地聚合物混凝土配比及力学性能研究

混凝土是巷道支护过程中的重要建筑材料,然而混凝土在巷道施工中常常出现质量问题,为了不影响正常生产,需要对其进行修补。地聚合物混凝土凝结时间快,早期强度高,界面结合能力强,耐高温性和抗冻性强,耐腐蚀性良好,具有用作修补材料的潜力。以粉煤灰和矿粉为原料,Na₂SiO₃溶液和NaOH为碱激发剂制备地聚合物胶砂,研究不同的碱激发剂模数（1.0、1.2、1.4）和掺量（10%、15%、20%）对不同龄期胶砂力学性能的影响。结果表明：当碱激发剂模数为1.2,碱掺量为15%时,胶砂强度达到最大值。设计正交试验,研究了不同水胶比（0.45、0.50、0.55）、粉煤灰掺量（30%、50%、70%）和砂率（30%、35%、40%）对不同龄期地聚合物混凝土的工作性能和力学性能的影响。结果表明：粉煤灰掺量对抗压强度影响最为显著,水胶比次之,而砂率对强度发展几乎没有影响。最优的配合比为水胶比为0.50,粉煤灰掺量为50%,砂率为35%。     

滩地刚性植物消浪作用特性研究

滩地植物有利于保障沿海地区的水安全,量化成熟期植物消浪作用是提升生态海岸韧性的基础。本文基于一般试验规律和两种波高消减模型,分析提出了新的滩地植物消浪系数计算方法,结合波高条件可计算林带消浪后波高,相关表达式由大量试验数据进行了验证,最后对比了由本文方法与规范方法计算的林带后波高。结果表明,阻尼因数及消浪系数能直观体现植物消浪作用特性,波浪传播方向上植物面积占横截面比例是影响植物消浪机理的关键无量纲参数。植物非淹没时,本文方法得到的林带后波高与规范方法接近;植物淹没时,本文方法能更准确描述植物消浪作用。相较于规范方法,本文方法考虑了植物淹没情况,直观揭示了林带密度、宽度、高度,植物平均直径,水深等参数的影响,适用于更多工况。基于植物消浪作用的模型可快速研判相关参数变化对植物消浪效果的影响,为生态海堤滩地刚性植物规划设计及数模研究提供科学和技术支撑。     

碱性蛋白酶洗涤稳定性提高的研究进展

碱性蛋白酶是液体洗涤剂中使用量最大的一类酶制剂,应用于洗涤剂行业的碱性蛋白酶占碱性蛋白酶市场的60%以上。不同于粉状洗涤剂中的酶制剂被造粒所包裹,液体洗涤剂中的碱性蛋白酶直接暴露于溶液中,与洗涤剂成分如表面活性剂、洗涤助剂及漂白剂直接接触作用,使得蛋白酶洗涤稳定性下降。除此之外,蛋白酶在液体洗涤剂环境中存在普遍的自溶失活现象,对其洗涤性能造成不利影响。如何提升碱性蛋白酶的稳定性是液体洗涤剂领域中的一个热点问题。本文介绍了碱性蛋白酶的催化与失活机制,综述了几种常用于稳定碱性蛋白酶的策略,即添加稳定剂、分子改造和化学修饰,重点介绍了化学修饰中的聚乙二醇化修饰与多糖修饰,对比了两种修饰方法的过程与效果,并在最后对碱性蛋白酶稳定性提高策略进行了展望。     

胶凝砂砾石材料参数概率统计和相关距离分析

胶凝砂砾石坝筑坝材料具有较大的变异性,有必要研究其参数概率分布形式。通过对3座大坝工程现场试验资料的分析,基于χ²或K-S有限比较法对胶凝砂砾石材料参数进行概率统计分析,提出参数分布的推荐概型：采用正态分布作为密度的分布概型;采用对数正态分布作为弹性模量的分布概型;采用对数正态分布作为强度的分布概型;采用β分布作为泊松比ν的分布概型。对胶凝砂砾石坝相关距离问题进行探讨,指出其竖直向相关距离可取0.5～2.0 m,水平向可取5～30 m。     

基于代理模型的含盐废水多级纳滤系统的过程优化设计

基于道南细孔-介电DSPM-DE模型,开展了工业含盐废水多级纳滤分离系统的代理模型构建与优化研究。首先,利用高维模型表征的数学建模方法,构建与原有纳滤理论模型有高拟合度的高精度代理模型。基于此代理模型,进一步构建膜法分盐工艺中的多级纳滤分离的数学优化模型,并以分离单位质量NaCl的比能耗为优化目标,讨论在给定设计参数的条件下进料液中[Cl^-]/[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}]的变化对不同级数纳滤系统的分盐性能及最优操作条件的影响。优化结果显示,进料[Cl^-]/[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}]的增加有利于提高NaCl总回收率和降低分盐比能耗。在相同的纳滤膜投资成本下,双级系统在降低能耗方面更胜一筹,与单级系统相比最高可节能5.84%。     

我国旱涝交替事件识别及演变规律

为了识别我国旱涝交替事件以及探究其时空演变规律,引入降雨距平指数(RAI),并提出了一种在月尺度上识别旱涝交替事件的简便易操作的研究方法。结果表明:我国旱涝交替事件具有明显的年内分布规律,4—8月份旱涝交替事件发生频次明显增加,8月份以后,旱涝交替事件发生次数减少。不同月份,旱涝交替事件高频区的分布也不同,4—6月份主要在华南地区,6—9月份主要在西南、华中、华北和东北地区。总体而言,全国旱涝交替发生的频率呈现东南高西北低的特点。而旱涝交替强度的空间格局与频率完全不同,呈现出西北高东南低的特点。21世纪以来,珠江流域、黄河、海河流域片旱转涝事件发生频率呈上升趋势;全国旱涝交替事件强度无明显变化趋势。研究成果能为我国旱涝灾害管理与防控提供科学参考,具有较强的实用价值。     

中山市水资源系统动态模拟与敏感性分析EI北大核心CSCD

为满足区域水资源可持续开发与高效利用条件下中山市未来的社会经济发展需求,构建了系统动力学模型,模拟中山市经济社会、水资源供需及水环境的变化趋势,采用了熵权TOPSIS模型进行参数敏感性分析,综合评价不同参数变化对2030年和2040年水质、水量以及经济社会的影响。结果表明:常规发展模式下,中山市水资源供需矛盾逐渐凸显,水环境恶化愈发严重;控制用水量的方案对促进区域可持续发展的作用较为明显,且万元工业(不含火电)增加值用水量的减少产生效果最为显著;不同参数调整方案对水资源系统近期及远期的影响不尽相同,为使水资源管理政策更加适合长远的发展,应重视远期作用明显的参数调整方案。     

建筑施工机器人研究进展

为了拓宽建筑机器人的研究思路和推广建筑机器人的应用,对国内外建筑施工机器人的研究进展进行了详细阐述。总结了建筑机器人的发展历程和系统组成,从主体结构施工、装修施工和其他新型施工机器人系统三方面对建筑施工机器人进行分类汇总,介绍了机器人的关键技术、性能优势和发展方向等内容。最后从研发设计、管理运维和人才培养等角度提出了建筑施工机器人的发展建议。结果表明:砌砖机器人产品存在依赖人工操作、使用非常规建材等问题,其机械臂的运动轨迹和任务规划是未来的研究热点; 基于激光标定技术的混凝土地面处理机器人智能化程度不高,需开发稳定高效的自主定位导航系统; 墙地面打磨机器人关键指标为施工精度和稳定性,可通过优化算法模型和引入高精度传感器进行提升; 室内喷涂机器人多为“6+3+1”自由度结构,对比手工喷涂具有明显的技术优势,但其自主化程度需进一步加强,而外墙喷涂机器人在稳定性、安全性和可靠性方面的性能要求更高,需提高作业覆盖率和实用性; 瓷砖铺贴机器人的发展离不开结构设计、瓷砖定位技术和铺贴轨迹规划等关键技术的研究,存在适用瓷砖尺寸单一和控制复杂等问题; 3D打印机器人通过优化结构设计提升作业灵活性,将朝着轻量化、智能化和低成本方向发展,而测量机器人主要利用三维激光扫描技术实现自动化测量,但面临着数据易丢失、人员活动范围受限和成本高等问题。     

基于试验验证的HPC配合比设计全计算改进方法

采用经验方法对高性能混凝土的配合比进行设计,难以保证混凝土性能满足不同工程需求.提出一种高性能混凝土配合比设计的全计算改进方法,在充分分析全计算设计法中影响因子对混凝土性能影响的前提下,实现针对低温等特殊环境下高性能混凝土制备的性能控制.综合分析配合比设计计算方法中包含的影响因子,挑选混凝土成分比例以及添加剂相关的6个影响因子,考虑混凝土坍落度、强度、单位立方米造价等3方面性能,进行正交试验,量化各影响因子对混凝土性能的影响规律.依据选择的敏感参数及取值,进行高性能混凝土的匀质试验,验证所提配合比设计方法的可用性.结果表明:水灰比是影响混凝土强度的重要因子,而减水剂掺量是混凝土坍落度的关键影响因子.     

“虚实结合”在土力学教学中的探索与实践

土力学是一门实践性学科。传统课堂理论教学存在知识点繁多、内容体系复杂、与实际脱节等问题,而实验教学也有课时、场地、设备等时间、空间和资源等方面的限制和约束,导致整体教学效果欠佳。中山大学土力学教学团队秉持“虚实结合”的教学理念和方法,开展土力学教学改革探索。一方面,在课堂理论教学中引入实体教学模型,强化学生对理论模型、抽象概念以及工程实际的理解和认识;另一方面,通过虚拟现实技术建设仿真实验平台,克服传统实验教学的时空局限性和资源约束。基于“虚实结合”的教学手段,可激发学生学习的主动性和积极性,培养学生的创新思维,提升土力学课程的教学质量和效果。