分级加载电压下考虑有效电势变化的软黏土电渗固结理论

分级加载电压技术能够有效延长电渗处理的时间,改善地基的处理效果并能有效降低能耗。在利用分级加载电压技术开展电渗试验时,随着土体的排水固结,土体各点的电势会发生明显的变化,这与现有的电渗固结理论假设土体各点电势保持不变有所差异。利用自主设计的电渗试验仪器开展了分级加载电压下的电渗室内试验,分析了电渗过程中土体有效电势变化的规律。基于该规律并结合Esrig固结理论建立了在阳极处不排水、阴极处排水条件下考虑土体有效电势变化的电渗固结理论,得到了分级加载电压条件下考虑土体有效电势变化的超静孔隙水压力和平均固结度的解析表达式。研究表明,在电压分级加载过程中,土体有效电势变化规律表现为随时间先基本保持不变,后呈抛物线状先增后减。通过试验案例验证了考虑土体有效电势变化所求得解析解的合理性,且该数值计算结果相较于Esrig数值计算结果,前者更加接近实测值,该固结方程的建立为后续分级加载电压技术的推广应用提供了理论依据,也为实际工程提供了参考。     

基于图像观测的硬化水泥浆体孔径分析

硬化水泥浆体包含了混凝土最为重要的孔隙结构,对混凝土的耐久性和渗透性有着至关重要的作用.为了真实展现硬化水泥浆体的孔隙结构,分析其孔隙特征,研究采用聚焦离子束/扫描电镜方法(FIB/SEM)和三维重构软件,扫描并重构了硬化水泥浆体的真实孔隙结构;采用等面积法、连续孔径法和模拟压汞法对其孔隙结构进行研究,并与压汞试验结果进行对比.结果表明:FIB/SEM试件的观测尺寸能代表硬化水泥浆体的孔隙结构特征;等面积法获取硬化水泥浆体孔隙直径较大,主要集中在110～120 nm之间,而连续孔径法能够较好地模拟孔隙结构的复杂性,同时从内部"侵入",孔隙直径主要集中在40～100 nm;模拟压汞法基于孔隙结构图像模拟物理压汞过程,其孔隙最可几直径为50～60 nm且其结果与压汞试验相近.     

我国堆场磷石膏工程特性分析

磷石膏堆场的渗流及稳定性分析结果的可靠度取决于磷石膏物理力学参数的准确性,因此开展磷石膏工程特性研究十分必要。根据我国不同磷石膏堆场的试验数据,分别对磷石膏的物理性质、击实特性、渗透特性、固结特性和强度特性进行了分析。结果表明:磷石膏强度、压缩、渗透特性均与其压实程度密切相关,相同压实程度不同堆场磷石膏的物理力学性质相近;磷石膏渗透特性与其晶体形态有关;磷石膏在荷载作用下具有长期蠕变变形特性,磷石膏堆场封场后仍会发生较大沉降;深部磷石膏破坏时的应变大于浅层磷石膏;磷石膏剪切破坏时产生负孔隙水压力,实际工程中可通过测试孔压的变化了解堆场坝体的安全程度。     

基于随机场和数学形态学的水泥基材料三维孔隙结构建模研究

孔隙介质在微米及纳米尺度的孔隙结构决定着材料在宏观尺度的物理和力学特征.构建三维孔隙结构数值模型,对于进一步研究水泥基材料的力学及渗流特性有着重要的意义.考虑到传统的基于简单单元的建模方法无法呈现出孔隙分布的随机性和孔隙形状的复杂性,本文采用偏移集理论将连续的高斯随机场阈值化为二相场,并通过多个具有不同相关长度的二相场联合完成模型构建.采用数学形态学图像分析方法分析模型的孔径分布,验证模型构建出满足试验孔径分布曲线的孔隙结构.研究表明,该方法能够使模型孔隙网络的空间形态随机化,且对孔隙率和孔径分布也有着较好的控制.     

拉伸工艺对聚四氟乙烯结构和性能的影响

通过设置不同的拉伸参数如拉伸温度、拉伸速率与拉伸长度,采用单向拉伸的方法处理聚四氟乙烯（PTFE）,以研究拉伸工艺对PTFE结构和性能的影响。结果表明,拉伸处理使材料出现微纤和孔隙,提升拉伸温度与拉伸速率,增加拉伸长度均可有效降低材料密度,增大孔隙率;随着拉伸长度的增加,材料的力学性能变化明显,拉伸强度由28.72 MPa增至46.13 MPa,断裂伸长率由145 %减至85 %;材料的压缩率由6.17 %增至16.21 %,弹性回复率由3.90 %增至6.42 %,相比拉伸处理前更适合作为密封材料使用。     

渗铝钢渗铝层中孔隙及裂纹对其耐高温SO2腐蚀性能的影响

研究了热浸渗铝工艺参数及铝液中添加合金元素对渗铝钢渗铝层孔隙及裂纹的影响,并对不同孔隙的渗铝层进行了SO2气氛腐蚀试验。结果表明:裂纹随扩散工艺条件的改变,变化不明显;在渗铝液中添加w(Cr)1.5%或w(Ce)0.5%,在850~950℃的扩散温度,渗铝层的孔隙达到标准1~3级合格要求;在φ(N2)80%,φ(O2)10%,φ(SO2)10%气氛中,600℃恒温条件下腐蚀168 h,渗铝层孔隙稍有增加,950℃扩散的渗铝层耐SO2腐蚀性能好,加Ce渗铝层耐腐蚀性能最优。     

多孔介质冰蓄冷板的融化过程

模拟研究了泡沫铝、泡沫铜、网状聚氨酯泡沫的孔隙参数对多孔介质冰蓄冷板的融化过程的影响,得到了第三类边界条件下多孔介质冰蓄冷板融化过程的时间、温度分布、相界面移动等的规律。结果表明,多孔介质热导率越高,温度分布越均匀,相界面越模糊,冰蓄冷板融化时间越短;融化时间随多孔介质孔隙率的减小和孔密度的减少而缩短,孔隙率的影响程度大于孔密度;与纯冰相比,本研究中泡沫铜最多可将冰蓄冷板融化时间缩短15.2%。多孔介质热导率越低,冰蓄冷板的融化时间越长;融化时间随着孔密度的增加而缩短,随孔隙率的减小而略增;与纯冰相比,本研究中网状聚氨酯泡沫最多可将冰蓄冷板释冷时间延长11.8%。最后对填充泡沫铜和网状聚氨酯泡沫冰蓄冷板的融化时间进行了试验验证,试验结果与模拟结果较为一致。     

污泥-锯末混合ZnCl2活化制备活性炭

以城市污水厂二沉池污泥为主要原料、固体ZnCl2为活化剂,添加一定量锯末,在高温管式炉中采用化学活化法制备污泥活性炭,通过单因素实验考察了锯末添加率、盐料比、活化温度、活化时间对污泥活性炭吸附性能的影响. 结果表明,锯末添加量为20%、盐料质量比为2.0、活化温度为550℃、活化时间为15 min时,所得活性炭碘吸附性能最优,达679.25 mg/g;污泥活性炭具有发达的孔结构,其比表面积达609.68 m2/g,总孔容为0.51 cm3/g,平均孔径为3.51 nm.     

干污泥表面形貌及孔隙分布规律

污泥干燥焚烧以回收其热能的资源化利用正受到越来越多的关注。污泥干燥过程中,孔隙的大小及其分布直接影响污泥中液体及气体的传递过程．进而影响干燥速率。为研究干污泥表面形貌及孔隙分布规律,采用扫描电子显微镜观测了干污泥表面形貌。利用动态氮吸附法测量了干污泥的孔隙大小。利用数理统计方法研究了孔隙分布规律,研究结果表明干污泥的孔隙分布服从对数正态分布。建立了孔隙分布模型,求解了5种干污泥的孔隙分布特征参数,模型计算值与实际测量值吻合较好,均方根误差小于18．2％,所建立的干污泥孔隙分布模型具有一定的通用性及准确性。