稀性泥石流的平均运动速度研究

泥石流的运动速度是泥石流动力学研究中最重要的参数。稀性泥石流是常见也是危害较大的泥石流类型,准确而简洁地计算稀性泥石流的运动速度非常重要。现有的稀性泥石流平均速度经验公式,在使用上和适用地区上还存在一些问题。本文通过分析一系列稀性泥石流观测资料中的体积浓度与稀性泥石流的运动速度和阻力特征的关系,得出了一个新的计算稀性泥石流平均运动速度的经验公式,该公式能适应各种类型的泥石流沟,适用于一般急流的稀性泥石流;对于缓流稀性泥石流,计算值与观测值相比偏大,但很接近;不适用于缓慢稀性泥石流。本文提出的经验公式,使用简洁,计算稳定,与其他方法计算的稀性泥石流平均运动速度很接近。该速度计算经验公式也适用于稀性泥石流堆积扇上游沟道,但对于堆积扇上的速度,计算值偏大,且越往堆积扇的下游,偏差越大。     

Effect of natural organic matter and green microalga on carboxyl-polyethylene glycol coated CdSe/ZnS quantum dots stability and transformations under freshwater conditions

The influence of pH, ionic strength, presence of humic or alginic acids, extracellular polymeric substances (EPS), or freshwater microalga Chlorella kesslerii on the stability and transformation of carboxyl-PEG-CdSe/ZnS core/shell quantum dots (QDs) in terms of number, hydrodynamic size and fluorescence of individual particles, was studied by fluorescence correlation spectroscopy. Obtained results demonstrated that QDs form stable dispersions at nanomolar concentrations under conditions typical for freshwaters. The presence of 5 or 15 mg C L⁻¹ of humic acid or 50 mg C L⁻¹ EPS did not significantly affect these parameters. In contrast, 5 or 50 mg C L⁻¹ alginate at ionic strength of 10 mM shifted the hydrodynamic radius toward larger values, suggesting a possible capture of QDs by the linear alginate chains. The addition of microalga to the QD dispersions resulted in a slight reduction of the number of QDs and a significant decline in the fluorescence of individual QDs.     

城市污泥填埋气集气井收集系统的优化研究

对城市污泥填埋场填埋气集气井收集系统进行了优化研究,考察了城市污泥水平方向的渗透系数(以下简称污泥渗透系数)对集气井影响半径的影响、集气井抽气负压随填埋时间的变化规律、填埋气的经济收集年限。结果表明,当抽气负压为25000～30000Pa时,污泥渗透系数分别取1.04×10-7、2.60×10-8、1.04×10-8m2/(Pa.s)时,集气井的影响半径分别为10.0～11.0、6.0～7.0、5.0～5.5m,过小的污泥渗透系数会严重影响集气井的集气效率,因此污泥渗透系数最好不应小于1.00×10-8m2/(Pa.s);随城市污泥填埋时间的增加,集气井抽气负压总体呈指数型降低趋势,从第8年起,抽气负压由起初的25000Pa降低到5000Pa以下,此时CH4产率约为2kg/(m3.a),到第20年时CH4产率接近于零,故从城市污泥填埋后第8年起,对填埋气继续进行收集的意义已经不大。     

浆固碎石桩成桩注浆渗透影响分析

浆固碎石桩作为一种新型软土地基处理技术,其主要通过注浆改善桩体的加固效果,同时通过浆体渗透来改善桩周土体的物理力学性质,从而减小浆固碎石桩复合地基沉降。针对浆体对桩周土体的渗透作用,按照平面轴对称问题,推导出注浆渗透影响范围的计算方法和浆固区压缩模量计算公式,并通过室内模型试验研究,验证了浆固区压缩模量计算公式的正确性。随后,利用数值计算分析,对浆固区影响范围进行量化分析,并通过数值拟合得到了考虑注浆渗透影响的桩体等效半径计算公式。所得结果对工程设计具有重要的指导意义。     

Groundwater remediation engineering--Study on the flow distribution of air sparging using acetylene

Air sparging(AS) is an emerging method to remove VOCs from saturated soils and groundwater. Air sparging performance highly depends on the air distribution resulting in the aquifer. In order to study gas flow characterization, a two-dimensional experimental chamber was designed and installed. In addition, the method by using acetylene as the tracer to directly image the gas distribution results of AS process has been put forward. Experiments were performed with different injected gas flow rates. The gas flow patterns were found to depend significantly on the injected gas flow rate, and the characterization of gas flow distributions in porous media was very different from the acetylene tracing study. Lower and higher gas flow rates generally yield more irregular in shape and less effective gas distributions.     

井下液态CO2爆破增透工业试验研究

为了增加煤层透气性、提高瓦斯抽采效率,选取七台河矿区进行液态CO2爆破煤层增透工业试验。研究液态CO2爆破过程中主管内高压气体P-T曲线,考察不同地应力下的液态CO2爆破有效影响半径和煤层透气性系数,监测爆破前后瓦斯抽采参数。试验结果表明:采用压缩气体与水蒸气容器爆破方法计算液态CO2爆破的当量为180 gTNT;爆破后瓦斯抽采浓度提高3.16倍,瓦斯抽采混合流量提高1.71倍;煤层液态CO2爆破有效影响半径随地应力的增加近线性减小,随爆破压力的增加非线性增加,确定液态CO2爆破时最佳爆破压力范围160~280 MPa;爆破前后对比,煤层透气性系数提升17.49~22.76倍。井下煤层液态CO2爆破技术的实施,有助于降低爆破成本、提高增透效果和瓦斯抽采利用率。     

岩体强度参数新解及应用

针对Hoek Brown强度准则的较复杂地质参数,提出利用Mohr Coulomb强度准则参数替代。基于2002年版本的Hoek Brown强度准则,并结合准岩体强度准则,建立了岩石力学参数和Hoek Brown强度参数之间的新的换算关系式。经算例分析了换算关系式在已知的岩体强度参数条件下,计算出的Hoek Brown强度参数均在其取值范围之内;并根据单因素控制变量法,得出地质参数mb、s随内聚力增加而减小,随内摩擦角增加而增加;地质参数α受内聚力和内摩擦角影响较小;并将强度参数新解法用于计算巷道围岩塑性区半径。结论是岩石力学参数对地质参数有一定的影响,并且强度参数新解法计算出的塑性区半径为支护定量设计提供理论依据。     

煤矿水文地质勘探中稳定流抽水试验确定水文地质参数讨论

<正>确的水文地质参数是准确预测矿井涌水量的基础。以实际抽水试验为基础,对比计算分析单孔抽水、一个观测孔和两个观测孔三种不同抽水试验方式下的水文地质参数,然后在考虑井损的情况下,对抽水孔的降深进行修正,以期得到更加精确的水文地质参数。结果表明,由于经验公式及井损的影响,使得单孔抽水所得参数误差及离散度较大,即使对降深进行修正后,单孔抽水依然得不到理想的结果。因此,建议采用两个观测孔的抽水试验方式来获取较为正确的水文地质参数。研究结果可为含水层水文地质参数计算及矿井涌水量预测提供理论依据,对矿井防排水系统设计和防治水措施制定具有重要现实意义。     

准好氧填埋结构中氧气扩散数值模拟

依据准好氧填埋的原理构建了填埋试验装置.对试验装置的φ(CH₄),φ(CO₂)和φ(O₂)的动态变化进行了监测. 在装填完成21周后,垃圾体进入产甲烷阶段,第27周时φ(CH₄),φ(CO₂)和φ(O₂)的加权平均值分别为14.7%,18.6%和4.0%.在准好氧填埋结构中,空气通过渗滤液收集主管道和竖直导气管道在垃圾体中进行扩散,并在这些管道周围形成耗氧区域,在空气扩散不到的地方为厌氧区域. 通过数学分析判断该装置内的耗氧区域,并对浓度等值线进行拟合,得到O₂在纵剖面内呈双曲线分布,在垃圾体内呈双曲面分布,且φ(O₂)呈顶部>底部>中部的状态.推导出了氧气水平方向的扩散方程,并得出装置的水平耗氧半径为94.2 cm,约为导排管直径的23.5倍. 分析得到纵剖面内的耗氧区域占93.6%,并得出耗氧区域的纵剖面方程和空间方程.      

RBF神经网络氧化沟系统出水氮磷预报模型

为定量模拟污水处理系统进水及出水水质参数数学关系,为污水处理系统的智能反馈控制奠定理论基础,文章以河南漯河市污水净化中心氧化沟系统为考察对象,采用径向基函数(RBF)神经网络对其模拟分析,建立了氧化沟系统出水TN、TP预报的RBF网络模型。建模过程采用的主成分分析与聚类分析有效挖掘了样本信息,采用的数据预处理方法缩减了模型误差。模型性能及灵敏度检验表明,建成的模型对出水TN、TP预报准确率分别达到90%、70%,相关性检验系数分别达到0.95和0.89,可用于该系统出水TN、TP预报,为系统在线控制提供指导。研究同时表明,RBF神经网络由于克服了误差反向传播(BP)网络收敛慢、局部极值等缺点,在水处理系统模拟及其反馈控制中,具有巨大的应用潜力。