堤基管涌模型试验研究

针对堤基进行了管涌砂槽模型试验研究,观察并分析了管涌发生、发展并导致溃堤的过程.试验结果表明,管涌破坏均发生在透水层的顶面,只要低于临界水头,管涌就仅在一定范围内发展并最终停止,如果超过临界水头,管涌通道持续发展并最终与上游河水连通,连通管流的强力冲刷力最终导致堤基整体破坏和溃堤.     

堤基管涌动态发展的数值模拟

针对表层为相对不透水的黏性土薄层,下层为砂层的二元堤基管涌问题,提出了一个模拟堤基内部以管道形式溯源发展的流土型管涌的有限元数值模型.考虑了管涌通道中含沙浓度对水流阻力的影响,按照达西公式的形式给出了管涌区域流动的等效渗透系数的计算公式,将管涌通道和非管涌区统一用常规渗流分析方法求解;引入通道边壁土壤侵蚀速率与水流剪切力的关系,建立了管道输沙平衡方程.求解渗流方程和输沙平衡方程即可获得管涌通道随时间发展的动态过程.管涌砂槽模型试验的模拟表明,该模型能够定量地模拟管涌随时间发展的动态过程.     

颗粒流的流固耦合分析及渗透系数标定

利用颗粒流程序PFC2D对达西渗透试验进行了模拟,分析了PFC进行流固耦合计算的原理,对与渗透系数有关的细观参数进行了分析,并与渗透系数建立了关系,由此确定了对数值模拟计算中渗透系数进行标定的方法.为利用颗粒流方法研究注浆、管涌等岩土工程中的流固耦合问题提供了依据.     

非均匀流与颗粒组成对管涌影响的试验研究

管涌的发展是个复杂的过程,受多种因素的影响,本文针对水流条件和试样颗粒组成两个因素进行了管涌发展的砂槽模型试验研究,观察并分析了两种典型的非均匀水流条件和三种试样颗粒组成下管涌发生发展的过程。试验结果表明,水流发散时,管涌口流量较小,管涌破坏的临界水力梯度大,侵蚀速度慢,侵蚀发生前试样内的水力梯度沿着水流发散方向逐渐减小;反之,水流汇聚时,管涌口流量大,管涌破坏的临界水力梯度小,侵蚀速度快,侵蚀发生前试样内的水力梯度沿着水流汇聚方向逐渐增大。此外,在相同的水流条件下,当试样中的细颗粒越粗时,管涌发生的临界水力梯度越大,管涌通道发展的速度也就越慢。     

非均质堤基管涌小尺寸试验模拟与预测模型研究

采用小尺寸模型对层状非均质堤基管涌发展过程进行了试验模拟,对非均质堤基管涌发展过程、管涌破坏临界水头进行了分析,并采用Mseep程序对试验结果进行验证.结合模型试验和Mseep程序计算,验证了Sellmejier管涌预测模型对非均质堤基的适用性,推导了非均质堤基管涌预测模型公式.通过两次施加水头的试验方法,初步分析了历史管涌对堤基整体抗渗能力的影响.     

砂土颗粒DEM模拟中颗粒集合体的组装与标定

颗粒DEM数值模拟中,首先需要进行数值颗粒集合体的组装,颗粒形状与孔隙率是重要的组装参数。采用PFC2D对不同形状颗粒的摩擦系数与孔隙率之间的对应关系进行了探讨,形成了一种获取指定孔隙率数值颗粒集合体的方法。鉴于圆形颗粒集合体表观强度较低的情况,对3种非圆形颗粒的强度和剪胀性曲线进行了对比。将80%的条形颗粒与20%的三角形颗粒混合,获得了指定相对密度85%的集合体,并标定得到了颗粒细观参数。不改变颗粒混合体形状与比例,组装得到相对密度为50%的试样,对颗粒接触力学参数进行微调后也可以获得与实际试验曲线较为对应的结果。采用组装与标定结果,模拟砂填料桩承式路堤模型试验,获得的路堤填料变形演化过程与模型试验吻合,验证了颗粒组装与标定方法的可靠性。     

多孔海床在波浪作用下渗流特性数值模拟

为了研究波浪作用下多孔海床瞬时孔压的渗流特性,采用模型试验与数值模拟相结合的手段.用粗砂制成孔隙率为0.5的模型海床,并在波流水槽中进行模型试验获取实测结果,然后运用波浪渗流力学和线性波理论使用有限差分软件FLAC进行数值模拟.将数值模拟结果绘制成图与实测结果进行比较,分析多孔海床在不同深度、水深和波况下的渗流特性.     

粗粒土大型直剪试验宏细观研究与离散元模拟

为研究粗粒土剪切试验过程中宏观力学特性与颗粒细观运动规律,采用可视化大直剪仪对不同级配粗粒土进行剪切试验,利用图像处理技术对宏细观参数变化规律进行分析,再通过离散元数值模拟研究试样内部颗粒运动规律.研究发现,剪应力-累计应变关系曲线属于剪切硬化型,颗粒在剪切过程中的破碎形态以接触点侵蚀破碎为主;对颗粒长轴定向、平面孔隙率和配位数的分析发现,剪切过程中颗粒发生翻滚重排以及细粒填充作用;直剪试验图像分析及离散元数值模拟均发现,剪切带不是严格按照水平主剪切面发展,而是与向上突起的弧形副剪切面共同形成拱形剪切带.     

砂井地基中的有限元方法及其应用研究

阐述了二维平面应变比奥固结理论及其具体的有限元格式,详细介绍了砂井地基的两类平面应变等效方法及其原理.结合江西城门山铜矿凤爪沟尾矿坝软基处理实践,采用了以修正剑桥本构关系为基础的渗流变形耦合模型对尾矿坝施工过程中的砂井地基固结情况进行了有限元数值模拟和预测,对有限元数值模拟结果进行了详细的分析,总结了砂井地基固结过程中的位移、孔隙水压力随时间的变化规律,并与现场监测结果进行了对比、分析.结果表明:实测期内,位移的模拟值及其发展规律与实测结果比较接近,本文所使用的有限元模拟方法可以用来预测砂井地基的固结过程.该数值分析对相类似的砂井地基软基处理工程实践具有一定的指导意义.     

大理岩球形颗粒接触破碎过程与机理

为研究大理岩球形颗粒的接触破碎过程与机理,利用岩石双轴流变仪,配合特别定制的球铰支座与位移量测系统,进行了大理岩球形颗粒球-面接触与球-球接触试验,对大理岩球形颗粒接触破碎的过程、破碎形态以及试验力-位移曲线进行研究,分析了大理岩球形颗粒接触破碎的力学特性以及破碎过程的细观机理.同时在离散元方法中引入强度折减参数对接触破碎试验进行数值模拟,直观地显示了破碎发展过程,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,最后总结了颗粒接触数值参数标定经验.研究表明,大理岩颗粒在法向接触力的作用下,先在颗粒接触点处产生局部破碎并逐渐形成弹性核,其存在改变了法向接触力的传递路径,弹性核被压入使颗粒产生贯通裂缝,最终发生整体破碎.引入强度折减参数的数值模型能较好拟合试验中的破碎形态,其结果是对室内试验很好的补充,能进一步明确大理岩球形颗粒接触破碎过程的细观机理.     

锂盐改性累托石处理染料废水

采用锂盐对累托石进行改性,研究其最佳改性条件及吸附亚甲基蓝的热力学和动力学规律.以碳酸锂为改性剂,碳酸锂与草酸用量比为0.8∶1,试验出改性的最佳条件为：碳酸锂与累托石质量比为5%,固液比为1∶20,改性时间为3 h.改性后累托石对亚甲基蓝溶液的吸附性能明显优于未改性的累托石,吸附量提高了65%;热力学和动力学探究表明,改性累托石对亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir规律,动力学符合Lagergren准二级动力学规律.     

粉末冶金法制备纳米碳管增强铜基复合材料的研究

用化学镀在纳米碳管表面镀覆了铜及镍,并用粉末冶金法制备纳米碳管增强铜基复合材料,研究了制备工艺的有关参数对其性能的影响．结果表明：不同的工艺参数对复合材料的性能有不同影响,相对其它参数,纳米碳管体积分数显著影响复合材料的综合性能．纳米碳管体积含量在12％左右时,复合材料的致密度和硬度达到较好综合值。     

由政府投资项目前期评审引发的思考

“十一五”期间,我国重点深化投资体制改革,完善投资核准和备案制度,规范政府投资行为,健全政府投资决策责任机制。政府投资项目前期评审为政府投资决策提供了科学依据。结合项目评审的相关工作经验,本文提出几点建议以期为政府投资项目前期工作提供参考。     

女性泳装压力对人体生理指标的影响

为研究女性泳装压力对生理指标的影响,将20名青年女性作为实验对象,穿着不同宽裕量和不同氨纶含量的连体式泳装,分别于静止、运动10 min和运动后3种状态下,测量其服装压和生理指标值.测量结果表明,泳装宽裕量、面料性能和运动状态是影响生理指标的主要因素;通过服装压与生理指标的相关性得到基于运动时胸、腰、腹部的舒适阈值;当胸部舒适阀值超过1.15kPa,腰部舒适阀值超过0.37 kPa,腹部舒适阀值超过0.57 kPa将会影响泳装的穿着舒适性.     

用熵方程证明全不可逆循环揭示的Clausius方程式

利用不可逆循环图代替传统的半不可逆循环推导出Clausius积分式，并用熵方程证明之，得出可逆过程膨胀功大于不可逆过程膨胀功。     

常规设计与分析设计的差异研究

简单介绍两标准的设计准则、强度理论和分析方法，对两标准的设计压力、设计温度等适用范围，材料韧性、选材及检验方面的要求，开孔及开孔补强中的等面积补强方法，制造、检验、验收等差异作了较深入的剖析，并以工程实例加以补充说明，以便设计者根据实际情况作出选择。     

生物转化法水解牛蒡子苷制备苷元

采用黑曲霉CGMCC No.2594发酵产生的β-萄糖苷酶酶液水解牛蒡子苷制备牛蒡子苷元.黑曲霉CGMCC No.2594发酵生产β-葡萄糖苷酶的最佳产酶时间为7 d.水解时添加200mmol/L的硫酸镁有利于提高牛蒡子苷元产率.β-萄糖苷酶酶液放置于4℃冰箱中冷藏15 d仍然具有较高的酶活.当牛蒡子苷初始浓度为0.3 mmol/L,添加200 mmol/L硫酸镁,最佳初始pH值为6.0,最佳温度为30℃,摇床转速为150 r/min时,β-葡萄糖苷酶酶液水解牛蒡子苷36 h牛蒡子苷元的产率可以达到94.7%.在36 h内黑曲霉CGMCC No.2594发酵产生的β-葡萄糖苷酶酶液水解牛蒡子苷的过程符合Monod方程,动力学常数Vm=1.7×10-2 mmol/(L·d),Km=2.2×10-1 mmol/L,实验数据与模型数据能够很好地吻合.     

IBM PC微机控制恒电位仪测量极化曲线

以ＩＢＭＰＣ机通过ＡＤ／ＤＡ卡与ＨＤＶ７－Ｃ恒电位仪联机。实现极化曲线的测量、显示、输出和存储,使用本系统对１Ｃｒ１８Ｎｉ９不锈钢在３．５％ＮａＣｌ溶液中的阳极化曲线进行了测量,测量结果表明,本系统与传统试系统有很好的一致性,且具有良好的重要性。     

集合卡尔曼滤波同化估算地表水热通量的研究

采用了顺序同化方法,利用集合卡尔曼滤波(EnKF)耦合一个简单陆面过程模型,从而完成了改善地表水热通量估算精度的研究工作. 在建立同化系统的过程中,对同化系统的模型误差进行了探讨和设定,并通过已建立的同化系统对EnKF中的集合大小设定进行了试验. 利用山东禹城试验站提供的站点实测数据与MOD16产品数据,进行同化系统的驱动和通量结果的验证. 结果表明,以EnKF方法的数据同化系统能较好地完成对地表水热通量的估算,通过与MODIS ET(MOD16A2)产品的对比试验,证明该方法具有一定的稳定性和适用性,能较准确地对地表水热通量进行估算.     

表面活性剂控制金属醇盐水解制备纳米TiO2粉体

为了在用钛盐进行水解制备TiO2时控制水解速度以尽量减少团聚,提出利用表面活性剂的分散和包覆 作用来制备纳米级TiO2．以钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,在其乙醇溶液中加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBS),然后滴加到沸水中进行水解制备纳米级TiO2粉体．用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和热分析技术(TG-DTA)对样品的晶粒大小、晶体结构和形貌进行了表征．结果表明,表面活性剂的加人是形成纳米级TiO2的关键因素,制备出的纳米TiO2颗粒不经过烧结就具备了锐钛矿结构,并且在沸水呈碱性的条件下制备出的TiO2颗粒的尺寸要比酸性条件下的小．另外讨论了表面活性剂的种类、加入量以及pH对制备TiO2纳米颗粒的影响．