深圳宝安区土地利用变化的环境影响研究

采用深圳宝安区1996-2004年的土地利用数据及其逐日降雨量资料，应用Costanza关于生态系统服务价值方面的研究成果，对该区域土地利用变化导致的生态服务价值进行了计算；应用SCS模型对该区主要污染物氨氮（NH4-N）、总磷（TP）以及高锰酸盐指数（CODMn）的面源污染负荷的变化进行了定量分析。结果表明：1996～2004年期间，土地利用变化导致区域总体生态服务功能下降了31．36%；氨氮和CODMn的面源污染负荷分别增加了4．12%、5．73%，总磷的面源污染负荷减少了1．64％。进一步对三种土地利用规划供选方案（2004-2020年）的环境影响进行了分析。在不同规划方案下，到2020年，宝安区总体生态服务功能将比2004年下降3．79％、10．97％和30．76％。但其下降速度都将得到明显遏止；氨氮、总磷和CODMn的面源污染负荷也将有较明显的增加，且皆以规划方案1增加最小,方案2居中，方案3增加最大。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土防爆墙动力响应研究

为了研究钢筋混凝土防爆墙的抗爆能力,采用有限元分析方法对不同纵向配筋率、不同高跨比、不同厚度的墙体在爆炸动态荷载作用下的动力响应进行研究,对各种不同设置的钢筋混凝土防爆墙的抗爆性能进行评估。结果表明:减小高跨比对提高钢筋混凝土防爆墙的抗爆能力最为重要,提高纵向配筋率,增加厚度都能增加防爆墙的抗爆能力。     

吸力式桶形基础多桶组合结构承载力特性研究

海洋采油平台结构中一般采用多桶组合基础型式,然而迄今对多桶组合结构尚缺乏理论分析和实验研究。本文针对我国第一座吸力式桶形基础采油平台CB20B,基于单桶基础在复合加载模式下的承载力特性,建立了双桶、四桶组合基础的三维有限元数值计算模型,探讨了对称多桶基础结构与单桶基础结构的承载力特性之间的相互关系,阐述了不同桶间距的多桶组合结构地基破坏机制,为工程设计提供参考依据。     

Validation of a booted finite element model of the WIAMan ATD lower limb in component and whole-body vertical loading impacts with an assessment of the boot influence model on response

Objective: A novel anthropomorphic test device (ATD) representative of the 50th percentile male soldier is being developed to predict injuries to a vehicle occupant during an underbody blast (UBB). The main objective of this study was to develop and validate a finite element (FE) model of the ATD lower limb outfitted with a military combat boot and to insert the validated lower limb into a model of the full ATD and simulate vertical loading experiments.

Methods: A Belleville desert combat boot model was assigned contacts and material properties based on previous experiments. The boot model was fit to a previously developed model of the barefoot ATD. Validation was performed through 6 matched pair component tests conducted on the Vertically Accelerated Loads Transfer System (VALTS). The load transfer capabilities of the FE model were assessed along with the force-mitigating properties of the boot. The booted lower limb subassembly was then incorporated into a whole-body model of the ATD. Two whole-body VALTS experiments were simulated to evaluate lower limb performance in the whole body.

Results: The lower limb model accurately predicted axial loads measured at heel, tibia, and knee load cells during matched pair component tests. Forces in booted simulations were compared to unbooted simulations and an amount of mitigation similar to that of experiments was observed. In a whole-body loading environment, the model kinematics match those recorded in experiments. The shape and magnitude of experimental force–time curves were accurately predicted by the model. Correlation between the experiments and simulations was backed up by high objective rating scores for all experiments.

Conclusion: The booted lower limb model is accurate in its ability to articulate and transfer loads similar to the physical dummy in simulated underbody loading experiments. The performance of the model leads to the recommendation to use it appropriately as an alternative to costly ATD experiments.     

循环载荷下煤裂隙演化试验研究

为了研究循环载荷下的煤体裂隙演化特征,在不同应力水平和不同频率条件下分别进行煤样破坏力学及声发射试验。结果表明:应力-应变曲线呈疏-密-疏的变化特征,对应的振铃数柱状图呈U型;上限应力点的应变值、累积能量、撞击计数均随循环次数增加而上升,曲线呈倒S型;煤裂隙演化经历了原始裂隙闭合、新生裂隙稳定发育和裂纹贯穿破坏等3个不同阶段;循环载荷的应力水平和加载频率对煤体疲劳寿命的影响具有差异性,对煤体裂隙演化和破坏模式均有明显影响。     

加轴压卸围压下含瓦斯煤岩损伤变形的能量演化机制

采动影响下含瓦斯煤岩的损伤变形是一个极其复杂的非线性过程,单纯依靠传统经典弹塑性力学无法准确分析其破坏机理。针对此情况,通过试验研究了不同初始围压条件下含瓦斯煤岩的损伤变形特征,并分析了损伤变形与能量演化规律之间的内在联系。研究表明:初始围压越高,煤样破坏时强度越大,脆性破坏特征越明显,瓦斯流量急剧增加幅度越大,煤样破坏时积累的总能量和弹性应变能越多,且初始围压与弹性能之间满足对数函数关系。采用累积耗散能定义了煤岩损伤变量,并分析了不同阶段损伤与渗透率之间的演化关系。     

分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究

为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响,利用RLW-500G煤岩三轴蠕变-渗流试验系统,对新景矿含瓦斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明:煤样在2种应力路径下的全应力应变曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力5个阶段;随着围压的升高或者瓦斯压力的降低,煤体在2种应力路径下的强度和弹性模量均增大;相较于常规三轴,煤体在分段变速加载路径下的强度普遍增大,峰值轴向应变、峰值环向应变绝对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大,失稳破坏瞬间应力跌落和能量释放更加剧烈。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于分段变速加载条件下的含瓦斯突出煤,该研究对于认识煤与瓦斯突出的发生机制具有一定的指导意义。     

生物滴滤塔处理模拟甲硫醚废气

在常温条件下,采用生物滴滤塔处理模拟甲硫醚废气,考察了气体空床停留时间(EBRT)、容积负荷、喷淋密度及营养液pH对生物滴滤塔性能的影响。实验结果表明:当EBRT为90 s、进气甲硫醚质量浓度为150 mg/m~3、喷淋密度为0.65 m~3/(m~2·h),营养液pH为6.8时,甲硫醚去除率为90%;容积负荷高于15 g/(m~3·h)时,对生物滴滤塔的性能产生抑制作用;EBRT为90 s及60 s时,最佳喷淋密度分别为0.56~0.65 m~3/(m~2·h)及0.65~0.75 m~3/(m~2·h);降解甲硫醚的微生物对pH的变化较敏感,最适营养液pH为6~7。     

曝气浸没固定生物膜反应器处理化粪池出水

研究了以丝瓜络作为生物膜载体的曝气浸没固定生物膜反应器在处理化粪池出水时的可行性以及运行性能。结果表明,丝瓜络生物膜反应器可以在2周内成功启动;水力停留时间(HRT)对COD和氨氮的去除效果有显著影响,在水力停留时间为4 h的条件下,系统对COD和氨氮的去除率分别达到了78.5%和96.4%。另外,系统有较强抗有机污染物冲击负荷的能力,当COD和氨氮的进水浓度分别为59.3 mg/L和15.9 mg/L时,系统对有机污染物的去除效果较佳,去除率分别达到了80.0%和98.9%。     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。