磷石膏治理重金属废水的研究进展

磷石膏是磷化工行业排放的工业固体废物,其产量大、综合利用率低,导致大量磷石膏露天堆存,生态风险高,资源浪费严重。磷石膏因其独特的理化性质可吸附重金属离子,在环境治理领域具有广阔的应用前景。但未经处理的磷石膏吸附性能较弱,采用高温煅烧、微波诱导、碱化改性和表面改性等方法可显著提高磷石膏对重金属离子的吸附能力。此外,以磷石膏为原料制备的硫酸钙晶须和羟基磷灰石是合适的重金属离子吸附剂。综述了磷石膏资源化利用面临的困难和磷石膏吸附水中重金属离子的研究现状,分析了磷石膏在重金属废水治理领域的应用前景和亟需解决的问题。     

土工织物老化性能试验研究

通过对辽河护岸、大洼防潮堤护坡进行的两种土工织物老化性能野外试验、工程跟踪试验和国内外土工织物老化性能试验资料进行分析研究，得出了土工合成材料在有岩土防护条件下至少有30年以上的使用期，若岩土保护严密，初始强度达500N／(5cm)以上，则使用年限可达50年的结论、根据土工织物的老化特点和规律，应用中可采取添加防老化剂、进行物理防护、缩短暴露时间及合理选择土工合成材料等措施。     

基于X射线CT的岩石内部裂纹宽度测量

岩石内部裂纹变形、扩展和扩张是试样在裂纹演化阶段的主要过程。研究基于X射线CT的岩石内部裂纹宽度测量问题，根据岩石变形破坏的细观机制，分析了岩石密度损伤与体应变的关系。对脆性岩石来说，岩石的体积变形与其密度损伤有一一对应关系。基于X射线密度损伤增量公式，推导出岩石体应变公式，得到岩石内部裂纹宽度的普适性计算公式。据此测得岩石中两条CT尺度裂纹在不同应力阶段的宽度，并与有关公式进行了比较，相互得到验证。说明在动态条件下岩石内部裂纹宽度测量问题在理论上可以得到解决。     

砂岩渗透参数随渗透水压力变化的CT试验

运用岩石高压三轴加载装置和渗透压加载装置,对砂岩进行固定应力变渗透水压力试验,同时借助SOMATOMPLUS螺旋CT扫描机进行实时观测。通过试验结果分析,推出了基于CT数的岩石空隙率计算公式,从CT尺度上分析了岩石空隙率、渗透速度、渗流速度、微孔隙直径、渗透率等随渗透水压力的变化规律,结果表明:岩石的渗透参数(空隙率、微管径、渗透率)随渗透水压力的增加而增大,渗透参数随渗透水压力的变化呈对数关系,这是由于渗透水压力使岩石内部空隙发生变形,从宏观应力-应变关系看,岩石并未出现宏观破坏,还处于弹性变形阶段;而渗流速度与渗透水压力呈线性关系,符合宏观尺度渗流的达西定律。     

基于数据挖掘技术的黄土分类问题研究

依据数据挖掘技术,采用分类回归树决策树和概率神经网络对黄土的分类规则进行挖掘。利用主成分分析法对数据进行了清洗和降维处理,以处理后的新变量作为挖掘对象,使挖掘出的分类模型和规则得到了简化,提高了计算精度;同时归纳出了影响黄土分类的因素,所挖掘出的分类规则可用于黄土地层的智能划分。研究结果表明,挖掘出的知识具有良好的实用性。     

单轴-三轴和渗透水压条件下砂岩应变特性的CT试验研究

常规的应力应变试验难以清晰地反映砂岩在不同应力状态下的细观应变特性，然而，砂岩细观应变特性对一些工程的影响是非常巨大的。通过螺旋CT机以及与其配套的实时三轴加载和渗透压力设各对砂岩进行各种应力状态下的应变特性试验，反映出不同应力状态下的砂岩的应变特性有很大不同。结合CT图像和CT数的分析，对砂岩应变过程中的孔隙率的变化能直观地进行计算，以及对CT数方差的分析，能较简单地判断出砂岩的应变特性以及破坏模式。研究结果表明：（1）在单轴和三轴压力作用下，砂岩CT数方差变化剧烈的地方发生脆性变化，而方差比较稳定的地方发生塑性变化；（2）当有渗透水流作用时，砂岩应变特性与干砂岩的应变特性有明显差异，峰值强度显著增大，残余强度也明显增加；（3）砂岩在单轴干燥状态下是发生脆性破坏，而在有渗透压力和围压的情况下发生的是塑性破坏，有围压而没有渗透压作用时的破坏介于两者之间。     

澜沧高膨胀凝灰岩的微观结构及膨胀机理研究

研究了澜沧老厂铅矿遇水快速膨胀垮塌型凝灰岩的微观结构,通过扫描电镜观察,对比分析了干凝灰岩、缓慢吸水凝灰岩和浸水处理凝灰岩的SEM图像,在观察凝灰岩的裂缝孔隙特征基础上,分析了凝灰岩膨胀过程中裂缝孔隙的变化、水的流动过程和分解垮塌速度较快的原因,进而讨论了凝灰岩的膨胀机理.研究表明,仅在湿润环境长时间放置后,凝灰岩中才有疏松的水合结晶物,快速浸水凝灰岩中无明显的水合结晶现象,由水合结晶导致的凝灰岩膨胀不具有普遍性,不是凝灰岩快速膨胀分解的主要原因.凝灰岩中普遍存在微片状结构的高岭土,由计算毛细管力的平行板模型可知,微小的片间距使得片间毛细管力较大,导致普遍和强烈的毛细吸水,吸水后微片发生卷曲,片间距剧增并产生大量微孔隙和微裂缝,以致凝灰岩快速膨胀和在水中快速分解垮塌.因此,广泛存在的亲水的片状结构强烈吸水并卷曲,是凝灰岩遇水膨胀垮塌的主要原因.     

基于DDA的铜矿采空区地下水质量评价预测方法

开展地下水质量评价,划分地下水水质等级,对矿山地下水资源的保护利用有重要意义。依据《地下水水质标准》(GB/T 14848—2017),选取总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁、硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮8项评价指标作为判别因子,以28组地下水数据为样本,建立距离判别预测(DDA)模型,利用得到的线性判别函数对样本进行分级,用回代估计检验其模型,并将模型用于云南东川桃树坪铜矿采空区地下水质量评价分析。结果表明：采用距离判别分析法对矿山采空区地下水质量进行分级预测的准确率较高,得到模型预测值与实际结果值完全一致。研究结果可为类似矿山地下水的质量评价分级预测提供新思路和新方法。