非洲科特迪瓦残积土特征研究

残积土在非洲科特迪瓦境内广泛分布,随着工程建设的发展,残积土层已经成为经常遇到的土体之一。本文对苏布雷水电站、波波里水电站等水电项目残积土的成因、粒度组成、物理特性、工程应用、工程分类等进行了研究。研究结果为:科特迪瓦残积土物质成分以石英和高岭石为主,化学成份以SiO_2、Al_2O_3为主,硅铝比较小,经历了明显的红土化作用;细粒占主要部分,粗粒占次要部分,同时粒度组成呈"两头高,中间低"的分布特征,天然含水率与液限、塑限、塑性指数及液限与塑限呈正相关性,工程分类为黏性土,基本满足土石坝防渗土料的质量要求。     

大中型水电站铝母线伸缩节制作一次性焊接工艺

大中型水电站发电机电压汇流母线通过的电流高达数千安培,运行时发热而膨胀严重。为了安全运行,须在一定长度装设伸缩节进行补偿。通常一个电站汇流母线的伸缩节有几百个甚或上千个。伸缩节的制作采用焊接的方法。铝的焊接比钢的焊接工艺复杂,因为: 1.纯铝的熔化温度低(657℃),但氧化铝Al_2O_3的熔化温度高(2050℃)。     

铝合金的低温焊接工艺在维修装载机零件上的应用

水电部第四工程局砂石厂KLD110Z装载机循环水的水泵裂缝和油箱的进油嘴完全断掉,此设备系日本进口,材料不易判断,经化验近似铝合金。铝合金有以下特点:1.铝易和氧起作用,生成一层致密而难熔的氧化膜(Al_2O_3),其厚度为0.1～0.2微米,熔点高达2050℃,阻碍着基体金属的熔合,极易造成焊缝夹杂,引起     

荆江河段黏性弃土固化利用研究

为了实现荆江河段护岸弃土再利用,拟将其固化处理后制备成水工材料,故需对弃土的特性进行分析。以黏性弃土为样本,通过对其进行pH值测定、化学成分分析、矿物组成分析和颗粒级配分析,为固化材料的选择和配制提供依据。分析结果表明:1黏性弃土的pH值为7.67,不适合选择离子类土壤固化剂。2黏性弃土中Si O2、Al_2O_3含量比较高,其中SiO_2、Al_2O_3、CaO、Fe_2O_3四种组分含量之和达到90%,其他物质及有机质含量较少,固化材料需能提供有效的OH-根离子,促使活性SiO_2、Al_2O_3溶蚀,从而提高火山灰反应的速度。3黏性弃土中黏性矿物与非黏性矿物相比约为3/7,黏性矿物比重低,土样活性较差,固化材料中需添加一定量的碱性激发剂激活黏土中矿物的活性。依据化学成分和矿物组成的测定结果,同时考虑到固化制品的水稳性能,适合选择无机类土壤固化剂。4黏性弃土的粒径分布范围窄,主要集中于0.002~0.05 mm之间,土的级配不良,固化材料中需要添加一定量粗骨料。     

α和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料性能的影响

为了探究α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用,采用细度为30 nm的α型和γ型纳米Al_2O_3、尧柏水泥、标准砂和聚羧酸减水剂制备水泥基材料,探析α型和γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的凝结时间、力学性能和收缩性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:α型和γ型纳米Al_2O_3均会降低水泥基材料的凝结时间,提高水泥基材料的抗折强度和抗压强度,降低水泥基材料的干燥收缩,但γ型纳米Al_2O_3对水泥基材料的改性作用低于α型纳米Al_2O_3。综合本文和文献分析发现,纳米Al_2O_3在水泥基材料中发挥着尺寸效应、填充效应和表面效应,从而达到改性水泥基材料的力学性能和耐久性。     

CoFe_2O_4/Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3异质结磁电复合薄膜的制备与多铁性能

利用射频磁控溅射法在Pt(200)/TiO_2/SiO_2/Si衬底上沉积CoFe_2O_4/Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3异质结层状磁电复合薄膜(Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3作为底层,CoFe_2O_4作为顶层)。X射线衍射表明CoFe_2O_4/Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3异质结复合薄膜是多晶的,由钙钛矿Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3相和尖晶石Co Fe2O4相组成。场发射扫描电镜表明在CoFe_2O_4薄膜和Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3薄膜之间有明显的界面。复合薄膜的介电常数随频率的变化关系显示了介电色散。复合薄膜表现为良好的铁电性和铁磁性共存。另外,复合薄膜具有直接的磁电耦合效应,磁电电压系数αE先随着偏置磁场Hdc的增大而增大,当偏置磁场Hdc增加到5.6 k Oe,复合薄膜达到最大的磁电电压系数,其值αE=8.7 m V/(cm·Oe),然后随着偏置磁场Hdc的进一步增大,磁电电压系数αE反而减小。     

硅酸盐对地下水除铁的影响

经对不同化学组成的地下水进行技术研究确定,水中硅化物对除铁有很大的影响。硅一般只和三价铁化合。根据对Fe-O-Si的组成进行红外光谱分析的结果,可以得出结论:天然水中有二氧化硅存在时,二氧化硅在除铁过程中不是简单地被吸附在氢氧化铁表面上,而是形成复杂的硅酸铁化合物Fe_nO_nSi_n(OH)_(n+2 m)。其中n=(1～3)m,随硅酸和铁的浓度、温度和水的pH而定;m=1～3,随硅酸浓度而定。例如Fe~2+和SiO_3~2-之比为1:2, pH=6.8,水温为8.6℃,上述     

工频感应炉炉衬堆积物的形成与解决方法

在250公斤工频感应炉中用低碳钢返回料熔炼45~#钢,在钢料熔化过程中常有钢液爆溅现象,随即加少量铝止爆,出钢前插铝终脱氧,用此法连续熔化了几炉后炉子功率下降,熔化缓慢,随着熔炼炉数的增加,炉壁和炉底由于炉渣粘结,而逐渐增厚形成堆积物,因此炉膛有效容积减少,炉子功率下降更大,熔化越来越慢,既影响了出钢量也影响了钢的质量。对炉衬堆积物进行分析,其主要成份是Al_2O_3,CaO_2,SiO_2等氧化物。可以认为这种炉衬堆积物是脱氧生成非磁性的比重轻的高熔点产物所造成的。我们通过对工频感应炉的电磁感应特性的     

偏高岭土对水泥土动力学性能与微观特征的影响

为了改善普通水泥固化土的动力学特性与微观结构,在碱激发反应作用下制备了4种不同掺量偏高岭土改性的水泥土样品,并对养护过程中的试样分别开展分离式霍普金森压杆（SHPB）单轴压缩试验、核磁共振（NMR）扫描与电子显微镜（SEM）扫描。结果表明：偏高岭土改性水泥土的动抗压强度随着偏高岭土掺量增加呈现出先增后减的非线性变化趋势,偏高岭土掺量为4%时水泥土的动抗压强度达到极值;复合水泥土的T2曲线为双峰分布,且主峰占较大比例;代表小孔隙的P1峰所占比例超过80%,代表大孔隙的P2峰所占比例随养护时间增加逐渐降低;偏高岭土的改性作用能够促进水化反应的发生,水化硅酸钙和钙矾石填充效应使得材料密实度显著上升,动力学性能提高。研究成果可为偏高岭土的进一步资源化利用提供参考。     

矿物掺合料对蒸养混凝土传输性能和孔结构的影响

为提高混凝土预制构件耐久性,试验研究了单掺及复掺矿物掺合料对蒸养混凝土毛细吸水性和抗氯离子渗透的影响,结合可蒸发水含量法测孔结构探讨了作用机理。结果表明:矿物掺合料在低水胶比下能更为有效地改善蒸养混凝土的传输性能;在脱模和28d龄期时,矿物掺合料对蒸养混凝土传输性能的改善效果从高到低依次为硅灰、偏高岭土、矿渣、粉煤灰;90d龄期时,偏高岭土与硅灰相当,且均优于矿渣和粉煤灰;混凝土孔结构与传输性能关系密切,孔隙率降低和孔径细化是蒸养混凝土传输性能得以改善的主要原因。     

兰州市城区深层地热水的水化学成因及其指示意义

兰州市城区蕴藏有丰富的地热资源,属于沉积盆地大型水热地热田,水质具有独特的理疗价值。从地热水化学和热储矿物成份入手,与地热地质条件紧密结合,首次采用了 Piper 三线图法、Schoeller 图法、主要离子比例系数法和相关分析法,全面系统地揭示了西北黄土高原半干旱区典型山间盆地兰州地热田水文地球化学特征及其主要离子的来源。选取适宜的 K-Mg 地热温标法,解决了热储温度难以准确测量的问题。利用氢氧稳定同位素测试技术,示踪判定了地热水的补给来源、补给区域和循环深度。结果显示: 兰州地热田钻孔揭露出水温度为 35. 5 ～ 74 ℃,总溶解性固体含量( TDS)为 3. 89～22. 04 g /L,阴、阳离子分别以 Cl－和 Na+、Ca2+为主,高矿化水质及特殊组分源于地热流体比较充分的溶滤作用。推测地热水中 Na+、Cl－主要来源于岩盐的溶解,Ca2+、Mg2+除了来源于方解石、白云石、硬石膏等矿物的溶解外,还来源于长石等矿物的溶解。地热水中不存在阳离子交换作用。确定地热田热储温度为 58～90 ℃,属于中低温水热资源。结果表明: 地热水的补给主要来源于城区南部基岩山区的大气降水,经深部循环的加热而成,形成一个 “源、通、储、盖”明了和补径排条件清晰的地热水系统。     

斥水土壤斥水度变化规律及影响因素试验研究

将十八烷基伯胺与土壤按不同质量比混合,获得不同斥水度的人为斥水化土壤。采用滴水穿透时间法测定斥水土壤斥水度,并开展不同温度、土壤含水率、溶剂等作用下的土壤斥水度变化规律试验。结果表明:十八烷基伯胺使土壤产生斥水性属于表面物理作用,对土壤颗粒本身化学性质无影响;人为斥水化土壤中十八烷基伯胺含量越高,土壤斥水度越大。在0～105℃温度区间内,随着温度的升高,土壤斥水度变化规律为先增后减,温度为75℃时土壤斥水度达到峰值。从干燥至饱和状态区间内,土壤含水率越高,土壤斥水度变化规律为先增后减,当含水率达到一定值时,土壤斥水性急剧下降甚至消失。强酸性溶液(盐酸)会显著降低人为斥水化土壤的斥水性,甚至变为亲水性土壤,洁厕剂、洗洁精等生活洗涤剂可降低土壤斥水性,而乙醇和丙酮对人为斥水化土壤的性质影响不大。     

温度对混凝土力学性质影响的颗粒流模拟研究

为探索混凝土在热力耦合作用下的宏观力学性质和微裂纹的变化规律,采用PFC软件中的热模块,对5种温度下的混凝土试块进行了数值模拟分析。研究结果表明:(1)温度和峰值强度呈现负相关关系,单轴抗压强度和弹性模量随温度的变化服从幂函数关系,且温度对于强度和变形参数的影响不同,强度相较于变化参数而言,对温度更加敏感。(2)随着温度的升高,由热破裂所造成的损伤不断增加,热损伤集中在界面过渡区。随着温度的升高,混凝土的破坏模式由剪切破坏逐渐转变为劈裂破坏。(3)600℃属于临界温度,在600℃之前,宏观力学性质和微裂纹扩展均变化剧烈;超过600℃以后,宏观力学性质的劣化和微裂纹的发展均放缓。     

Mullite ceramic membranes for industrial oily wastewater treatment: experimental and neural network modeling

In this paper, results of an experimental and modeling of separation of oil from industrial oily wastewaters (desalter unit effluent of Seraje, Ghom gas wells, Iran) with mullite ceramic membranes are presented. Mullite microfiltration symmetric membranes were synthesized from kaolin clay and alpha-alumina powder. The results show that the mullite ceramic membrane has a high total organic carbon and chemical oxygen demand rejection (94 and 89%, respectively), a low fouling resistance (30%) and a high final permeation flux (75 L/m2 h). Also, an artificial neural network, a predictive tool for tracking the inputs and outputs of a non-linear problem, is used to model the permeation flux decline during microfiltration of oily wastewater. The aim was to predict the permeation flux as a function of feed temperature, trans-membrane pressure, cross-flow velocity, oil concentration and filtration time, using a feed-forward neural network. Finally the structure of hidden layers and nodes in each layer with minimum error were reported leading to a 4-15 structure which demonstrated good agreement with the experimental measurements with an average error of less than 2%.     

黄河下游冬季极端低温变化特征及对凌情的影响研究

为研究黄河下游冬季极端低温变化规律及其对凌情的影响情况,利用黄河下游3个气象站1951—2017年逐日最高、最低气温序列资料,计算出霜冻日数、结冰日数、冷昼日数、冷夜日数、寒潮持续日数、月最低气温极大值和极小值等7个极端低温指数的年际序列,应用线性倾向估计法、累积距平、Mann-Kendall检验、小波分析和相关性分析等方法分析近67年来各极端低温指数的变化规律及其与凌情特征值间的相关性。结果表明:霜冻日数(FD0)、结冰日数(ID0)、冷昼日数(TX10p)、冷夜日数(TN10p)、寒潮持续日数(CSDI)分别以2.5 d/10 a、1.4 d/10 a、1.4 d/10 a、2.2 d/10 a、1.1 d/10 a的速率显著下降(P0.01);月最低气温极大值(TNx)和月最低气温极小值(TNn)分别以0.44℃/10 a、0.62℃/10 a的速率显著上升(P0.01);极端低温指数的突变年份集中在20世纪80年代,在近67 a时间尺度上极端低温各项指数的显著周期集中于9～14 a。结冰日数、冷夜日数及月最低气温极小值与凌情特征值之间为强相关性,可以作为识别黄河下游凌情严重程度的敏感因子。研究结果可为黄河下游地区应对气候变化和滩区防凌保安提供参考。     

三峡水库蓄水对宜昌—城陵矶河段水温情势影响研究

为研究三峡水库对长江中游河道水温的影响,采用一维水温模型对宜昌至城陵矶河段1983—2013年水温进行模拟反演,分析了不同蓄水工况不同时间尺度下水温时空变化规律。结果表明:(1)三峡水库蓄水后,宜昌-城陵矶河段升温期(3—6月)降温、降温期(9—12月)升温效应明显,并伴随着水温滞迟和平坦化现象,且随蓄水位升高现象愈加显著,越靠近三峡大坝,河段水温较蓄水前变化越大。(2)坝下河段水温"滞温"、"滞冷"效应主要由三峡水库蓄水引起,水库调蓄作用下的水温变化沿程减缓。气象条件的影响对水库调蓄引起的水温变化恢复有限,三峡水库175 m蓄水期城陵矶断面仍存-2.14℃～3.40℃的水温变化。研究成果可为长江生态环境保护修复提供科学依据。     

基于温度场分析的新型水下清淤装置数值研究

为了解新型水下清淤取样冻结装置在施工过程中的温度场发展变化规律,以及最终冻结效果的可靠性,采用有限元分析软件建立温度场数值模型,模拟水下清淤装置在冻结过程中的温度场发展动态变化过程,得到最终数值计算的温度场云图及等温线图。主要得到以下结论:积极冻结10 d可使-1℃等温线基本完成交圈,积极冻结20 d可使-10℃等温线完成交圈,此后冻土帷幕的发展速度减缓,冻土区域趋于平滑。通过分析设置在冻结装置上的5条观测路径及测温点,得到结论如下:积极冻结30 d后即可达到清淤所需强度,此时,各路径上的观测点温度均已达到-10℃以下,可以保证冻结效果的可靠性。清淤装置的冻结管排布方式对温度场发展会有较大的影响,顶部冻结板会影响温度场垂直方向的发展,其影响范围约为1.5 m。以上研究结果有助于对日后的工程实践提供相应的指导和帮助。     

黏土心墙堆石坝变形协调评判指标与各区渗透性能影响研究

针对黏土心墙坝的变形不协调易导致坝体开裂、滑坡等险情发生的问题,对顺河向以及不同材料接触面变形的协调进行分析。结合实际工程,通过数值模拟,开展了运行期库水位下降工况黏土心墙堆石坝变形协调分析,提出了顺河向不同材料接触面变形协调的离散系数评判指标,分析了库水位下降情况下黏土心墙坝内部变形协调性与对各区渗透性能的影响。结果表明:(1)反滤层接触面上顺河向变形主要受到心墙与坝壳料渗透性能的影响,与心墙渗透系数成正比、与坝壳料渗透系数成反比,反滤层渗透性能对接触面变形协调的影响小;(2)黏土心墙料、反滤层Ⅰ、反滤层Ⅱ及坝壳料渗透系数分别为5.00×10~(-7) cm/s、3.27×10~(-3) cm/s、1.00×10~(-2) cm/s、6.84×10~(-2) cm/s时,实例工程的沉降变形及顺河向变形最为协调。     

黏土矿物对泥石流体屈服应力影响的实验研究

一般情况下,泥石流体屈服应力随着泥沙颗粒体积浓度的增大而增大,同时随着黏粒黏性的增强而增强。在此研究基础上,以泥石流体屈服应力为研究目标,选取了蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭土等4种常见的黏土矿物为研究对象,通过改变泥石流体中泥沙颗粒体积浓度、黏土矿物成分及黏粒重量百分含量得出:1一般情况下,黏土成份对泥石流体屈服应力影响的强弱关系依次为蒙脱石伊利石绿泥石高岭土。2泥沙颗粒体积浓度和黏粒百分含量对泥石流体屈服应力的影响呈指数关系。3综合分析泥沙颗粒体积浓度、黏土矿物成份、黏粒百分含量与屈服应力的关系后获得了黏土矿物下屈服应力的关系式。4用野外调查资料验证了上述泥石流屈服应力与泥沙颗粒体积浓度、黏土矿物的关系,具有一定的准确性。