测量土壤颗粒密度的体积置换法

土壤颗粒密度测量在土壤和水的关系研究和实践中有重要意义。该文提出一种采用体积置换测量土壤颗粒密度的方法。该方法可以从2种途径进行测定。第1种途径是湿土测量法。第2种途径是干土测量法。湿土测量法：将任意质量和含水量的湿润土样装入容积已知的恒容容器后，称量得到其质量，再将恒容容器中注满水，置换出容器和土壤充气孔隙中气体的体积，再称量得到容器中土颗粒与水的总质量，进而计算得到补水置换体积。然后将土样充分烘干测量得到土颗粒的质量，计算原始土样中土壤水的体积与质量，进而计算得到土颗粒体积，由此测得土粒密度。干土测量法：将土样充分烘干测定土颗粒质量，再将烘干土样置于恒容容器中并注满水，测量并计算得到补水所置换的容器和土壤孔隙的体积，由此确定出土颗粒体积，进而由土颗粒体积和土颗粒质量计算得到土粒密度。采用4种土壤：陕西杨凌的黏黄土、北京的粉壤土、吉林的黑土和江西的黏红土，配制成5种不同土壤含水率（10%、15%、20%、25%、30%）。用上述体积置换法的2种途径，分别测定了每种土壤的土粒密度，并将测得的结果与常规比重瓶法、容量瓶法的测量结果进行比较。试验结果表明，所采用的4种土壤，持续烘干72 h（105℃），湿土法测量得到的土粒密度分别为2.6576、2.6301、2.6411和2.6687 g/cm3，采用干土法测得土粒密度分别为2.6557、2.6320、2.6423和2.6660 g/cm3。4种土壤烘干8 h（105℃）可能使测量得到的土壤颗粒密度偏小1%～2%。土壤颗粒密度测量误差随着烘干时间的延长而逐渐减小。干土法和湿土法测量土壤颗粒密度的散点都聚集在1∶1线上，表明2种方法测量得到的结果基本相同，测量结果比较的最大相对误差小于0.5%，说明体积置换法2种途径可以达到同等测量效果。所提出的方法测量精准度高，操作过程优于常规比重瓶法和容量瓶法。

测量土壤质量含水率的体积置换方法

提出了一种直接测量土壤质量含水率的方法，达到传统干燥称重法同等的效果。该方法将任意待测土样置于已知体积的容器中并将容器注满水，由已经测量得到的湿润土壤的质量、容器中盛满水后土样与水的总质量、假设已知的土壤颗粒密度和水密度，计算得到土壤质量含水率。给出了相应的测量方法、测量过程、土壤含水率计算过程。采用4种土壤，配制成10％、15％、20％、25％、30％的初始土壤体积含水率。用提出的体积置换法测得土壤质量含水率后，再将土样干燥，得到传统干燥法测量的土壤质量含水率。将两种方法测量的结果进行比较，说明所提方法的可行性。结果表明提出的方法较传统干燥8h后称质量法测量的含水率高2．4％-2．7％。而传统方法延长干燥时间后，测量得到的含水率约增加1％～3％。表明所提方法测量过程优于传统方法。

体积置换法测量土石混合物组分含量

土石混合物组分含量测量在农业生产、建筑施工及水利工程等方面都有重要的意义。该文根据体积置换原理测量土石混合物比例、土壤含水率、容重、孔隙度/孔隙比等一系列土壤物理参数。给出了测量原理、设备、试验方法与过程。采用陕西杨凌的黏黄土、吉林黑土以及粒径为5～10 mm的石砾，预制不同体积含水率（10%、15%、20%）、石砾体积比例（10%、15%、20%）和土壤颗粒体积比例（40%、45%、50%）的土样。首先采用体积置换法测得土样中石砾、土壤颗粒和土壤水的总体积，随后取出土样中的石砾，用体积置换法测得石砾体积，进而得到土壤颗粒和土壤水的体积，并据此得到土壤含水率、土壤容重、土中气体含量、土壤孔隙度和孔隙比。用烘干法测量得到土壤容重和含水率，将2种方法测得的结果对比分析表明，使用体积置换法测得的土壤含水率比烘干法测量的结果大，相对误差在5%左右，测量的土壤容重偏小约1%，土壤气体含量的测量相对误差约为2%。测量土壤孔隙度的相对误差约为1%，土壤孔隙比的测量误差为1%～1.5%。表明体积置换法可以较为准确地测量土石混合物中各组分的相对含量，具有操作便捷、测量精度高、有普遍适用性等优点，可以为相关研究和测量提供参考。

用体积置换法测量木材渗透系数的计算与修正

从体积置换法测量木材气体渗透系数的基本原理出发，针对水柱上升和水柱下降两种体积置换法的测量装置，分析了体积置换法测量过程中气体渗透压强的变化，以及非稳态条件对体积置换法测量结果的影响．并详细推导了测量中的有关计算式和对非稳态测量补偿的修正因子．此外，运用动力学分析方法，论证了气体渗透压强在测量中的线性变化．其中关于测量的计算及其修正的关键设定的合理性，进一步从理论上阐明了体积置换法测量木材气体渗透系数的精确性．

气体体积置换法骨架密度测量的影响因素

为了研究影响气体体积置换法骨架密度测量的相关因素,提出确保高精度测量方法的解决方案,探讨仪器校准、测量程序设置、取样量、样品干燥度、微孔结构样品前处理方式等对测量结果的影响。结果表明:气体体积置换法测量骨架密度标准物质,方法的重复性为0.05%,误差为0.01%,测量精度为0.01%;气体体积置换法骨架密度的测量以惰性气体取代浸润液来测定固体样品所排出的体积,具有更高测量精度。

定形隔热耐火制品显口气孔率、闭口气孔率的气体体积置换法测定

介绍了Accupyc1330全自动真密度分析仪测定多孔材料显气孔率的原理及其方法,采用气体体积置换法测量了定形隔热耐火制品的显口气孔率、闭口气孔率以及真气孔率,并与通过阿基米德法测量隔热耐火制品的表观密度从而计算出的显口气孔率结果进行了比较。2种方法得到的试验数据及其在操作等方面的比较表明,采用气体体积置换法测定定形隔热耐火制品具有数据可靠、影响因素小等特点。

管状尖角台阶件局部加载过程分析及体积置换减压成形工艺

针对管状台阶零件挤压成形工艺的关键问题,对铝合金管状尖角台阶件挤压成形机理进行了全面分析研究,模拟分析了管状尖角台阶件的局部加载精密挤压成形过程。结果表明,三角形台阶顶点两侧材料流动时具有向相反方向翻转的特性。明确了变形不协调和应力集中作用是造成角部开裂的主要原因,最终导致台阶高度难以增长。提出了体积置换法,消除了侧壁成形时的翻转效应,大幅度降低了台阶部位的成形压应力,提高了模具使用寿命,为管状尖角零件的局部大深度台阶挤压成形提供了可行途径。

谷坡填土软基处理体积置换率设计计算法

本文根据山区地形的复杂情况，提出了山区谷坡填土软基的体积置换率设计法，并应用于四川省宝珠寺水电站库区移民新集镇填土软基加固处理设计中，效果良好。

强夯置换碎石墩复合地基置换率公式的修正和数值模拟

强夯碎石墩由于锤击产生了鼓出,将墩体形状简化为鼓形和漏斗形。重新定义了置换率公式,并且利用简化模型推导出了体积置换率与原有的面积置换率的换算系数和工程可以使用的墩体改进值。使用FLAC软件模拟了相同体积置换率下不同墩体的极限承载力,证明了在工程上适当减小设计墩径是合理的。

热力作用下煤层注CO_2驱替CH_4试验研究

为研究体积应力和温度对于煤层注CO2条件下CH4驱替量的影响规律,利用自制三轴吸附解吸试验装置,对煤试件开展考虑煤层体积应力和温度热力作用影响的与煤层等孔隙压注CO2驱替CH4试验研究。试验结果表明：相同温度条件下,气体吸附量随体积应力增加逐渐减小,下降梯度明显;体积应力是煤层CH4驱替量的主要影响因素,拟合得出20～50℃区间内煤层CH4驱替量随体积应力变化的计算公式。在相同温度条件下,随着体积应力增加,CH4驱替效率逐渐减小,近似于线性变化规律;随着温度升高,CH4驱替效率上升显著且梯度明显。在相同温度条件下,随着体积应力增加,置换体积比相应增加;随着温度升高,置换体积比减小,近似呈等梯度下降规律。

一种测氡仪标定装置设计及标定方法实验研究

针对地震氡观测,当前面临着现有固体氡气源无法向上量值溯源和老化损坏的问题,利用老化损坏固体氡气源中的镭源设计了一种测仪标定装置和一种配套的标定方法,实验验证和对比评估表明,氡气在该装置中可以达到较好的衰变平衡,提出的体积置换标定法能够有效保证标定期间装置内氡浓度的稳定性,与计量技术机构常用的HD-6型多功能自控氡室的标定结果间有较好的一致性,为地震氡观测量值向上溯源提供了新的技术方法,对推动地震氡观测计量体系建设具有积极意义。同时,通过重复利用,实现了对老化损坏固体气源的科学处置。

热力耦合条件下超临界CO2驱替煤层CH4实验

为提高煤层CH4抽采效率,利用自主研发的实验系统,模拟超临界CO2在深部煤层中驱替CH4的过程,开展了不同温度和注入压力条件下原煤试样中超临界CO2渗流、吸附及驱替CH4实验。结果表明:在恒定温度条件下,随着超临界CO2注入压力逐渐增大,煤体渗透率提高,CO2吸附量增加。超临界CO2注入压力和温度对驱替效果影响显著。不同温度条件下,当超临界CO2注入压力从8 MPa增至12 MPa,CH4驱替量平均增长了0.076 cm^3/g,CH4驱替效率增加了17%~23%,超临界CO2置换体积比呈线性递减趋势;相同注入压力条件下,温度每升高10℃,驱替效率平均增加8%,置换体积比平均下降0.5。研究结果为高效抽采煤层CH4和实现CO2封存提供理论依据。

云南蒙自地区全风化泥灰岩膨胀性判别指标修正及其掺碎石试验研究

蒙自地区全风化泥灰岩是一种介于膨胀土与膨胀岩之间的特殊性岩土,大量室内试验数据表明,其自由膨胀率和蒙脱石含量之间的对应关系突破了膨胀土规范中自由膨胀率和蒙脱石含量之间特定的对应关系,若仍然采用常规40%自由膨胀率作为其膨胀性判别指标对机场工程具有较大的安全隐患。以蒙脱石含量作为锚定基础,通过室内试验数据分析,回归得到了蒙自地区全风化泥灰岩弱、中、强膨胀性对应的自由膨胀率界限值,并以此判别标准,对膨胀性全风化泥灰岩掺硬质碎石进行了改良,通过室内膨胀力、胀缩总率试验和现场工艺性碾压试验确定了最佳含石率。最后,通过引入体积置换率的概念对掺硬碎石物理改良全风化泥灰岩的机理进行宏观分析,相关研究可为今后该地区类似工程的勘察设计提供借鉴。

煤层注热CO_(2)驱替CH_(4)特性实验研究

为研究注CO_(2)增产煤层气过程中注气温度对煤层渗透特性变化的影响,利用自主研发的CO_(2)置换驱替CH_(4)实验系统,在注气温度为40,50,60℃条件下进行CO_(2)置换驱替CH_(4)实验,定量分析置换驱替过程中出口气体流量、孔隙压力以及煤层渗透率等变化规律。研究结果表明:在实验测试的40~60℃范围内,提高CO_(2)注入温度有助于产出更多的CH_(4)及封存CO_(2),CO_(2)注入温度越高,出口混合气体流量和CH_(4)气体流量越大,呈现出先升高后降低并趋于稳定的变化趋势,实验结束时置换体积比分别为2.704,2.741和2.595,注气温度为60℃时驱替效果较好,每产出单位体积的CH_(4)注入的CO_(2)量最少;煤层孔隙压力随注气时间呈现先逐渐上升后趋于平稳的变化趋势,逐渐趋近注气压力0.8 MPa;注CO_(2)置换驱替CH_(4)及提高CO_(2)注入温度会降低煤层的渗透性,注气温度恒定时,渗透率随注气时间增加呈现先逐渐降低后趋于平稳的变化规律,注气温度由40℃升至60℃时,渗透率从0.0171×10^(-15)m^(2)下降至0.0098×10^(-15)m^(2),降低幅度为34.50%~42.69%。

飞机燃油箱冲洗与洗涤惰化技术比较分析

在温度和压力为定常边界条件下,采用数值积分方法,建立了燃油冲洗和洗涤的数学模型,将模型计算结果与国外发表的实验数据进行了比较,验证了该模型的正确性;其次,考虑载油率和富氮气体流率等因素的影响,比较分析了冲洗和洗涤规律,并采用量纲一方法得出了更一般性的结论。研究结果表明,与冲洗相比,洗涤能显著减少燃油中含氧量,并且缩短了含氧量达到稳定的时间。在相同惰化效果下,冲洗和洗涤所需要的绝对体积置换次数与载油率呈线性关系;气相氧浓度高于10%时,洗涤惰化效果不如冲洗,相同惰化效果的洗涤耗气量相对要高。但是氧浓度低于10%时,则相反。随着载油率的增加,这种差距愈加明显。研究结果为飞机燃油箱惰化系统设计提供理论依据。

搭载于ROV的深海半自动沉积物保压取样器设计

随着ROV(Remotely Operated Vehicles)在大洋科考活动中应用越来越成熟,为了运用ROV取得更丰富的样品,需要针对ROV的特点研发专用的取样工具。考虑ROV搭载的可行性和深海沉积物样本的采集及保存需要保持取样原点压力的需求,设计一套ROV可以搭载使用的深海半自动沉积物保压取样器,研究其深海半自动密封、体积置换及压力损失补偿技术3项基本技术,并对以上技术进行计算分析和实验验证,结果表明该技术方案具有较好的原位保压能力。

斜向高压旋喷桩加固既有铁路路基设计参数的取值

以宝（鸡）中（卫）铁路K329＋950—K330＋450段路基下沉病害治理工程为依托,对斜向高压旋喷桩治理既有铁路路基下沉病害的设计方法进行了探索,研究了桩体的布设形式、间距、加固深度、最优倾角、置换率等参数的取值。结果表明：加固深度由软弱地层深度及列车荷载影响深度共同确定为8 m;通过内、外侧桩不同倾角多种组合的数值模拟,确定出旋喷桩的最优倾角为内、外侧桩与竖向夹角分别为50°,30°;根据复合地基不同体积置换率对原路基承载力的提高程度,确定合理的桩径为80 cm,排距为1.2-1.5 m,并提出以18%-25%的体积置换率作为斜向旋喷桩加固路基的合理置换率区间。

婴儿体成分评估方法的研究及应用进展

婴儿体成分是评估婴儿营养状况的重要指标。通过体成分推断营养状况,可以及时发现营养问题,制订营养干预。但婴儿独特的生理和行为给体成分评估带来了一定挑战,测量婴儿体成分的方法可选择的范围都相对狭窄。目前针对婴儿体成分评估已开展了一系列研究工作,并已取得了一些进展。本文对常用的婴儿体成分评估方法的研究及应用进展进行综述。这些方法主要包括人体测量法、空气置换体积描记法、双能X射线吸收法、生物电阻抗法、同位素稀释法和磁共振成像法。同时,对这些方法的适用范围及优缺点进行阐述,为婴儿体成分评估方法的选择提供依据。

拉索方法对脉冲折流板萃取柱存留分数的预测

为了获得适用性好,且便于分析的脉冲折流板萃取柱内存留分数变化的预测方程,本文使用拉索回归方法拟合分析了通过体积置换法测试的脉冲折流板萃取柱中煤油-水体系下的脉冲强度、分散相流速和连续相流速3个操作参数对存留分数的影响。并对比分析了相关文献中的多组经验关系式重新拟合的方程与使用拉索回归方法拟合出的多元二次形式的预测方程。结果表明:拉索回归方法拟合出的预测方程能够很好的贴合实验数据,并且通过分析该方程对应3个操作参数的偏导数,定量地分析不同参数在具体的操作范围内对存留分数的影响大小。本文方法同时能够很好地适用于其他文献的数据当中,拟合结果与实验数据的平均相对误差都在20%以内,能够简单直观地分析各个参数对存留分数的作用大小。

乳房体积生物立体测量系统的研制

目的 利用立体视觉方法建立乳房体积测量系统 ,并探讨其准确性和精确程度。方法 通过采用两台CCD摄相机从两个不同视角观察乳房模型 ,运用激光投射仪和光栅获得计算机能识别的平行采样点 ,依靠计算机图像处理技术和生物立体测量技术 ,求取乳房模型表面采样点的三维坐标 ,设计乳房体积测量运算模式 ,在Windows下编制程序 ,建立乳房体积测量和分析系统 ,应用所建的测量系统和水体积置换术分别对 12例乳房模型进行体积测量 ,并将两种测量方法及其结果进行比较和统计分析 ,观察其精确性和准确性。结果 本系统测量乳房体积实现了数据的快速处理 ,测试空间范围为12 0mm× 14 0mm× 80mm ,特点是快速、非接触性和非侵入性。与水体积置换方法比较 ,P =0 .4 73>0 .0 5 ,差值的 95 %可信区间为 - 14 .0 2～ 7.0 8ml。结论 本系统可应用于乳房体积测量 ,简捷而且精确 ,为临床工作提供了一种有效手段 ,并为软组织形态分析的开展提供了一种新的理论基础。