Bi2O2CO3/Fe3O4磁性复合物在环境污染治理领域中的应用

以Fe₃O₄纳米粒子和Bi₂O₂CO₃为原料,采用溶剂热法制备Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄磁性复合物,并通过对印染废水中染料的去除、剩余污泥厌氧消化过程中产甲烷潜力的影响两方面探讨其在环境污染治理中的应用。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）和比表面积及孔径分析对Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄复合物进行表征分析,SEM分析结果表明复合物表面较粗糙,BET结果显示复合物的比表面积为9.2294m²/g,Fe₃O₄的引入大幅度增加了Bi₂O₂CO₃的比表面积,使其具有明显的介孔结构。一方面,以甲基橙（MO）为目标污染物,研究了不同实验条件下该材料对染料的去除效果,结果表明,最大吸附量可达14.373mg/g,且该吸附反应过程符合拟二级动力学和Langmuir吸附等温模型,趋于单分子层吸附;另一方面,评估了复合物对污泥厌氧消化产甲烷潜力的影响,结果表明,复合物的引入对污泥厌氧消化产甲烷过程有一定的促进作用,累积产甲烷量相比于对照组提高了10%。分别用一级动力学模型和修正Gompertz模型模拟厌氧消化过程,模拟结果显示一级动力学模型可以更好地描述引入Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄磁性复合物的污泥厌氧消化过程。     

水泥-膨润土浆材力学性能的试验研究

在水灰比0.45和0.5的水泥浆中添加水泥用量10%的膨润土制成水泥-膨润土浆,对纯水泥浆和水泥-膨润土浆结石的抗压强度与抗剪强度进行对比,发现添加水泥用量10%的膨润土有助于浆材结石早期抗压强度的更快提升并少量提高浆液结石抗压强度,抗剪强度小幅下降,分析机理,并认为其能满足工程建设需要。添加膨润土后使得灌浆过程中消耗的水泥量大幅减少,灌浆成本降低,提高了经济效益。     

三维激光技术在高陡危岩体调查中的应用

崩塌危岩多发育在高陡的斜坡地带,具有隐蔽性与突发性,经常造成重大人员伤亡与财产损失。因采用传统测量方法难以得到危岩体规模、负地形、不利结构面组合特征,进而判识危岩失稳模式与预测危害性,故危岩体的调查一直是地质灾害防治较为突出的难题。三维激光扫描技术通过激光反射,快速获取危高位危岩体点云特征,非接触得到所需的高陡斜坡危岩体几何与地质信息,获取传统测量无法得到的成果。本文以Optech扫描仪在高位危岩体调查中的应用为研究基础,阐述了该项技术在高陡斜坡地形图生成、节理裂隙统计、规模计算等方面的应用。并以旧关岭崩塌与南川甑子岩危岩体调查为例,诠释了激光扫描应用过程中的方法与技巧,为高陡危岩体的调查提供参考。     

雅砻江锦屏一级水电站坝区右岸高位边坡危岩体稳定性研究

通过现场调查分析,将危岩概括为4种失稳模式：整体滑移剪切破坏模式、块体崩滑破坏模式、整体剪切错落破坏模式、压缩-拉裂-滑移破坏模式。根据极限平衡原理,针对不同的失稳模式提出不同的稳定性计算方法和稳定状态分类指标,并对不同规模和不同稳定状态下的危岩提出相应的防治措施。     

波纹圆管状金属耗能器在棚洞工程中的耗能机理研究

在棚洞工程的顶板与梁之间布设耗能器能大幅度提升棚洞工程抗冲击能力。为此,提出一种新型波纹圆管状金属耗能器,通过将圆管状耗能器的外壁加工为波纹状结构达到降低初始屈服载荷,稳定耗能器屈曲阶段及提升耗能器吸能效率的目的,最终增强棚洞工程抵抗滚石冲击的能力。对不同参数的波纹圆管状耗能器实物模型采用压缩试验并开展力学分析,引入动力有限元对压缩过程进行模拟并与物理模型试验进行对比验证;开展滚石冲击不同缓冲形式棚洞的动力响应研究,通过对棚洞顶板挠度、受冲击时棚洞的支座反力及不同耗能器的吸能总量的对比分析,揭示耗能器缓冲作用机理。结果表明:与圆管耗能器相比,波纹圆管状耗能器可降低初始屈服荷载至1/3左右,并更易以轴对称破坏的形式稳定屈曲破坏。数值模拟实例表明:当棚洞受到滚石冲击时,波纹圆管金属耗能器的有效屈曲可使棚洞顶板最大挠度值降低约47%;同时随冲击能量大小的变化不同程度地降低棚洞对其地基的压力,并可一定限度地减小棚洞结构之间产生的振动,而波纹圆管状金属耗能器的耗能总量远高于常用的圆管金属耗能器。因此,在棚洞工程中引入波纹圆管状金属耗能器可达到提升整体棚洞工程抵抗滚石冲击的目的。     

四川九寨沟地震区芦苇海危岩崩塌成因机理分析

2017年8月8日,九寨沟地震诱发了景区芦苇海区域约2.7×10~4 m~3危岩体发生崩塌,在2018年汛期该区域又产生约3×10~4 m~3的二次崩塌,损失巨大。目前,崩源区仍有约2×10~4 m~3的危岩体仍悬而未掉,潜在风险高,故需要深入研究芦苇海危岩崩塌的特征和致灾机理。通过现场详查、无人机及GIS等手段,对芦苇海危岩崩塌的基本特征、失稳过程及成因机理有了初步认识。研究发现,芦苇海危岩崩塌失稳历经"坡表局部崩塌-顶部危岩带变形-撞击坡表-碎屑流"四个阶段,平均运动速度达29.94 m/s,崩落块石到达坡脚的概率约为87%。同时,多次失稳主要受内因及外因综合影响,由于斜坡对地震的放大效应,岩体受加速度影响显著,产生震动拉裂或抛射;而震裂的岩土体在后续强降雨的触发下,沿优势结构面向南西侧临空面发生二次崩滑。     

四川九寨沟地震区芦苇海危岩崩塌成因机理分析

2017年8月8日,九寨沟地震诱发了景区芦苇海区域约 2. 7×104 m3危岩体发生崩塌,在2018 年汛期该区域又产生约 3×104 m3的二次崩塌,损失巨大。目前,崩源区仍有约 2×104 m3 的危岩体仍悬而未掉,潜在风险高,故需要深入研究芦苇海危岩崩塌的特征和致灾机理。通过现场详查、无人机及 GIS 等手段,对芦苇海危岩崩塌的基本特征、失稳过程及成因机理有了初步认识。研究发现,芦苇海危岩崩塌失稳历经“坡表局部崩塌－顶部危岩带变形－撞击坡表－碎屑流”四个阶段,平均运动速度达 29. 94 m /s,崩落块石到达坡脚的概率约为 87%。同时,多次失稳主要受内因及外因综合影响,由于斜坡对地震的放大效应,岩体受加速度影响显著,产生震动拉裂或抛射; 而震裂的岩土体在后续强降雨的触发下,沿优势结构面向南西侧临空面发生二次崩滑。     

四川绵竹走马岭沟特大泥石流成因及防治措施

为进一步研究泥石流成灾机理,采取有针对性的防治措施,对四川绵竹市清平乡走马岭沟“8.13”特大泥石流灾害成因进行了分析。结果表明：震区异常丰富的固体物源、短时强降雨、陡峻的地形条件以及汇水环境是该次特大泥石流形成的主要原因。在分析了此次泥石流的动力学特征及其危害性的基础上,针对走马岭沟现有物源及潜在泥石流隐患,提出了“固源+拦挡+排导+停淤”的综合治理方案,主要通过谷坊坝的固坡压脚、拦砂坝的拦挡、防冲墙的引流、停淤场的停淤作用来达到良好的治理效果。     

不同地区原状黄土土水特征曲线试验研究及其在边坡稳定性评价中的应用

我国黄土具有明显的区域分布特征,从空间平面上把握其非饱和特性分布规律具有一定的现实意义。以Ⅰ带—兴县、Ⅱ带—富县和Ⅲ带—西安原状黄土为研究对象,测定了黄土不同含水率条件对应的基质吸力,对试验数据拟合得到土水特征曲线变化规律,并利用干燥过程的土水特征曲线对一维无限边坡稳定性进行研究。结果表明:兴县、富县、西安原状黄土土水特征曲线在地理空间分布上具有一定的规律性;沿兴县—富县—西安,黄土土样进气值逐渐减小,降湿率呈减小趋势,残余含水率呈增加趋势; Van Genuchten模型对黄土原状土样拟合效果比Gardner方程更好,简化的Van Genu-chten模型对各地区黄土均能较好地拟合;随着深度的增加,边坡稳定性系数逐渐降低,同时随着饱和度的降低,边坡稳定性系数逐渐增加;同时兴县黄土边坡较为稳定,主要是兴县黄土的基质吸力项对抗滑力的贡献要明显大于富县和西安黄土。     

成昆铁路泸沽至西昌段泥石流基本特征研究

成昆铁路泸沽至西昌段位于安宁河大断裂带影响范围内,是地震的源地,也是泥石流集中暴发段。调查了影响研究段泥石流发育的6个因素;其中,地形地貌、降雨、不良地质是对泥石流的发育特征起决定性作用。通过大量调查获取了沿线泥石流暴发的最大雨强值;着重分析了不良地质的4种类型;流域面积与纵坡比、沟谷长度的关系。孕灾环境致使泥石流的类型和发育特征呈现串联形态分布、沟谷形态差异大、冲淤大、漫流能力强等特点。甄选了沿线9条典型泥石流沟进行重度和动力学参数计算,分析了形成机理以及发展趋势,对铁路的安全运行以及灾害的治理具有重要意义。