化学腐蚀和高温作用后白砂岩物理损伤及力学性能的试验研究

研究了化学腐蚀及高温作用对福建宁德白砂岩的物理、力学性能的影响。白砂岩试件在HNO3溶液中浸泡90 d后取出进行高温加热,加热温度分别为200、400、600及800℃。对试件进行物理参数及单、三轴压缩作用下力学性能的测定,分析化学腐蚀及高温作用对白砂岩应力-应变曲线、峰值应力、弹性模量等的影响。研究表明:化学腐蚀及高温作用对白砂岩物理、力学性能的影响并不相同。HNO3溶液浸泡及高温引起白砂岩内部结构损伤,增大了孔隙率,导致弹性模量减小。另一方面,化学损伤及高温加热对白砂岩试件的四阶段应力-应变曲线形态也有影响,峰值应力损失率随温度升高而升高。此外,与单轴压缩相比,三轴压缩过程中的围压对于岩石的受力性能有利,对于单轴压缩,酸浸泡及高温作用在损伤岩石物理性质的同时也对其力学特性有不利影响,峰值应力损失率与弹性模量损失率基本成线性关系;对于三轴压缩,只有当弹性模量损失率大于14%时,岩石的峰值应力才受损,反之,峰值应力不降反升。     

金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2的制备及其光催化性能研究

以三水硝酸铜为铜源,通过调控水热温度合成出高结晶度的金属有机骨架Cu3(BTC)2材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重(TG)手段对所制备的样品进行表征,同时以甲基橙和罗丹明B作为目标降解物研究Cu3(BTC)2材料的光催化性能。光催化降解结果显示:Cu3(BTC)2材料对罗丹明B有较好的降解效率,水热温度对Cu3(BTC)2材料的结构及光催化效率影响较大,水热温度为140℃制备的Cu3(BTC)2样品具有较高的光催化效率。这主要是由于高的结晶度可以产生更多的光生电子空穴对和提供更多的反应活性位,这将在处理环境污染物方面有着巨大的潜在的应用前景。     

纳米零价铁/活性炭复合材料去除水中六氯苯的影响因素研究

本文主要研究纳米零价铁/活性炭材料对水中六氯苯(HCB)的去除能力和影响因素。吸附等温研究结果表明该材料对六氯苯的去除符合Langmuir吸附即化学吸附机理。对水中六氯苯和脱氯产物的分析证明纳米零价铁/活性炭对六氯苯的去除包括吸附和脱氯。溶液p H,水中常见阴阳离子的存在等因素都会影响六氯苯去除。低p H对去除有利,这主要是由于低p H对纳米零价铁的氧化过程有利,导致脱氯反应加快。低浓度的HCO-3、Cl-和SO42-能促进六氯苯的去除。这些离子在低浓度时能加快零价铁的腐蚀,对六氯苯的去除有利。而高浓度时则由于铁氧化物沉积会产生抑制作用。NO-3则与六氯苯发生竞争反应,导致六氯苯的去除随硝酸盐的浓度增加而降低。常见的阳离子如Mg2+对六氯苯的去除没有影响。Cu2+和Fe2+的存在不仅改变了溶液的p H,还对纳米零价铁的氧化还原特性有影响。但总体而言,Cu2+和Fe2+的存在对六氯苯的去除是有利的。     

重金属污染河道疏浚底泥稳定化实验研究

以底泥浸出毒性为指标,采用了直观分析、方差分析和单因素分析,探索了生石灰、磷酸二氢钾和天然斜发沸石协同作用对重金属稳定化效果。结果表明:生石灰、磷酸二氢钾稳定重金属效果显著,沸石效果较差;最优配比为底泥∶生石灰∶磷酸二氢钾∶天然斜发沸石为100∶6∶6∶0,底泥中Mn、Cd、Pb、Cu、Zn浸出浓度分别降低了96.6%、95.9%、98.7%、99.5%、94.7%;固化剂达到最优配比时,重金属浸出毒性满足填埋场污染物控制标准和上海市污水综合排放标准,为填埋处理和资源化提供了依据。     

改性玉米芯对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学和热力学的实验研究

用酒石酸改性玉米芯,利用改性玉米芯吸附水中的Cu2+和Pb2+。实验结果表明:吸附过程更加能够符合准二级动力学方程,且随温度的升高,吸附越容易进行,吸附过程表观活化能较小,说明该过程具有物理吸附的属性。吸附规律能够更好地用Freundlich方程所描述,且ΔG0,ΔH0,ΔS0,说明吸附是自发、吸热、熵增的过程,温度的升高有利于吸附反应的进行。再生实验结果表明玉米芯再生性能良好。本实验对于重金属的去除具有一定的参考价值。     

基于ABAQUS的边坡降雨入渗边界的开发及其验证

为了克服ABAQUS在进行降雨入渗模拟方面的局限性,采用Python语言对ABAQUS软件的降雨入渗边界进行二次开发,将降雨边界作为不定边界,采用迭代算法对降雨入渗边界进行处理,开发出基于ABAQUS软件的降雨模块。该模块可以根据降雨强度与土壤入渗能力之间的关系,即时改变降雨边界条件,从而准确的反映降雨过程中降雨边界的动态变化过程,这克服了ABAQUS软件中只能模拟降雨全部入渗,入渗率保持不变的单一情况,完善了ABAQUS软件的降雨入渗分析功能。结果表明:开发出的降雨模块是稳定可靠的,可以用于边坡降雨入渗的分析;同时,借助于ABAQUS的强大功能,该模块可以为以后进行更复杂的降雨相关问题的研究提供一个良好的研究平台。     

防屈曲支撑对钢框架结构抗震性能影响的研究

防屈曲支撑通过在杆件外围设置约束元件抑制受压时的屈曲,具有更好的耗能效果。为深入研究防屈曲支撑对钢框架结构抗震性能的影响,运用SAP2000有限元结构软件,对某钢框架在防屈曲支撑、普通中心支撑以及无支撑3种形式下的整体模型进行模态和时程分析。结果显示:采用防屈曲支撑钢框架的周期、层间位移角较纯框架均得到降低;在罕遇地震作用下,防屈曲支撑钢框架的顶层最大位移值、顶层加速度较普通支撑钢框架均有很大幅度的减小。表明采用防屈曲支撑可以明显提高钢框架结构的刚度,同时大幅度提高钢框架结构的抗震性能,耗能减震效应明显。     

纤维素纤维和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响

为改良上海黏土强度低、易变形的特性,将纤维素纤维和石灰粉以不同的质量加筋率加入到上海黏土中并在不同养护龄期下养护,然后对试样进行无侧限抗压强度试验,来探究纤维素纤维和石灰粉对上海黏土抗压强度的影响。试验结果表明:石灰粉能够有效的提高上海黏土的抗压强度,同时也提高了土体的脆性;纤维素纤维对提高黏土抗压强度效果不明显,但提高了土体的延性;同时掺加纤维素纤维石灰粉时,土的抗压强度显著提高,土的脆性降低,延性增加;抗压强度最适宜的加筋率为0.8%纤维素纤维和10%石灰粉。     

系泊参数对漂浮式风力机平台的影响研究

海上漂浮式风力机的研究已成为风电领域的重点与热点,而系泊对漂浮式风力机平台的安全有极其重要的影响,因此本文选取基于Barge平台的NREL 5MW漂浮式风力机作为研究对象,研究系泊参数对漂浮式风力机动态响应及系泊缆张力的影响。结果表明:系泊直径和系泊长度的变化对漂浮式风力机纵摇及系泊缆顶端张力影响较大,对垂荡和纵摇影响较小;当系泊直径为0.3m时,纵荡位移偏移量达到最大,系泊缆顶端张力达到最小;随着系泊长度的增长,纵荡位移不断增大,系泊缆顶端张力不断减小。     

三种漂浮式风力机柔性部件的动力学响应对比

柔性部件作为漂浮式风力机的重要组成部分,对其整机安全性有极大影响。为研究漂浮式风力机柔性部件在风浪流联合作用下的动态响应,本文基于模态截断法与多体动力学相结合的计算方法,采用水动-气动-弹性-伺服全耦合软件FAST软件,选取3种具有代表性的漂浮式风力机作为研究对象,研究其动态响应并对比分析。结果表明:在风浪流作用下,3种漂浮式风力机叶尖挥舞位移都较大,叶尖摆振位移较小;Spar和Barge的塔尖摆振位移变化相近,TLP的塔尖摆振位移变化较大;3种漂浮式风力机的叶根载荷均值大小相近,但Barge的叶根挥舞弯矩变化较大;Spar和TLP的发电机功率较为稳定,维持在5MW左右,Barge的发电机功率略小,且波动略大。