变孔隙条件下非饱和冻土渗透系数试验与分析

寒区土壤水文循环过程因冻土层的存在而复杂,冻土层中冰的存在使其水理性质变化引发许多特殊水文现象,在冻土水理性质研究过程中冻土渗透性研究是其中的关键问题之一。为了研究非饱和冻土含冰率和干密度对于非闭合孔隙度及其渗透性的影响,选取不同含冰率(2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%)、试样干密度(1.4×10~3kg/m~3、1.5×10~3kg/m~3、1.6×10~3kg/m~3)作为单因素变量,采用定水位达西试验方法分别进行冻土渗透系数测定试验,开展了非饱和冻土渗透系数测定试验研究。结果表明:非饱和冻土渗透系数及非闭合孔隙度随试样含冰率的增加而变小,随试样干密度增加而变小,变化范围为0.19-0.714及8.55-19.18 m/d。当含冰率为20%、试样干密度为1.6×10~3kg/m~3时得到最小非饱和冻土渗透系数为8.55 m/d,最小非闭合孔隙度为0.19。     

股骨皮质骨生物力学特性研究

为分析计算股骨皮质骨的材料特性,探讨了皮质骨的取样位置、加工方法及皮质骨拉伸试样的固定装夹方法.采用6例正常人新鲜股骨干中段皮质骨,沿外侧纵向截取4×6个股骨环段,进一步加工制备得到40个尺寸为5 mm×5 mm×30 mm和20个尺寸为5 mm×5 mm×10 mm的测试骨试样.分组进行了轴向拉伸、压缩和三点弯曲的生物力学试验,得出了股骨干皮质骨轴向的拉伸、压缩破坏载荷、强度极限、弹性模量,弯曲破坏载荷、表面硬度、抗弯强度、弯曲弹性模量等指标,并对股骨干皮质骨的材料力学特性进行了分析讨论.     

PECVD SiN 应力特性的研究

用自制的激光束偏转法测量衬底形变弯曲系统,测量了等离子增强化学汽相淀积(PECVD)SiN 膜的应力,反应气体为硅烷和氮气,结果表明:SiN 的应力为压应力,介于1～3×10~9N/m~2,应力的大小依赖工艺条件,如淀积温度、气体组分等,SiN 的本征应力也是压应力,数值为1.1×10~9N/m~2,最后,建立了用于解释本征应力的定性模型——等效晶粒模型,成功地说明了 SiN 膜的应力形成。     

轮胎海珍礁对海州湾海域夏季浮游植物群落结构的影响

调查研究海州湾轮胎海珍礁试验区海域夏季浮游植物群落特征.鉴定出调查海域浮游植物2门21属38种,其中硅藻门17属33种,占86.84%,甲藻门4属5种,占13.16%;调查海域浮游植物网样的丰度范围7月为7.74×10~4~1.94×10~5个/m~3,平均1.27×10~5个/m~3,8月为6.24×104~1.11×10~5个/m~3,平均9.35×10~4个/m~3;调查海域浮游植物网样香农-威纳多样性指数3.52,均匀度指数0.926;轮胎海珍礁试验区香农-威纳多样性指数最高为3.88,显著高于对照区海域.轮胎海珍礁营造的海域生态环境与浮游植物丰度密切相关.     

苹果片热泵干燥的实验研究

为了降低苹果片干燥加工能耗,本文提出新的苹果片热泵干燥系统优化方案。通过对热泵干燥系统和热风干燥系统的干燥空气温度、湿度、空气流速等相关参数的测量,以能源效率和除湿能耗比为指标,将两种干燥系统中干燥苹果片的热力学性能进行对比分析。分析结果表明,当空气流速为2.5m/s,干燥温度分别为50℃和55℃时,计算出热泵干燥系统的有效水分扩散系数为8.6×10~(-9)~1.5×10~(-8) m~2/s,单位除湿能耗比为1.23kg/kW·h,热风干燥系统的有效水分扩散系数为9.7×10~(-10)~3.0×10~(-9) m~2/s,单位除湿能耗比为0.24kg/kW·h。说明热泵干燥系统比热风的干燥系统干燥时间缩减了30%,且热泵干燥系统的干燥速率和水分扩散率高于热风干燥系统。该研究为苹果片热泵干燥加工提供了理论依据。     

奥氏体钢排气阀离子软氮化的研究

离子软氮化是一项化学热处理新工艺,它渗速快、渗层质量好、表面硬度高、脆性小。对于4Cr14Ni14W2M_0奥氏体耐热钢,在同一温度下,离子软氮化的保温时间只是纯氨离子氮化的一半。而且试样的耐磨性提高两倍,耐蚀性提高一倍。该钢离子软氮化的表层组织主要是Fe_2N,Fe_3N和Cr_2(C,N)化合物。离子软氮化的渗层生长速度服从抛物线规律。氮在化合物层和扩散层的扩散系数分别为:D_Ⅰ=1.848×10~(-9)厘米~2/秒和D_Ⅰ=1.695×10~(-9)厘米~2/秒。氮在化合物层和扩散层的扩散激活能分别是:Q_Ⅰ=1.68×10~4卡/克分子和Q_Ⅰ=3.15×10~4卡/克分子。     

超高性能轻质混凝土的循环拉伸力学性能

超高性能轻质混凝土(ultra-high performance lightweight concrete, UHPLC)是一种具有高拉压比和拉伸应变强化特性的轻质水泥基材料。为了阐述UHPLC与钢筋在钢筋屈服点之前的协同受拉机制,针对一种密度为1 789 kg/m~3、抗压强度为63.1 MPa、极限拉伸应变约为2.4×10~(-3)～2.8×10~(-3)、极限抗拉强度约为6.9～7.8 MPa的UHPLC,采用自主研发的拉伸测试装置,研究其循环拉伸力学性能,分别考虑了4种加载条件(循环应变分别是2.0×10~(-4)、5.0×10~(-4)、1.0×10~(-3)、1.5×10~(-3))。试验结果表明:不同加载条件的UHPLC的循环拉伸应力-应变曲线的包络线与单调拉伸应力-应变全曲线具有较高的重合度;循环加载曲线的残余应变、加载刚度、卸载刚度均反映了桥接微裂纹的纤维脱黏状态,残余应变越大,说明纤维的脱黏长度越长,将导致UHPLC的加载、卸载刚度降低;UHPLC在循环加载作用下的累积应变小于其极限拉伸应变时,多次循环加载主要是对已脱黏部分纤维的循环拉伸作用;UHPLC的循环加载刚度退化率与累积残余应变的关系符合幂函数关系,拟合度为0.99。UHPLC的循环拉伸加载刚度本质上由纤维参与受拉的有效长度(脱黏部分)决定,可用累积残余应变来表征。     

古特提斯与峨眉山地幔柱相互作用:来自桂西那坡地区基性岩铂族元素地球化学特征

对桂西那坡基性岩进行了铂族元素(PGE)地球化学研究,并与ELIP内带玄武岩进行对比,以揭示那坡基性岩成因及其演化过程。那坡高、低Ti基性岩PGE含量差别较大,高Ti基性岩PGE含量较高,分别为Ir(0. 063～0. 079)×10~(-9)、Ru(0. 047～0. 054)×10~(-9)、Rh(0. 153～0. 173)×10~(-9)、Pt(4. 183～4. 343)×10~(-9)、Pd(2. 7～2. 91)×10~(-9);低Ti基性岩PGE含量极低,分别为Ir(0. 005～0. 014)×10~(-9)、Ru(0. 008～0. 013)×10~(-9)、Rh(0. 003～0. 013)×10~(-9)、Pt(0. 064～0. 364)×10~(-9)、Pd(0. 055～0. 281)×10~(-9)。那坡高Ti基性岩具有与ELIP玄武岩相似的PGE含量及标准化配分特征,低Cu/Pd和高Pt/Y值;而那坡低Ti基性岩PGE含量及标准化配分特征完全不同于峨眉山玄武岩,具有低PGE含量,极高Cu/Pd和极低Pt/Y值,这些特征揭示了那坡高Ti基性岩PGE特征继承了峨眉山玄武岩地幔源区特征,而低Ti基性岩的PGE特征可能受到了峨眉山地幔柱和古特提斯俯冲作用的共同影响,是由峨眉山地幔柱与古特提斯软流圈地幔相互作用形成的。     

引汉济渭来水条件下西安市多水源联合调度

2020年引汉济渭调水工程即将引水进西安,西安市将形成多水源联合供水的局面,为此,提出了多水源联合调度的供水问题.通过对西安市区用水户和供水系统的分析,在确定了调度原则的基础上,构建了多水源联合调度仿真模型.根据西安市现有水源的供水规模,以及引汉济渭调水工程各受水区实际情况和调水量规划,为西安市假定了7种多水源联合调度方案,得出不同方案下多水源联合调度结果,水平年2020年,调水量为4×10~8 m~3时,比不调水新增供水量3.1×10~8 m~3,占总需水量的20.3%;调水量为4×10~8 m~3时,比调水量为2×108 m3时新增工业供水量1.77×10~8 m~3.结果表明,工程通水后可有效缓解西安市水资源短缺状况,同时在改善河道生态环境和保证水库灌区灌溉需水方面发挥重要作用.     

混凝-助凝-超滤工艺处理地表水膜污染

为考查混凝剂种类对混凝-助凝-超滤工艺处理较高浊度地表水时膜污染的影响,采用动态测絮体粒径的马尔文粒度仪和微型超滤系统研究聚合氯化铝(PACl)和三氯化铁(FeCl_3)与助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)联用形成的絮体对超滤膜污染的影响.结果表明,固定混凝剂投量(PACl和FeCl_3为3 mg/L),当PAM投量在0~0.4 mg/L时,絮体粒径增至1 000μm,相对于单一投加PACl(3~370μm)和FeCl_3(360~420μm)时增长明显,且随投量增加比通量增大(PACl:0.56~0.64;FeCl_3:0.71~0.76)、滤饼层阻力减小(PACl:由0.90×10~(-11)降至0.52×10~(-11)m~(-1);FeCl_3:由0.47×10-11降至0.28×10~(-11)m~(-1));然而当PAM投量增大为1.0 mg/L时,比通量明显减小至0.48,而滤饼层阻力显著增加至1.55×10~(-11)m~(-1).因此,助凝剂PAM存在最优投量(0.4 mg/L)膜污染最小.结合纳米粒度仪和扫描电镜证明滤饼是主要污染机理,但膜孔堵塞在PAM投量高时明显.     

曲轴修复中的堆焊工艺研究

为提高曲轴的耐磨性,用WSE-350交直流脉冲氩弧焊机在20CrMn Ti上用SHQ-605耐磨焊丝进行了堆焊工艺参数的研究,研究堆焊过程中焊接电流和氩气流量对堆焊层性能和组织的影响。用HV-1000显微硬度仪测试堆焊层的显微硬度为2291～3549HV;用M DW-02磨损试验机测试堆焊层磨损率为2×10-7～7. 33×10-7g/N·min,摩擦系数为0. 2～0. 8;用SEM分析堆焊层显微组织,堆焊层与20CrMnTi熔合良好,金相组织主要为板条状马氏体。结果表明,当氩气流量为8L/min,焊接电流为50A时,此时堆焊层显微硬度为2837HV,摩擦系数为0. 27,磨损率2×10-7g/N·min,堆焊层的耐磨性较好。     

混凝土自修复菌Bacillus sp.芽孢生产和萌发条件的优化

对一株混凝土自修复菌Bacillus sp. B8芽孢生产条件进行优化,研究芽孢萌发的影响因素.芽孢生产的单因素实验表明,最适接种量为1×10~7m L~(-1);最适碳源和氮源分别为淀粉和酵母粉,相应的最适质量浓度分别为0. 5 g/L和2 g/L;一定质量浓度的Mg~(2+)(0. 24 g/L)和Mn~(2+)(4. 8 mg/L)有利于芽孢生成.在单因素实验的基础上利用正交实验对各影响因子进行了优化,结果表明,接种量和酵母粉浓度是影响芽孢产量的显著因子,在接种量、淀粉、酵母粉、Mg~(2+)和Mn~(2+)浓度分别为1×10~7m L~(-1)、5、5、0. 48和4. 8×10~(-3)g/L时,芽孢产量达到1. 54×10~9m L~(-1),比优化前提高150倍.此外,芽孢萌发实验表明,芽孢萌发时间约为4 h;最适萌发剂为肌苷,最适质量浓度为2 g/L,最适pH值为10;金属离子Na~+能促进芽孢萌发,但Ca~(2+)对芽孢的萌发有严重的抑制作用.在实验中首次发现一定质量浓度的Na~+能消除Ca~(2+)的抑制作用,最适质量浓度为24 g/L.     

硝胺火药断裂性能的研究

本文用紧凑拉伸、三点弯曲和单边裂纹拉伸等三种实验方法对硝胺火药在不同温度和不同裂纹深度下的断裂性能进行了研究.在所做实验条件下,用紧凑拉伸实验测得的断裂韧性K_c值的范围是0.97～4.23MPa·m~(1/2);用三点弯曲实验测得的K_c值之范围是0.65～2.08MPa·m~(1/2);用单边裂纹拉伸实验测得的K_c值范围是1.48～6.1 7MPa·m~(1/2).并且得出,随温度和裂纹深度的增加,K_c值都逐渐减小.最后文章还对这三种实验方法进行了讨论,得出单边裂纹拉伸实验是研究炮药断裂性能的一种较好的实验方法.     

榍石固溶体的稳定性

以H_2SiO_3、CaCO_3、TiO_2、Nd_2O_3和Al_2O_3为原料,通过固相法合成的榍石固溶体,对合成榍石固溶体进行PCT粉末浸泡实验和~(60)Co源辐照试验,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、原子吸收光谱(AAS)、荧光光谱(FS)、激光拉曼光谱(LRS)分析等手段,研究榍石固溶体的化学稳定性和抗γ射线辐照的稳定性.结果表明,在pH值为5～9的水溶液中掺钕榍石固溶体具有良好的化学稳定性;辐照累计剂量为5.76×10~5 Cy的~(60)Co源辐照没有造成榍石固溶体晶格的的辐射损伤,榍石固溶体具有良好的抗γ射线辐照稳定性;在90℃、pH值为7的浸泡条件下,榍石固溶体的Ca~(2+)、Ti~4和Nd~(3+)的42 d归一化浸出率分别为6.32×10~(-3)、3.9×10~(-5)、5.38×10~(-3)g/(m~2·d).     

CaO-SiO2-FeO-P2O5渣系碱度对脱磷的影响

为提高炼钢过程脱磷能力,降低原辅料消耗,实验室配制碱度R分别为1.3,1.5,1.8的CaO-SiO_2-FeO-P_2O_5复合相炉渣,研究等温条件下复合相渣系碱度对脱磷能力的影响。结果表明:本实验条件下,脱磷时间0～120 s内,脱磷能力先降低后增强,至120 s时,脱磷能力最强;CaO-FeO-SiO_2-P_2O_5炉渣固溶体中磷的表观扩散系数随渣系碱度的提高而增大,R=1.3,1.5,1.8条件下其扩散系数分别为1.68×10~(-13),2.79×10~(-13),9.54×10~(-13)m~2/s;脱磷时间相同条件下,固溶体尺寸随扩散系数增大而增大。     

基于离散单元法的齿辊表面技术参数对制粉功率影响分析

目前国内辊式磨粉机齿辊表面技术参数对制粉功率的影响研究仍有空缺,不利于企业降耗增效。设计Box-Behnken四因素三水平试验,以单轴压缩试验实际临界载荷作为响应目标,采用离散单元法,基于Hertz-Mindlin with Bonding模型对小麦Bond模型进行参数标定。再分别对齿角、前角、齿顶宽、齿数以及齿斜度开展Box-Behnken五因素三水平响应面仿真试验,研究表面技术参数对制粉功率的影响。结果表明：根据回归方程得到最优参数为单位面积法向刚度3.61×10⁹ N/m²、单位面积切向刚度1×10⁹ N/m²、临界法向应力1×10⁷ Pa、临界切向应力1×10⁸ Pa;验证离散元仿真临界载荷和回归方程误差率为1.6%,证明了参数标定的可靠性;仿真试验功率的变化趋势与实测功率变化趋势相同,且功率相对误差在13.5%内,证明了仿真分析的可靠性。研究结果可为后续表面技术参数对制粉影响以及其优化研究提供参考依据。     

Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极的制备及其对H_2PO_4~-的测定

以尿素为原料制备石墨氮化碳(g-C_3N_4)材料,以壳聚糖(CHIT)为黏合剂修饰于电极表面,再利用循环伏安法电沉积钴,成功制备出Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极,并将其应用于水样中磷酸二氢根离子(H_2PO_4~-)的电化学检测.采用循环伏安法和计时电位法进一步研究修饰电极的电化学性能.实验结果表明:在最佳实验条件下,修饰电极对H_2PO_4~-的响应电位与其浓度的对数在1.0×10~(-7)～1.0×10~(-3)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5.7×10~(-8)mol/L(S/N=3);该电极具有较宽的线性范围、较高的灵敏度和良好的选择性.     

黄骅坳陷上古生界烃源灶排烃特征及供烃模式

受多期构造活动影响,黄骅坳陷上古生界烃源灶排烃特征及供烃模式不明,制约了该地区的油气勘探.针对存在的问题,基于录井、测井资料,运用岩心观察、地球化学分析及典型油气藏剖面解析等多种手段,结合烃源岩埋藏史和热史,明确了烃源岩排烃特征、烃源灶演化及供烃模式.认为烃源灶由早期"单灶为主"演化到后期南北部"双灶供烃",两期排烃使油气在空间上广泛分布,存在3种源-藏组合.研究结果表明:1)煤、炭质泥岩和泥岩的排烃门限深度分别是2 000 m(R_o为0.68%),2 100 m(R_o为0.70%)和2 150 m(R_o为0.72%);3种烃源岩达到排烃门限后均会经历一段快速排烃的过程,之后排烃速率持续下降;泥岩的排烃效率低于炭质泥岩和煤.2)侏罗纪末和白垩纪末黄骅南部最大排烃强度(21.00×10~8 m~3和22.77×10~8 m~3)远大于黄骅北部(2.96×10~8 m~3),古近纪末北部最大排烃强度(58.09×10~8 m~3)与南部(78.26×10~8 m~3)差距减小,现今南北部基本一致(98×10~8 m~3和89×10~8 m~3).3)天然气成因判别和油源对比证实煤系源岩供气层位分布于奥陶系、二叠系、中生界和古近系,原油聚集于奥陶系、二叠系和中生界;存在"源下"、"源内"和"源上"油气藏,对应不同的供烃模式,源内岩性油气藏为勘探潜在目标.     

永夏煤田山西组煤系非常规气成藏条件与勘探潜力分析

以煤田地质钻探、测井、录井资料为基础,结合岩石学分析、有机地球化学分析、压汞实验、岩电实验、等温吸附测试等,对研究区非常规气的成藏条件和勘探潜力进行了探讨。研究表明:泥岩平均有机碳含量大于1%,有机质成熟度1.69%～2.33%,处于成熟—过成熟阶段,主要干酪根类型为Ⅲ型,显微组分以壳质组为主,惰质组最少,正处于生气高峰期;储层类型为低孔特低渗型,有利于气体储集,且砂岩储层矿物成分以石英为主,泥岩多夹杂粉砂岩、泥质砂岩,脆性矿物含量高;煤层平均含气量14.35 m~3/t,砂泥岩平均含气量0.47 m~3/t,估算区内非常规气资源量约1 634.23×10~8～2 819.77×10~8 m~3,对比邻近区块牟页1井和美国主要页岩气产地,均表明研究区具备非常规气形成的基本条件。     

Al_(0.25)Ni_(0.75)合金凝固过程的分子动力学模拟

为了研究熔体热历史对Al_(0.25)Ni_(0.75)合金凝固特性的影响,采用分子动力学模拟的方法模拟了Al_(0.25)Ni_(0.75)合金在不同的凝固初始温度和冷却速率下的凝固过程。实验结果表明:模拟熔点平均值与实际值相差约40.23 K;扩散系数与初始温度成正相关;当初始温度从2 800 K降低到2 500 K时,Al_(0.25)Ni_(0.75)的平均扩散系数为从5.61×10~(-8) m~2·s~(-1)降为3.86×10~(-8) m~2·s~(-1);Al_(0.25)Ni_(0.75)在1.0×10~(10) K·s~(-1)的冷却速度开始形成晶体,面心立方结构占89%。