物理化学效应对膨胀土收缩特性的影响机制

膨胀土由于其骨架带有较多的固定负电荷,层间存在与负电荷平衡的可交换阳离子,使得土体呈现较强的胀缩性。研究结果表明,膨胀土的胀缩性会受到孔隙溶液化学成分的影响。选用广西地区的强膨胀土作为研究对象,开展了不同浓度的NaCl溶液对膨胀土土-水特征曲线和收缩曲线影响的试验研究,引入了粒间应力的概念对收缩曲线进行描述,该粒间应力考虑了渗透、毛细和吸附的影响。结果表明:孔隙盐溶液是通过渗透吸力对土-水特征曲线产生影响,对基质吸力的影响较小。土样在脱湿过程中的收缩变形是由粒间应力来控制的,类似于加压固结现象。大部分的收缩都发生在毛细阶段,为弹塑性变形;吸附阶段的收缩较少,为弹性变形。通过识别压缩曲线上的弹塑性分界点可以得出毛细和吸附作用的分界点,该分界点与独立测量的不同密实度下的持水曲线结果一致。结果表明,粒间应力能够更好地描述膨胀土的化学-力学行为,特别是在低含水率条件下。

阳离子交换量对膨润土层间水化影响的试验研究

膨润土因其具有强烈的膨胀性、极低的渗透性通常被用作防渗以及缓冲材料。阳离子交换量是影响膨润土的微观结构一个重要参数,进而会改变膨润土的膨胀性能以及水力和扩散特性。通过将改性后的锂基膨润土加热到不同温度,制备了一系列阳离子交换量逐渐降低的减电荷膨润土。采用核磁共振技术和X射线衍射技术获得了减电荷膨润土在不同含水率下的孔隙水分分布特征以及层间距变化,分析了阳离子交换量对膨润土层间水化的影响机制。研究表明,随着阳离子交换量的减小,可膨胀层的数量减少,导致膨润土的液限降低。根据核磁共振获得的横向驰豫时间T_(2)分布曲线提出了一个确定可膨胀层比例的初步方法,该方法获得的结果与可交换阳离子降低的比例是非常接近的。

压实石英颗粒中孔隙水微观动力学性质研究

土水作用使土体中孔隙水具有与自由水完全不同的物理状态,从而影响了土体的物理特性。作为地球表面含量最多的矿物之一,石英广泛存在于各种岩土体中,石英颗粒与水的相互作用极大的影响各种岩土体的工程特性。为了研究石英颗粒与水的相互作用,利用核磁共振技术探测了非饱和压实石英颗粒中不同温度条件下的纵向弛豫时间T_(1)分布曲线和常温下T_(1)-横向弛豫时间T_(2)相关谱图。通过分析孔隙水T_(1)/T_(2)分布曲线,发现峰点处T_(1)/T_(2)约为6.31。基于BPP(Bloembergen-Purcell-Pound)模型,计算得到非饱和石英土样中孔隙水分子的转动特征时间远大于自由水的转动特征时间,说明压实石英颗粒中的孔隙水活动度受到较大的抑制。利用Korb模型,计算得到了吸附水在石英颗粒表面的特征停留时间和亲和性。结果表明:水分子在离开石英颗粒表面时在颗粒表面移动了4.2×10^(9)步,说明石英颗粒对水分子具有较大的亲水性或束缚性。基于Arrhenius定理分析T_(1)分布曲线随温度的变化得到石英颗粒中表面吸附水的吸附活化能为26.8 kJ/mol,远大于黏土颗粒表面吸附水的吸附活化能。这表明石英颗粒表面对水分子的束缚作用大于黏土颗粒表面。经分析认为这主要是因为石英颗粒表面的硅醇基与表面吸附水形成大量的氢键使得石英颗粒对表面吸附水具有较大的束缚作用。

土体的冻结特征曲线和持水特性

土水特征曲线(SWCC)是一个很重要的本构关系,表征土体的持水特性。定义为孔隙水势能与含水率之间的关系,在非饱和土中可以用来描述流动现象以及力学行为等。另外,冻土的冻结特征曲线(SFC)表示液态水的势能与未冻水含量之间的关系,也可以作为持水特性的表征。采用压力板仪和蒸汽平衡法获得整个含水率范围内黏土和粉土的土水特征曲线;同时采用低温恒温冷浴结合核磁共振系统(NMR)获得粉土和黏土的冻结特征曲线。根据冻土的冻融循环与土体的干湿循环特性的相似性,通过测量到的温度利用Clapeyron方程来计算对应含水率下的孔隙水势能。采用该冻结方法得到的孔隙水势能和含水率之间的关系与测试到的SWCC对比可知,由于气体或冰的存在使得孔隙水的势能不同,这可能是由于冰和气体使得土颗粒对孔隙水的相互作用不同。根据表面化学的概念,提出分子间作用力与吸附水膜厚度之间的关系,用来描述处于吸附状态的持水特性。

次降雨事件下雨养区典型小流域土壤水分运移规律

以黄土丘陵沟壑区典型小流域为研究对象,采用稳定同位素分析法,结合野外调查和室内试验,对绥德县王茂沟小流域次降雨事件后不同土地利用下包气带土壤水稳定氢同位素(δ2 H)变化规律进行剖析,为黄土丘陵沟壑区包气带土壤水分运移机理、模型参数确定以及生态保护与建设提供科学依据。结果表明:(1)草地、林地和农地土壤含水率的变化范围分别为6.74%~21.42%,6.74%~19.08%和7.86%~20.74%,土壤蓄水量的变化范围分别为265.6~384.0,275.1~368.7,289.5~334.6mm,土壤水δ2 H的变化范围分别为-113.41‰^-71.84‰,-115.10‰^-50.98‰和-112.28‰^-63.78‰。(2)草地、林地和农地土壤含水率变化趋势均存在时间节点。(3)不同土地利用下的包气带土壤水氢稳定同位素变化存在显著性差异,农地和草地较林地更有利于赋存土壤水分。(4)不同土地利用下土壤蓄水量峰值与蓄水能力呈负相关关系,峰值越大,相应的蓄水能力越低。(5)林地、草地和农地均存在"优先流"现象,草地和林地能显著延伸"优先流"发生路径,农地可能与地下水水质与补给密切相关。

非饱和土毛细滞回与变形耦合弹塑性本构模型

在修正剑桥模型的基础上,提出了一个非饱和土毛细滞回与骨架变形耦合的弹塑性本构模型。该模型考虑了基质吸力与饱和度对屈服应力的影响,可以同时描述非饱和土的弹塑性变形特性与毛细循环滞回效应。根据塑性体变的产生使非饱和土进气值增大的特点,建立了变形对土-水特征曲线影响的数学描述。该模型有效地考虑了饱和度对前期屈服应力的作用,准确地反映了土体在不同土-水状态条件下(脱湿和吸湿过程)强度特性的变化,而且还可以有效地描述水力循环历史对土体变形的影响。通过与试验数据对比,证明了该模型能够模拟非饱和土的主要力学特性。

NaCl溶液对土体持水特性影响的试验研究

分别采用不同浓度的NaCl溶液对低塑性黏土进行饱和,然后进行压力板和蒸汽平衡法试验,获得整个吸力范围内的土-水特征曲线(SWCC)。分析不同浓度的孔隙溶液对SWCC的影响规律,结果表明:盐分对基质吸力的影响较小,对总吸力影响较大,这主要是因为盐溶液引起的渗透吸力所致。在蒸汽平衡法试验中,随着含水率的降低,孔隙浓度增大,渗透吸力增大。然而,基质吸力随着含水率的减小迅速增大,使得渗透吸力所占的比例逐渐减小。在非饱和土中,总吸力包括基质吸力和渗透吸力;基质吸力包括毛细部分和吸附部分,当土体中含水率较低时,主要是吸附效应在起作用;渗透吸力与溶液浓度有关。根据试验结果深入分析了吸附水膜和土颗粒之间的相互作用,得出由于溶质的存在对分子间吸附力的影响规律。根据表面化学原理,建立了分子间作用力和吸附水膜厚度之间的关系,以描述处于吸附状态的土-水特征曲线。

生物有机肥对防治山药根茎腐病和促进山药生长的研究

为了探讨生物有机肥(BOF)对山药根茎腐病的防治效果和促生效果,在山药根茎腐病重发地块进行了田间小区试验。结果表明:施用生物有机肥的处理T1(CK+450 kg/hm2BOF)、T2(CK+750 kg/hm2BOF)和T3(CK+1050kg/hm2BOF)与CK相比,山药根茎腐病病斑的长度分别减小了65.1%、77.2%、78.0%,病斑所占的比例分别下降了67.6%、80.0%、81.7%,对山药根茎腐病有很好的防治效果;山药块茎的鲜重分别增加了15.2%、32.0%、37.1%,块茎长度分别增加了6.0%、11.3%、19.5%,块茎茎粗分别增加了10.9%、23.6%、50.9%,山药产量提高了15.3%、32.2%、37.3%;T1、T2和T3与CK相比,细菌的数量分别增加1.04、1.31、1.41倍、放线菌的数量分别增加1.09、1.18、1.71倍,真菌的数量分别减少了21.9%、46.9%、50.0%,从而改善土壤微生态环境。施用生物有机肥不仅可以明显减少山药根茎腐病的发生,同时对山药有较强的促生效果,具有广阔的应用前景。

NaCl溶液对土体冻结特征影响的试验研究

冻结特征曲线(SFCC)是指冻土中温度和未冻水含量之间的关系,采用核磁共振系统和低温恒温冷浴获得了采用不同浓度Na Cl溶液饱和的黏土的冻结特征曲线。根据试验结果分析不同浓度的孔隙溶液对冻结特征的影响规律,结果表明:随着溶液浓度的增大,冻结特征曲线向上移动,也就是说在相同未冻水含量下,浓度越大,冻结温度越低。这主要是因为盐溶液引起了渗透势能,使得孔隙水中总势能降低,从而降低了孔隙水的冰点。在冻土中,孔隙水的冻结温度与能量状态有关,其中孔隙水的势能包括基质势能和渗透势能,而基质势能部分又分为毛细部分和吸附部分,渗透势能与孔隙溶液的浓度有关。当土体中未冻水含量较低时,主要是吸附效应在起作用。此时未冻水是以吸附膜的形式吸附在土颗粒的周围,将非饱和土的概念引入到冻土中,采用分子间作用力和吸附水膜厚度之间的关系,以描述处于吸附状态的冻结特征曲线。结合渗透势能来模拟不同浓度下的冻结特征曲线,与试验数据拟合结果较好。

油菜菌核病鉴定方法的比较研究

采用人工接种鉴定和田间自然鉴定的方法,鉴定了30个油菜品种对菌核病的抗性,比较了不同鉴定方法之间的差异。结果表明:苗期叶片菌丝块接种法、离体叶片菌丝块接种法、草酸浸根法和苗期叶柄接种法等4种苗期鉴定方法均能显著区分材料的抗感性,但不同方法间相关性不显著;花期菌丝块叶腋接种法和牙签茎秆接种法也能显著区分材料的抗感性,且2种方法间呈极显著正相关;苗期叶片菌丝块接种法和叶柄接种法与花期的2种鉴定方法之间相关显著;根据抗性鉴定方法比较结果,结合油菜菌核病发生规律,认为花期的2种鉴定方法能有效反映抗感品种的差异,且牙签茎秆接种法更为可靠。

核盘菌诱导下甘蓝型油菜防御相关基因表达差异分析

菌核病是油菜主要病害,至今尚未在油菜及相关植物中找到抗性基因。本研究利用qRT-PCR法比较了抗病品种宁RS-1和感病品种APL01在接种核盘菌后0～48 h内11个防御相关基因的表达差异,以揭示抗病品种宁RS-1的抗病机制。结果表明,4个基因(PGIP、Cu/ZnSOD、OXO和GLP)在核盘菌诱导前后抗、感品种内表达量均较高,且抗病品种的表达量显著高于感病品种,尤其是PGIP基因,抗病品种宁RS-1在24 h的表达量为诱导前的170.4倍,而感病品种仅为诱导前的3.5倍,该时期抗病品种PGIP的表达量为感病品种的1299.4倍;2个基因(LOX2和PDF1.2)在诱导前后抗、感品种内的表达量均较低,但抗、感品种间表达量差异显著;5个基因(FeSOD、PAL、EDS1、PR1和EIN3)诱导前后抗、感品种内的表达量均较低,且抗、感品种间的表达量差异不显著。推测抗病品种宁RS-1对菌核病的抗性可能是由于PGIP的上调表达,抑制了核盘菌PG蛋白对侵染部位油菜组织细胞壁的降解,从而抑制了油菜菌核病的发生与蔓延。

山药专用生物有机肥的生物效应研究

通过平板对峙试验,筛选到2株对茄腐皮镰刀菌(Fusarium solani)有拮抗作用的菌株哈兹木霉(Trichoderma harzianum)SQR-T037和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)QL-18。将这2株拮抗菌共同与腐熟有机肥二次发酵后,得到山药专用生物有机肥(BOF),并用于大田试验。结果表明:BOF可以显著降低山药根茎腐病的发病率,其中处理T3(施用BOF基肥600 kg.hm-2和BOF追肥900 kg.hm-2)防控效果最佳,防控率达68.4%。施用BOF对山药生长有明显的促进作用。山药收获期时,处理T3效果最好,块茎鲜质量每株为3.54 kg,块茎长为159.0 cm,块茎直径为5.30 cm,与对照相比分别增加37.8%、20.7%、38.4%;山药产量为114.7 t.hm-2,比对照高28.8%(P<0.05)。结论:施用BOF可提高山药种植土壤中细菌和放线菌数量,减少真菌和病原菌的数量,起到改善土壤微生物群落结构的作用,从而能有效防控山药根茎腐病和增加山药产量。

非饱和土耦合本构模型的三维化

非饱和土本构关系模型通常是建立在修正剑桥模型的基础上,并采用了广义的von Mises准则,以描述非饱和土在一般应力状态下的本构行为。该准则假设在π平面上屈服面是个圆形,高估了土体除三轴压缩以外的强度,在平面应变中也会错误估计中主应力比。空间滑动面破坏准则(SMP)考虑了第三应力不变量的影响,屈服面在π平面上为曲边三角形,可以较好地描述一般应力状态下土体的剪切屈服和破坏特性。采用变换应力方法,将SMP准则应用到最近建立的非饱和土耦合本构模型中使其合理的三维化,能够有效地将模型从轴对称应力状态扩展至一般应力状态。根据与试验结果对比表明,改进后的模型在不增加任何参数的情况下,能够较好地模拟非饱和土在三轴伸长等一般应力状态下的行为特性。

黄芪多糖的免疫调节作用对治疗口腔扁平苔藓的探讨

口腔扁平苔藓是一种与免疫相关的慢性炎性疾病,其采取的药物治疗主要为皮质类固醇激素,免疫抑制剂等,但因其副作用大、复发率高,迫切需要寻找一种副作用小,复发率小的的药物。而黄芪多糖是从传统补气中草药黄芪中提取的一种主要活性成分,许多研究证实黄芪多糖是体内各种免疫相关疾病的免疫激发剂,具有免疫调节、抗炎、抗凋亡等药理作用。近年来在炎性疾病的作用日益受到重视,因此可作为扁平苔藓治疗的重要药物来探讨。

考虑残余含气量的非饱和土的水力耦合本构模型

大量的非饱和土干湿循环试验表明,当土体处于吸湿过程直至吸力降低为0 k Pa时,土体并不能达到完全饱和状态,还存在一定的残余气体。在高饱和度时,由于残余气体以封闭气泡的形式分布在土体中,土体呈现较大的压缩性,使其与饱和土的性质不同。在这种状态下,现有的非饱和土本构模型预测到的土饱和度为100%,与试验结果存在一定的偏差。为了使本构模型在高饱和度状态时具有较高的精度,对非饱和土的毛细滞回和塑性变形耦合本构模型进行了修正,使其能够考虑残余含气量的影响。通过预测与实测结果比较,证明了新模型能够有效地模拟残余含气量对非饱和土力学特性的影响。

黄芪多糖对口腔扁平苔藓免疫调节机制的研究

目的探讨黄芪多糖(astragalus polysaccharide,APS)对口腔扁平苔藓(oral lichen planus,OLP)的免疫调节机制。方法以LPS刺激HaCaT细胞建立体外OLP炎症模型,再以APS处理HaCaT细胞用逆转录聚合酶连技术检测核因子-κBP65(nuclear transcription factor kappa B,NF-κBp65)、Toll样受体4(Toll like receptor-4,TLR-4)、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis fac-tor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)的mRNA表达情况;以MTT实验检测其对细胞的生长抑制率。结果在体外OLP炎症模型中,NF-κBP65、TLR-4、TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA表达量明显下调,TLR-4及IL-1β的mRNA在6 h时表达最低,NF-κBP65、TNF-α、IL-6的mRNA在24h时表达最低(P<0.001);25 mg/L APS作用24 h对细胞的生长抑制最明显。结论 APS可能通过抑制TLR-4的激活,调控NF-κB的表达,也可能通过其他信号途径抑制炎症因子的表达,最终减轻OLP炎症反应与黏膜损伤。

考虑毛细滞回效应的非饱和多孔介质渗流与变形耦合本构模型

在Wheeler本构模型框架的基础上,提出了一个水力与力学耦合的本构模型。该模型中的土-水特征曲线采用毛细滞回内变量模型,能够更好地描述水力历史变化下毛细滞回现象对非饱和多孔介质变形的影响,同时也可描述非饱和多孔介质变形对渗流的影响。非饱和土的强度不仅与吸力有关,而且受到饱和度的影响。相同的吸力下,土样经过吸湿和脱湿路径的饱和度不同,因此,非饱和土的强度也不同。此模型以体积含水率的塑性变化和体变的塑性变化为硬化参数,不仅能描述基质吸力对非饱和土的强化作用,而且考虑了饱和度对强度及变形的影响。试验结果与模型预测基本吻合,证明该模型能够模拟非饱和土的主要特性。为了简化,此模型是在各向同性荷载下推得的,有待于推广到一般的应力状态。

非线性微分方程组边值问题多个正解的存在性

本文考虑了张力桥稳定性问题的数学模型,对相应的非线性微分方程组边值问题正解的存在性问题进行了研究。通过构造特殊的锥,在不同区间上利用锥拉伸和锥压缩不动点定理,给出了一类复合型非线性微分方程组边值问题一个或多个正解的存在性,并且给出几个例子说明本文定理的应用,从而有助于对实际工程中张力桥的稳定性问题的研究。

共振条件下具有奇异性和无界扰动Duffing方程的周期解(下)

本文研究了共振条件下具有奇异性和无界扰动Duffing方程周期解的存在性.应用相平面分析的方法和连续性定理证明了所给定方程至少存在一个周期解.