粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法研究

目前还未建立适用于粗粒土渗透及渗透变形试验的缩尺方法,遵循缩尺前后粒径小于d30(颗粒级配中质量百分含量30%所对应的颗粒粒径)以及粒径小于5 mm的颗粒含量及组成不变的原则,基于等量替代法,提出了一种粗粒土渗透及渗透变形试验缩尺方法:如果原级配中5 mm以下的颗粒含量大于等于30%,则根据试样允许最大粒径以下的大于5 mm的各粒组含量,按比例等质量替换超粒径颗粒;如果原级配中5 mm以下的颗粒含量小于30%,则根据试样允许最大粒径以下的大于d30的各粒组含量,按比例等质量替换超粒径颗粒。利用多组粗粒土渗透及渗透变形试验,论证了缩尺方法的可靠性。研究表明:提出的缩尺方法合理可行。缩尺后,土体渗透破坏型式未发生变化,渗透系数与原级配比较接近,渗透变形临界坡降和破坏坡降与原级配基本一致,缩尺级配的渗透及渗透稳定特性能够较好地反映原级配的渗透及渗透稳定特性。

泸定水电站坝基覆盖层深部潜蚀对土骨架变形影响评价试验研究

泸定水电站因坝基覆盖层深部(1)层潜蚀诱发涌水险情,潜蚀过程中大量细颗粒持续流失能否诱发明显土骨架变形关系到电站自身、下游梯级电站及泸定县城的安全。土体颗粒级配、应力状态及细颗粒流失比例等均有可能影响土骨架变形,但其影响机制尚不清楚。为全面评价(1)层潜蚀对土骨架变形的影响,自行研制了可以模拟现场(1)层土体原始级配特征和应力状态的高应力、大直径的土体渗透稳定试验装置,建立了土骨架发生明显变形的判据,即潜蚀过程中试样累计体积应变大于等于1%时,表明土骨架已发生明显变形,提出了细颗粒运移比作为衡量细颗粒流失比例的评价指标。针对(1)层土体,开展了一系列极端不利水力条件下的渗流应力耦合潜蚀试验研究,重点探讨了颗粒级配、应力状态及细颗粒运移比对土骨架变形的影响规律。研究表明:所有试样潜蚀全过程的累计体积应变介于0.1%~0.49%,均小于1%,即(1)层土体中细颗粒大量甚至全部流失也不会诱发明显骨架变形,(1)层潜蚀诱发防渗墙开裂、折断,甚至突然溃坝的风险不大。颗粒级配显著影响细颗粒运移比、潜蚀临界和破坏坡降,5 mm以下颗粒含量越少,细颗粒运移比越大,潜蚀临界和破坏坡降越小;上覆压力对细颗粒运移比影响不大,但对潜蚀临界和破坏坡降影响显著,上覆压力越大,潜蚀临界和破坏坡降越大。研究成果为科学评价泸定水电站深部渗透稳定提供了重要依据,同时,也为其他类似工程安全评价提供了重要借鉴。

基于毛细管连通率和水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型

碳酸盐岩非匀质性强,孔隙结构呈现出连通率低、迂曲度高的典型特征。而以往的渗透率分形模型假设岩石孔隙由相互不干扰的毛细管束组成,忽略了复杂成岩过程中胶结作用导致的毛细管连通性降低和迂曲度增大的情况,难以准确评估低渗碳酸盐岩的渗透特性。针对渗透率被高估的研究现状,利用满足阿波罗填充的等径颗粒致密堆积分形毛细管束模型,提出了毛细管连通率表征进出口毛细管过流面积损失,并在流体渗透路径几何迂曲度与孔隙度关系的基础上,引入曲折度指数来反映岩石的实际水力迂曲度,最终建立基于连通率、水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型。考虑曲折度指数的水力迂曲度计算值与试验压汞法测定值更为一致;基于毛细管连通率、实际水力迂曲度的碳酸盐岩渗透率分形模型计算结果与细观测定及渗透试验数据吻合较好,表明提出的碳酸盐岩渗透率分形模型能够更好地预测碳酸盐岩真实渗透率。参数敏感性分析发现,孔隙度相同,粒径不同的碳酸盐岩,渗透率均随着孔径增加而增加;同时相同粒径岩石,渗透率随着孔隙度的增大而增大,但由于孔隙面积最小/最大值、孔隙面积分形维数均与孔隙度相关,渗透率与孔隙度的关系不是单纯的线性关系,渗透率随着孔隙度增大的增幅逐渐减小、敏感性逐渐降低。

反滤压重及埋深对深厚覆盖层允许坡降影响研究

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配包络线在不同轴向应力条件下的渗透试验,量化了反滤压重及埋深对(3)-1层临界坡降的影响。结果表明:随着轴向应力的增大,(3)-1层上包线和平均线土体的临界坡降呈线性增加趋势,而下包线土体的临界坡降受轴向应力影响很小。基于试验结果,量化了反滤压重和埋深对(3)-1层允许坡降的贡献,建立了随轴向应力变化的(3)-1层土体允许坡降公式,提出了可考虑反滤压重措施及土体埋深影响的允许坡降建议取值方法,该方法可供后续类似工程借鉴采用。

活性物质的抑菌和抗氧化机制及其在可食用膜中应用研究进展

微生物引起的腐败及脂肪、蛋白质等营养物质的氧化能导致食品品质的下降,可通过改变包装方式来延长食品的货架期。可食用膜对外界环境可以起到屏障作用,能阻隔氧气和微生物的干扰和破坏。活性物质有良好的抗氧化性能和抑菌特性,添加到可食用膜中能提高可食用膜的安全性及延长食品保质期,该文介绍可食用膜中活性物质的分类及特点,阐述活性物质发挥抑菌和抗氧化的机制,并探讨活性物质在可食用食品包装膜中的应用,以期为食品的保鲜贮藏提供科学依据和理论指导。

基于弱有限元法的渗流分析

在坝、闸和堤防等水工建筑物的设计和运行管理中,渗流计算占有非常重要的地位。目前渗流分析的方法以一般有限元方法为主。在渗流分析时往往希望通过加密网格来追求更高精度的数值结果,但是由于一般有限元法属于协调有限元方法,它不适合处理混合剖分网格,加密网格容易导致计算格式不稳定、计算结果不收敛。而弱有限元方法是一种非协调有限元方法,用弱函数的弱梯度算子替代一般有限元方法变分式中的经典梯度算子,并在变分式中增加稳定子项,保证了计算格式的绝对稳定性,并且它适用于混合网格。对于同一剖分网格,弱有限元法的总体代数方程组的自由度远远比一般有限元方法的要大很多,为了降低弱有限元法的自由度,探讨根据弱有限元方法适用于混合剖分网格的特点,采用有针对性的混合剖分网格,运用弱有限元法求解渗流自由面和进行有防渗帷幕的闸基渗流分析,数值结果表明弱有限元方法能灵活处理混合剖分网格,并且计算结果具有高精度。

活性氮自由基介导的氧化机制对肉品质的影响研究进展

宰后肌肉极易受到促氧化条件的影响发生氧化,导致肉品质下降,包括嫩度、色泽和保水性等,因此氧化机制调控是宰后肉品关注的重点。活性氮自由基(reactive nitrogen species,RNS)是一氧化氮(NO)与包括活性氧在内的化合物相互作用,衍生出的具有高度氧化活性的自由基和硝基类化合物。RNS不仅能调控线粒体促进细胞的代谢功能,还通过介导线粒体损伤引起细胞凋亡,进而对宰后肉的品质起到调控作用,相关的研究成果亟需总结、归纳。因此,本文概述RNS在细胞中的产生和代谢,阐述RNS通过线粒体调节细胞正常生理功能并通过其对线粒体的损伤作用引发细胞凋亡及介导的氧化机制,包括脂质过氧化和蛋白质氧化;探讨RNS影响宰后肉嫩度、色泽和保水性的机制,以期为提升宰后肌肉成熟技术提供理论参考。

羊肉中呈膻物质的形成机制及降膻方式的研究进展

羊肉是一种优质的肉类食品,具有很高的营养价值,但其典型的物种风味即膻味,影响羊肉的品质,限制消费者的接受程度。研究表明,引发羊肉膻味的主要物质有4-烷基支链脂肪酸、3-甲基吲哚、4-甲基苯酚、硬脂酸和氨基酸等。羊肉膻味物质的组成及形成途径较为复杂,受营养及饲养体系、品种、性别、年龄和组织部位等多种因素的影响,且膻味消减难度大。因此,本文就羊肉中呈膻物质的来源及其形成机制、影响羊肉呈膻物质形成的因素以及降膻方式进行综述,以期为科学调控羊肉及其制品的风味提供参考依据。

信号转导与转录激活因子3对细胞的稳态调节及调控肉色影响机制的研究进展

信号转导与转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)存在于细胞质、细胞核、线粒体及线粒体相关内质网膜中,是参与细胞增殖、分化、迁移和免疫调节等多种生理过程的信号转导蛋白。本文概述了STAT3的结构、类型及进入线粒体的途径;阐述了STAT3对细胞的稳态调节,包括介导内质网Ca^(2+)转运的细胞抗凋亡作用、维持线粒体功能的作用机制和对脂质合成与分解代谢的调控机制,进一步从对造血干细胞的调控作用、骨骼肌的调节、线粒体稳态调节和对脂肪合成与代谢的调控等方面探讨了STAT3调控肉色的机制,以期为改善肉色提供理论参考。

利用退出煤矿修建抽水蓄能电站的地下厂房及复杂巷道群三维渗流规律研究

针对退出煤矿修建抽水蓄能电站地下厂房及复杂巷道群的三维渗流分析与控制关系着地下空间长期渗控安全性,是目前利用退出煤矿修建抽水蓄能电站所面临的关键技术问题之一,考虑下水库(巷道群)不同围岩的加固方案,结合上水库、主厂房及煤矿采空区的空间位置,建立龙东煤矿复杂地下空间的三维渗流分析精细化有限元模型;开展了施工期及运行期各典型工况的三维渗流场分析,得到不同工况下地下巷道群的外水压力、地下厂房区外水压力、渗流量等重要设计参数;精细模拟抽水蓄能电站中的众多排水孔幕,开展各种可能不利情况下的渗流场计算,优化确定最优的排水孔幕间距。研究结果对退出煤矿建设抽水蓄能电站的渗流分析及渗控优化设计具有重要的指导意义。

碳封存砂岩储层的孔隙迂曲度分形特征研究

目前“双碳”减排的背景下,砂岩咸水层是最具潜力的二氧化碳封存介质,其孔隙结构特征决定了流体的运移及封存效率,对其进行研究具有重要的科学意义。分形维数常用于定量表征砂岩孔隙结构在三维空间中的分布规律,但以往对砂岩孔隙迂曲度分形特征进行研究时,多依赖于孔隙率、平均孔隙半径、平均迂曲度等特征值计算分形维数,并不能很好的反映岩石孔隙排列分布及孔隙连接的非均质性。文章将砂岩孔隙结构概化为具有迂曲度的毛细管,首先通过核磁共振成像(MRI)技术获取岩石片层图像,以盒维数法获得孔径分布分形维数;随后以孔径分布分形维数为目标值,结合不同迂曲度下的毛细管数量与孔径的分形标量关系,迭代计算迂曲度分形维数。与传统的分形维数计算方法相比,该研究确定的迂曲度分形维数更能体现岩石内部不同孔隙排列方式引起的迂曲度差异。

基于普通混凝土预制构件生产线改造生产粗骨料UHPC桥面板的应用

以贵州德余高速公路乌江特大桥C150粗骨料UHPC预制桥面板工程为依托,基于现有普通混凝土预制构件生产线的UHPC试拌及分析,提出对预制构件生产线的改造措施,通过改造普通混凝土搅拌站上料系统、混凝土布料及振捣系统、预制构件养护系统,提出相适应的UHPC制备工艺,使生产线完成粗骨料UHPC桥面板的自动化生产,降低了UHPC及预制构件生产成本,具有一定的经济性。

苏尼特羊不同部位肌肉挥发性风味成分和脂肪酸分析

以12月龄苏尼特羊不同部位的肌肉为实验材料,取股二头肌、背最长肌、臂三头肌3个部位肌肉进行挥发性成分和脂肪酸的测定。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析苏尼特羊肌肉中的挥发性成分。结果表明:3个部位羊肉的挥发性风味成分共鉴定出44种,包括醛类17种、醇类11种、酮类3种、酸类3种、烃类6种、其他化合物4种,通过比较3个不同部位羊肉的挥发性风味成分,筛选影响风味的物质为醛类和醇类,主要风味化合物为己醛、壬醛、1-辛烯-3-醇和2,3-辛二酮,背最长肌中的醛类和醇类含量高于臂三头肌和股二头肌;苏尼特羊3个部位的饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸含量差异不大,但背最长肌单不饱和脂肪酸的含量要高于股二头肌与臂三头肌,肌肉中的不饱和脂肪酸含量丰富,能对羊肉风味的产生有重要作用。

苏尼特羊和小尾寒羊的屠宰性能、肉品质、脂肪酸和挥发性风味物质比较

选择5月龄苏尼特羊、小尾寒羊各10只,测定其屠宰性能,再分别取背最长肌测肉品质、脂肪酸含量以及挥发性成分并进行比较。结果表明:苏尼特羊的净肉率和肉骨比显著大于小尾寒羊(P<0.05)。苏尼特羊的色泽(a*、b*)、嫩度优于小尾寒羊(P<0.05),熟肉率和p H值没有显著差异;从脂肪酸含量分析发现,苏尼特羊肉中饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸含量均高于小尾寒羊,其中C_(16:0)和C_(18:0)含量显著高于小尾寒羊(P<0.05),但含量比较丰富的不饱和脂肪酸(C_(18:1)、C_(18:2n6c)和C_(20:4n6))在2种羊之间没有显著差异(P>0.05)。羊肉的挥发性成分主要由羰基化合物和醇类化合物组成,不同品种对挥发性成分的相对含量和构成影响很大,苏尼特羊的醛类和酮类化合物含量高于小尾寒羊,但醇类化合物含量低于小尾寒羊,筛选主要风味化合物为己醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇和2,3-辛二酮。

肉制品中香味物质形成原因研究进展

在肉制品中,香味前体物质(糖类,氨基酸,脂类,硫胺素及肽类)通过脂质氧化、美拉德反应、斯特勒克降解反应和硫胺素降解等主要途径形成肉的香味,阈值与挥发性物质浓度是影响香味的内因,影响香味的外部因素是p H值、温度、水分活度、加工方式等,文中介绍了影响香气产生的内因和外因,及肉制品香气的形成机制。

对管涌机理的新认识

基于原状土的实际受力特点,提出新的管涌机理:管涌是涉及孔隙水渗流、可动细颗粒侵蚀运移、多孔介质变形等众多复杂力学行为的多相多场耦合现象。在详细归纳评述最新研究进展的基础上,提出了今后研究的总体思路:首先利用三向受压状态下土体的渗流–侵蚀–应力耦合管涌试验,建立耦合管涌本构方程,揭示三向受压状态下土体管涌发展的渗流–侵蚀–应力耦合机理;然后基于溶质运移的思想,建立预报原状地基土体管涌发展过程的渗流–侵蚀–应力耦合数学模型。同时指出渗流–侵蚀–应力耦合试验的可重复性及三相三场全耦合纯对流管涌模型的高效求解策略是需要重点解决的关键科学问题。提出的新的管涌机理为客观认识管涌问题的本质提供了一种新的角度,今后的研究成果将对堤坝管涌险情的科学预报和有效治理具有重要的指导作用。

两种饲养方式下苏尼特羊肉中鲜味物质含量及相关调控基因表达量

为研究不同饲养方式下羊肉的风味特性,以舍饲、放牧两种方式饲养的12 月龄苏尼特羊股二头肌、背最长肌、臂三头肌3 个部位为实验材料,分别测定味觉指标、鲜味物质含量以及相关调控基因表达量并进行比较分析。结果表明:放牧饲养羊肉鲜味和咸味高于舍饲饲养,苦味和涩味低于舍饲饲养;放牧饲养羊肉中的肌苷酸(inosinic acid,IMP)和肌苷(inosine,INO)含量显著高于舍饲饲养(P<0.05);放牧饲养羊背最长肌的腺苷一磷酸脱氨酶(adenosine monophosphate deaminase 1,AMPD1)基因表达量显著高于舍饲饲养(P<0.05),股二头肌的腺苷酸琥珀酸裂解酶(adenylosuccinate lyase,ADSL)和次黄嘌呤核苷酸环水解酶(aminoimidazole carboxamide ribonucleotide transformylase,ATIC)基因表达量显著高于舍饲饲养(P<0.05);放牧饲养羊肉AMPD1表达量与ADSL表达量之间呈极显著正相关(P<0.01);通过分析鲜味物质含量与调控基因表达量的相关性,发现放牧饲养羊肉IMP含量与AMPD1基因表达量之间呈极显著正相关(P<0.01),与ATIC基因表达量之间呈显著正相关(P<0.05);舍饲饲养羊肉IMP含量与ATIC基因表达量之间呈显著正相关(P<0.05)。综上,当鲜味物质调控基因的表达量高时,肉中的鲜味物质含量也随之提高。

考虑应力状态的悬挂式防渗墙-砂砾石地基管涌临界坡降试验研究

悬挂式防渗墙-强透水地基所处的应力状态,对其管涌等渗透变形发展过程影响明显。利用自行研制的新型土与结构物接触剪切渗透仪,开展不同应力状态下悬挂式防渗墙——缺乏中间级配的管涌型砂砾石地基的渗流-应力耦合管涌试验研究。结果表明,应力状态对悬挂式防渗墙-砂砾石地基的管涌临界渗透坡降影响巨大,围压越大,管涌临界渗透坡降越大,基于试验结果,建立了由围压表示的管涌临界渗透坡降线性经验公式。研究成果体现了渗流-应力耦合效应对防渗墙-砂砾石地基渗透稳定性的影响,可为确定深厚覆盖层中悬挂式防渗墙的合理贯入深度提供重要的理论依据。

两种饲养条件对苏尼特羊肉营养品质的影响

以舍饲、放牧两种饲养方式下的12月龄苏尼特羊不同部位的肌肉为实验材料,取股二头肌、背最长肌、臂三头肌3个部位,测定其屠宰后45 min和24 h的p H值,分别测定其灰分、蛋白质、脂肪、硫胺素、还原糖及矿物质含量并进行比较分析。结果表明:屠宰后45 min,舍饲的苏尼特羊肉的p H值显著高于放牧(P<0.05),24 h后,与放牧的相比没有显著差异,舍饲苏尼特羊肉中的脂肪含量高于放牧,而放牧苏尼特羊肉中的蛋白质、灰分、硫胺素、还原糖含量高于舍饲,并且不同的矿物质之间在苏尼特羊体内吸收有一定的相关性。放牧比舍饲更有利于苏尼特羊体内蛋白质、矿物质、还原糖等营养成分的积累,从而使其羊肉的营养成分更丰富,品质更佳,具有更高的营养价值。

不同包装条件对羊肉发酵香肠品质特性的影响

比较短期贮藏过程中气调包装、真空包装以及普通包装对羊肉发酵香肠品质特性的影响。结果表明,在贮藏过程中,各实验组羊肉发酵香肠中乳酸菌数显著下降(P<0.05);气调包装组羊肉发酵香肠中的葡萄球菌数保持稳定,真空包装组中菌落总数显著低于其他2组(P<0.05);各实验组挥发性氨基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)值、硫代巴比妥酸值在香肠贮藏过程中均呈上升趋势,且普通包装组TVB-N值显著高于其他实验组(P<0.05);普通包装组的水分活度下降显著(P<0.05),真空包装组和气调包装组的变化不显著(P>0.05);包装方式对p H值影响较小,各组p H值虽呈上升趋势但无显著差异;在色泽方面,气调包装组的a*值和b*值均优于其他2组,且其在咀嚼性和弹性方面均优于其他2组。综合以上各项特性,气调包装能够较好地保持羊肉发酵香肠的特性,更适合用于羊肉发酵香肠的包装及贮藏。