工程中较为危险;在 s_u1/s_u2＞1 的双层黏土中,随着 d 的增大,板锚的埋深损失逐渐减小;d≤ -0.5B 与 d≥1B 时,板锚的旋转过程分别仅受上层土体与下层土体的影响。     

云贵川交界地氟病区煤系黏土-黄铁矿的风化

云贵川交界区地氟病流行与拌煤黏土有关已形成共识,新的研究不仅证实当地出露煤系地层黏土高氟且富酸从而加剧原煤-黏土混合物燃烧释放氟化氢.本文在观察到相关黏土样本富黄铁矿基础上,采用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)表征了样本中典型的黄铁矿颗粒,检出其表面富HSO~-_4、SO~-_4、FeSO~+_4、FeO~+等特征正负离子,指示相关黏土-黄铁矿已发生风化并产酸,是研究区煤系地层长期自然暴露的后果.另一方面通过氟化氢释放实验证明,风化土中的酸对黏土中氟的释放具有一定促进作用.同时本文也演示了TOF-SIMS在研究天然矿物及其风化中发挥的重要作用.     

海藻酸钠对改性黏土絮凝特征的影响

以海藻酸钠为藻源有机质的模式化合物,考察了赤潮水体中藻源有机化合物对改性黏土絮凝速率及絮凝体特征的影响;并利用图像分析法,测定了絮凝体的分形维数Df,借助分形维数对改性黏土的絮凝形态学特征进行了半定量化分析.结果表明:当海藻酸钠浓度在10~100mg/L范围内时,可以提高改性黏土絮凝的速率,絮凝体的分形维数Df、絮凝体强度呈现出先增大后减小的规律;其中,最佳浓度为50mg/L,其最大絮凝速率达到44.13、Df 为1.6823.低浓度(100mg/L)海藻酸钠能促进改性黏土的絮凝效率,但促进作用呈现减小的趋势,表现为最大絮凝效率减小,Df降低、絮凝体的空隙率增大.     

提高常规净水工艺除氮能力的试验

介绍了一种微污染源水中去除氨氮的小型动态试验的结果,以凹凸棒粘土为启动期的生物载体替代生物陶粘或软性填料,采用脱氮反应池串联或并联于常规净水工艺两种工艺流程,取得了类似其他生物氧化法的除氮效果,并且具有无明显生物培养期及启动快的特点,考了影响因素和含氮化合物在净化过程中的举动。     

有机改性对凹凸棒黏土吸附四环素类抗生素的影响

采用OECD guideline 106批量平衡吸附法研究四环素类抗生素在十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒黏土(CTAB-ATP)上的吸附作用,并考察了溶液pH、吸附剂的投加量、离子强度对吸附过程的影响。结果表明,CTAB-ATP对四环素、土霉素、金霉素3种四环素类抗生素的吸附容量随着溶液pH的增加而增加;随着吸附剂投加量的增大而减小;随着离子强度的增加呈现缓慢减小的趋势。CTAB-ATP对四环素、土霉素、金霉素的吸附过程均符合准二级动力学模型(r0.998),吸附等温线较好地符合Langmuir等温式。有机改性凹凸棒黏土的疏水性增强,提高了对有机污染物的吸附能力,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际抗生素废水的处理成为可能。     

典型含铁矿物的溶解特征

气溶胶沉降是开阔大洋可溶性铁的重要来源。矿质颗粒物在大气传输后铁可溶性显著增加,然而尚缺乏大气化学反应对铁可溶性影响的系统研究。本文探究了pH值、不同酸以及草酸盐浓度对赤铁矿、针铁矿、伊利石和蒙脱石中铁可溶性的影响。在pH=2的硫酸溶液中,铁可溶性为：伊利石(2.18%±0.14%)>针铁矿(1.68%±0.18%)>赤铁矿(0.43%±0.06%)>蒙脱石(0.20%±0.08%)。加入乙酸盐对铁可溶性无促进作用,而加入草酸盐后,铁可溶性明显增加,且草酸盐浓度增加对铁(氢)氧化物铁可溶性有促进作用,但对黏土矿物铁可溶性几乎无促进作用。在加入2 mmol·L^-1草酸盐后,铁可溶性为：针铁矿(5.38%±1.76%)>伊利石(4.19%±0.30%)>赤铁矿(3.87%±0.24%)>蒙脱石(1.83%±0.06%),草酸盐对铁(氢)氧化物中铁可溶性的促进作用大于黏土矿物。     

聚合物∕黏土纳米复合材料在污水处理中的应用与展望

吸附法是工艺简单、经济高效且可持续发展的水中污染物处理方式,应用极为广泛,当前亟需挖掘和制备新型高效、绿色环保的吸附材料.通过组合聚合物和黏土矿物制备得到的新型功能化聚合物∕黏土纳米复合材料(PCNs)具有比表面积大、吸附效率高、化学性质稳定等特点,在污水处理中优势突出、发展潜力巨大.从吸附剂特点、主要类别、去除污染物...     

冷‑热不平衡热荷载下黏土地基中能量桩长期热‑力学特性∗

建立了热-渗流-力(T-H-M)三场耦合能量桩有限元数值分析模型,研究了力学荷载组合不同热聚集度(桩的放热量与吸热量之比)温度荷载下黏土地基中能量桩的长期热-力学特性,包括桩身温度、桩头沉降、桩身轴向应力、 地基土温度和超孔隙水压力特性等。计算结果表明：冷-热平衡时桩头沉降随温度荷载循环的增加逐渐增大,桩头发生沉降累积,桩身轴向应力和地基土温度变化的幅值不随温度荷载循环而变化。当桩的放热量大于吸热量时, 桩身温度随温度荷载循环的增加而升高,桩头沉降随之减小,但热荷载循环对桩身轴向应力没有影响。桩周土温度随热循环的增加而逐渐增大,产生热聚集现象。温度荷载的热聚集度数值越大,桩身和桩周土的温度越高,桩身最小压应力越大,桩头沉降越小。温度荷载引起的超静孔隙水压力数值很小。     

CTMAB/凹凸棒土颗粒的制备及其吸附Cr(Ⅵ)性能研究

以凹凸棒土粉末为原料经一定工艺制得凹凸棒土颗粒,采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂,通过微波改性合成了CTMAB/凹凸棒土颗粒,确定了最佳制备工艺条件为煅烧温度550℃,改性剂浓度80 mmol/L,微波改性时间6 min。考察了Cr(Ⅵ)溶液初始浓度和p H的影响,当Cr(Ⅵ)溶液浓度为20 mg/L,p H=5.6,CTMAB/凹凸棒土颗粒投加量为4 g/L时,在最佳条件下制备的CTMAB/凹凸棒土颗粒对Cr(Ⅵ)的去除率为90.7%。结果表明:改性后CTMAB进入到了凹凸棒土颗粒的表面及孔道,使其所带电性由负转为正,因而对以阴离子重铬酸根存在的Cr(Ⅵ)有更好的吸附性能,且Zeta电位随p H升高而降低,与去除Cr(Ⅵ)效率变化一致。吸附过程符合Langmuir等温线和Lagergren准二级速率方程,表明吸附为一种快速的单分子层化学吸附。     

改性凹凸棒负载硫化亚铁的制备及其对水中Mo (Ⅵ)的吸附机制

以凹凸棒为载体,制备出一种热加酸改性凹凸棒负载硫化亚铁复合材料（MATP-FeS）,并对其除Mo （Ⅵ）性能进行了分析.结果表明在pH=4.0和7.0的反应条件下,铁土质量比为1 ∶2合成的MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的去除率分别为76.96%和54.60%,而未改性FeS对Mo （Ⅵ）的去除率分别为23.79%和13.28%.MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的吸附过程符合准二级动力学模型.Langmuir模型和Temkin模型能较好地描述吸附等温过程,且由Langmuir模型计算得到在318 K下MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的饱和吸附容量为16.86 mg·g^-1.Mo （Ⅵ）去除率在pH为2.0~3.0时达到最大值（95.25%）;氮气、空气和纯氧条件下MATP-FeS对Mo （Ⅵ）的去除率分别为77.58%、83.97%和83.96%;MATP-FeS在老化60 d后对水中10 mg·L^-1的Mo （Ⅵ）仍有70.53%的去除率,远高于未改性的FeS （14.97%）.X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明,反应后MATP-FeS表面Mo均以正六价形态存在,结合反应过程模型得出,Mo （Ⅵ）去除机制主要是表面吸附作用.