潜流湿地对典型选控性有机污染物去除的预测

建立潜流湿地有机污染物迁移转化模型,采用多孔介质模型描述潜流湿地的水力特性,并引入Monod方程相耦合,实现对湿地系统内部流场及水质浓度的同时模拟。通过实验,校核模型参数,并验证模型。结果表明,该模型能较好模拟潜流湿地中有机污染物的去除效果;计算条件下,在不同基质填料的潜流湿地中都会出现滞水区和快速通道,影响水力效率与污染物去除效果;预测了不同填料系统中7种典型选控性有机污染物的去除效果,其处理效率:苯胺苯酚二甲苯甲苯苯硝基苯氯苯,可通过优选填料提高吸附量和延长停留时间来提高选控性有机物的处理效果。     

废旧冰箱拆解聚氨酯泡沫塑料制备PU/PP复合材料

利用废旧冰箱拆解的聚氨酯泡沫塑料(PU)和聚丙烯(PP)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为原料,采用物理化学回收技术制备PU/PP复合材料。用正交实验法分析PU填充量、PU粒径和PP-g-MAH 3个因素对PU/PP复合材料力学性能影响的显著性。结果表明,PU填充量对PU/PP复合材料拉伸性能有显著影响,对冲击性能和弯曲性能没有显著影响;在本文的实验范围内,PU粒径对PU/PP复合材料的力学性能影响不大;而PP-g-MAH投加量对PU/PP复合材料具有一定的影响。确定的优化工艺配方为:PU 40%;PU粒径选择2.00 mm;PP-g-MAH投加量10%。采用优化工艺制备的PU/PP复合材料的密度为1 042.88 kg/m3;冲击强度为2.9 kJ/m2;拉伸强度为10.30 MPa;拉伸模量为1 100 MPa;弯曲强度为18.5 MPa;弯曲模量为733 MPa。     

Optimization-Based Atmospheric Plume Source Identification

This work applies optimization and an Eulerian inversion approach presented by Bagtzoglou and Baun in 2005 in order to reconstruct contaminant plume time histories and to identify the likely source of atmospheric contamination using data from a real test site for the first time. Present-day distribution of an atmospheric contaminant plume as well as data points reflecting the plume history allow the reconstruction and provide the plume velocity, distribution, and probable source. The method was tested to a hypothetical case and with data from the Forest Atmosphere Transfer and Storage (FACTS) experiment in the Duke experimental forest site. In the scenarios presented herein, as well as in numerous cases tested for verification purposes, the model conserved mass, successfully located the peak of the plume, and managed to capture the motion of the plume well but underestimated the contaminant peak.     

环境健康价值评估中的年龄效应研究

在环境健康价值评估研究中,统计寿命价值和年龄之间的关系是理论和实证研究焦点之一,也是重要的学术问题。长久以来,环境政策效益评估中是否应该赋予老年人较低的统计寿命价值一直存在广泛争议,且尚未得到一致性结论。通过设计选择实验,对北京市空气质量改善的健康效益进行了抽样调查,并采用MNL模型对北京市约500个居民的调查数据进行回归分析,估算了不同年龄人群对健康风险减少的支付意愿,针对中国人群中统计寿命价值和年龄之间的关系进行实证探讨。结果表明:一方面,在总体样本中设置年龄虚拟变量,回归结果表明年龄变量系数的符号均显著为负,即年龄因素对减少空气污染带来的死亡风险降低的支付意愿具有显著的影响,年龄越大支付意愿相对越小;另一方面,不同年龄人群分组样本结果显示,统计寿命价值与年龄之间呈现"倒U型"关系,统计寿命价值在中国存在"老年折扣"现象。研究结果可为我国环境政策的健康效益分析中如何考虑年龄的影响提供重要依据。     

机械排烟作用下无机防烟卷帘防烟特性的实验研究

采用全尺寸模拟实验,通过测量机械排烟作用下无机防烟卷帘背火面壁面的平均温升、卷帘缝隙处的烟气流动等,对无机防烟卷帘在机械排烟作用下的防烟特性展开研究。结果表明:无机防烟卷帘在发生火灾时自动下降至地面,在机械排烟作用下,在20 m in的实验时间内,基本上能将烟气阻挡在模拟着火房间内,只有极少量烟气进入模拟中庭,卷帘背火面壁面温度接近环境温度;该无机防烟卷帘具有良好的挡烟耐热性能,火灾时可以保证非着火区域人员的安全疏散。本文研究可为该种新型无机防烟卷帘在复杂中庭防火设计中的应用提供实验支持。     

高温下栓钉剪力连接件的结构性能数值模拟研究

目前,钢混凝土组合梁由于其具有截面高度小、自重轻、延性好等优点而广泛应用于高层建筑和桥梁结构中。钢混凝土组合梁中,钢梁和混凝土板通过剪力连接件共同作用,钢混凝土组合梁的性能很大程度上依赖于剪力连接件的性能,因此剪力连接件是组合梁中的关键部位。栓钉是目前最常用的柔性剪力连接件。本文采用有限元软件ABAQUS,较系统地研究了高温下组合梁中栓钉破坏形态、破坏机理、抗剪承载力和荷载—滑移规律性能,为高温下组合梁抗火性能研究提供基础。模型中混凝土、栓钉和钢梁采用实体单元模拟,材料的力学特性和热工特性参数根据欧洲规范(EN 1994-1-2)。本文先用文献中的试验结果验证了数值模型的可靠性,并进一步研究了不同栓钉直径和不同混凝土强度等级时的高温下栓钉承栽力折减系数。研究表明,欧洲规范中高温下栓钉承栽力的计算公式是合理的,能较准确地预测栓钉在高温下的承栽力。     

断裂构造对斜坡应力场影响的数值模拟及成灾机理研究

断裂构造及活动强度对斜坡体的应力场分布具有重要的影响。采用基于强度折减法的有限元法,分别以正断层和逆断层与斜坡体的组合关系为例,剖析了断裂构造对斜坡体应力场的影响及成灾机理,揭示了含有断层的斜坡体塑性区的贯通过程。研究表明,包含断层的斜坡体在应力分布特征及斜坡变形破坏机理方面与无断层的斜坡体有较大差别:含断层的斜坡体在坡面和断层面附近的最大主应力迹线与坡面或断层面相平行,在天然状态下,塑性区同时出现在坡脚和断层面后方,随着折减系数的增大,塑性区分别从坡脚和断层面后方向坡体深部和上部发展,直至断层面前后两个塑性区相贯通,坡体发生破坏,并且对坡体变形破坏的影响程度以逆断层最强,其次为正断层,断层不活动时较弱。     

结构面分布特征对隧道围岩变形影响的数值模拟分析

结构面对隧道围岩变形及稳定性起着决定性作用。运用三维离散元方法(3DEC)研究结构面分布特征,重点是结构面线密度1/λ、强度和倾角对隧道围岩变形的影响,总结了结构面分布与围岩变形特征的关系。结果表明,在结构面强度较低的情况下,结构面线密度对隧道变形的影响较大,其影响可分为两种情况:①λ≤0.2时,围岩的弯曲变形大于沿结构面的剪切变形,属于应力型大变形;②0.2<λ≤0.4时,沿结构面的剪切变形大于围岩的弯曲变形,属于结构型大变形。结构面倾角主要影响围岩大变形发生的位置。将数值模拟结果与国内工程实例实测变形资料相对比,发现一致性较好。本研究结果对隧道支护结构的设计以及施工设计具有借鉴意义与指导作用。     

复合填料热传导过程数值模拟

复合填料由废铸砂、粉煤灰、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥和水按一定质量比例混合制成,具有低导热性、抗冻胀和轻质特性。根据热阻力法则和比等效导热系数相等法则,将材料视为由大量正方形单元体组成,其中心为一个球形EPS颗粒,这种单元体与总体的导热系数相等。运用AN SY S软件对复合填料单元体的传热过程进行了有限元模拟,根据瞬态法导热系数测试原理,推求不同EPS掺入比情况下的复合填料导热系数,分析EPS颗粒与导热系数的关系,发现材料导热系数随着EPS掺入比的增加而快速降低。将材料导热系数数值模拟与实测结果作比较,发现有限元模拟值与实测值接近,说明采用有限元方法可以实现对材料传热过程的模拟。     

基于底泥再悬浮试验的太湖水质模拟

为探索浅水湖泊水动力扰动作用对底泥再悬浮影响的规律,在室内矩形水槽内模拟了各种水动力条件下太湖底泥的起动规律,得到了太湖底泥在3种不同起动标准下的起动流速,通过考察上覆水中悬浮物浓度的变化,建立了底泥沉积物再悬浮通量与水体流速的定量化关系。结果表明:太湖底泥在个别动、少量动、普遍动3种标准下的起动流速分别为15、30和40 cm/s,且底泥沉积物再悬浮通量与流速呈现线性正相关关系,再悬浮通量随流速增大而增大,且相关性较好。将该试验结果应用于太湖的水量水质数学模型中,并和太湖实测资料进行了对比,取得了比较满意的效果。该模拟装置能够在室内可控条件下较好地反映太湖沉积物再悬浮特征,对太湖的富营养化治理具有重要意义。