固化渣土材料力学性能试验与微观机理研究

城市地下空间的营造与开发会产生大量的盾构渣土,传统的渣土处理方式对生态环境和资源保护带来重大挑战,将胶凝材料和盾构渣土结合后制备的再生固化充填材料(RSS-ER)可有效地解决这一难题。在确定水固比为0.35前提下,选择矿粉、粉煤灰和硅粉进行不同的正交组合,并开展不同配合比RSS-ER的流动性试验、无侧限抗压强度试验及微观结构试验。研究表明:RSS的流动性可满足一般回填工程中对于充填材料的要求;RSS-ER的无侧限抗压强度与养护时间呈正向关系,且室内常温养护的试件强度高于水下养护的试件;渣土骨架间的孔隙被水化产物C-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶充填,是RSS-ER整体性及强度得以提高的原因。

富水砂层盾构下穿高速铁路控制技术研究

以西安轨道交通地铁10号线东风路站—学府路站区间下穿大西、郑西客专高速铁路土压平衡盾构施工为背景,基于盾构试验段数据研究土压平衡盾构在富水砂层中下穿掘进参数及控制措施。根据现场盾构下穿既有高速铁路路段的隧道埋深与地质条件,通过200m盾构试验段,确定盾构下穿施工具体掘进施工参数。其中控制掘进速度为35~40mm/min、出土量54~60m^(3)、二次注浆压力0.4~0.5MPa、下穿注浆量7.8~8.5m^(3)/环和土仓压力1.0~1.2bar,下穿过程中同步注浆、二次注浆要及时跟进。

地铁车站基坑施工工法比选与开挖变形特性分析

以西安某地铁车站基坑工程为背景,通过施工工法比选,总结各工法的技术特点,并结合实际工程选出合适的工法;同时针对现场开挖进行监测分析,研究在富水砂层特殊地质条件下基坑前期开挖阶段对围护结构及周边地表的变形影响,总结出基坑开挖变形规律。结果表明:从多种施工条件出发,考虑路面交通影响、经济效益、技术难度及工期限制等多因素的影响,盖挖半逆作法最合适且可行;基坑开挖施工造成围护结构向基坑内部偏移,整个开挖过程中,土应力释放造成围护桩沉降及周边地表产生隆起与沉降;同时,施工工序之间联系紧密,相互影响,施工中要提前对有关因素进行多方面的考虑;半逆作施工速度快,车站结构要及时跟进施工发挥出对开挖变形的限制作用,保证施工安全。

固化盾构渣土耐久性试验研究及寿命预测

为了研究岩溶地区固化盾构渣土(SSM)耐久性能及寿命预测,以盾构渣土为主要原材料,利用水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料进行固化处理,开展了20组完全浸泡正交试验并进行无侧限抗压强度试验及微观试验。结果表明:SSM无侧限抗压强度的变化特性主要与浸泡龄期有关,主要变化特征是前期强度缓慢增加,后期下降较快;SSM的耐久性能受配合比的影响,当水泥、粉煤灰及矿粉的掺量分别为0.357、0.071、0.021 kg时,SSM表现出来的耐久性能最好;C-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶改善了盾构渣土的内部结构,是SSM体系抵抗侵蚀作用的耐久性强度来源;由寿命预测可知:水胶比为0.29、0.31、0.25的固化盾构渣土试件浸泡90 d后的最小寿命预测值分别是6.69、6.79、6.27 a,浸泡360 d后的最大预测值分别是48.5、54.38、50.34 a。

盾构近距侧穿高铁下的隔离桩—同步注浆施工技术

依托西安城市轨道交通10号线东风路站—学府路站区间下穿大西、郑西客运专线工程,通过数值模拟和实测分析相结合的方法,全面阐述分析富水砂层条件下盾构穿越既有高铁线路存在的技术难题,并提出了针对该实际工程的具体施工技术。结果表明:传统加固方案如地层注浆现已难以满足当前下穿高铁工程的技术要求,提出隔离桩-同步注浆施工技术,并进行了关键施工步的数值模拟计算,满足规范要求;同时进一步监测高铁桩体变形,并分析沉降原因,提出对应的施工建议,保证后续施工过程的安全。

地下工程渣土的再生固化土力学性能试验研究

针对地下工程作业过程中产生的大量地下余泥渣土处理难、易污染等问题,选取地下工程余泥渣土配制复合材料再生固化土(recycled solidified soil,RSS),通过室内配合比、坍落扩展度、无侧限抗压强度和X射线衍射等试验,对不同养护方式、水固比(水与风干渣土和胶凝材料的总质量比)、水泥质量分数、矿物掺和料下再生固化土的基本性能和再生固化机理进行研究.结果表明,水固比为0.35时,RSS的流动性可满足一般回填工程的要求;不同养护条件下,RSS的无侧限抗压强度均随养护龄期、水泥质量分数的增加和水固比的减小而增大,且水下养护强度小于室内养护;再生固化土强度的建立主要由水化反应生成的水化产物与土颗粒之间的胶结来实现.研究成果可为工程渣土的处理和资源化利用提供借鉴.

盾构始发反力架安全受力性能分析

以西安轨道交通10号线一期工程施工总承包项目一标段盾构区间(东风路站—未央湖站)始发施工隧道工程为背景,研究始发施工中反力架的结构设计及相关施工技术的应用,从反力架结构设计要点与安装等工序的关键技术出发,分析了此区间盾构机始发反力架安全性能,并通过有限元软件对反力架进行受力验算分析。结果表明:该盾构始发反力架的刚度与强度可以满足盾构机始发要求,最大位移发生在立柱中上部位置,位移大小为0.889 mm,能够保证始发过程中盾构机的稳定推进和姿态控制;反力架最大受力部位在上横梁与支撑相接处,应力为σ=135.9 MPa,满足不同工况下的安全受力要求,保证盾构施工安全。

亚热带城市河流底栖动物完整性评价——以流溪河为例

根据2016年前、后汛期及枯水期流溪河14个断面底栖动物群落组成数据(4门8纲22目52科94属103种),采用底栖动物完整性指数(B-IBI),首次对亚热带地区河流进行健康评价。经筛选(32个候选指标),流溪河B-IBI体系由5个核心指标(总生物量,敏感类群个体%,EPT、摇蚊和耐污类群单元数)组成,评价标准为:健康>3.24,亚健康3.24—2.43,一般2.43—1.62,差1.62—0.81,极差<0.81,评价结果为:健康位点数占14.3%、亚健康50.0%、一般21.4%、差14.3%、无极差。总体上,B-IBI值反映流溪河上游健康状况较好,以EPT分类单元数和敏感类群个体%贡献最高,下游健康状况恶化,以耐污类群单元数贡献最高。此外,上游支流健康状况要优于上游干流,而下游则情况相反。相关性分析显示,B-IBI值与溶解氧呈极显著正相关(P<0.01),与电导率、氨氮、总氮和总磷呈显著负相关(P<0.05),反映流溪河当前健康水平受水体污染影响严重。核心指标与环境因子间CCA分析显示,前2主轴对环境因子解释度达68.1%,且对上、下游及干、支流有明显的梯度划分,说明所建B-IBI在流溪河有较高适用性。对比不同温度带研究结果发现,B-IBI体系受人为干扰和水体污染影响更加明显,体现其评价功能不受地理区域影响。

农村废水农药污染的生态修复技术研究

针对农业型村落地表水体长期遭受混合农药污染,生态环境受损严重的情况,于2015年8月在广州市近郊建立了黑藻(Hydrilla verticillata)和苦草(Vallisneria natans)混种修复示范区,开展了沉水植物的构建对示范区7种农药(4种有机磷农药、2种有机氯农药和1种拟除虫菊酯类农药)污染控制、底栖动物恢复效果及常规水质指标浓度削减的研究,并采用风险商(RQ)法对水体中的农药进行生态风险评估。结果表明,示范区重建的半年内,水体中毒死蜱、氰戊菊酯、腐霉利、甲拌磷和乙草胺5种农药的平均去除率均大于75%,马拉硫磷和乐果的去除率约为50%。构建后,腐霉利由中等风险降为低风险,毒死蜱、乙草胺和乐果由高风险降为中等风险,其他3种农药的RQ值均显著下降(P<0.05)。综合质量浓度和生态风险控制效果,将甲拌磷和马拉硫磷列为重点控制农药品种。底栖动物的物种数、生物量及多样性较修复前均呈明显增加趋势,并与沉水植物生物量呈显著正相关(P<0.05)。水体各项常规水质指标质量浓度显著下降(P<0.01),水质基本上从地表水标准的劣Ⅴ类提高到Ⅲ~Ⅳ类。综上所述,沉水植物的构建可有效控制水体中混合农药的质量浓度,降低其对水体的生态风险,恢复底栖动物多样性,是修复广东农村地区混合农药污染水体的有效方法。

高倍率铌基氧化物负极材料的研究进展

锂离子储能器件具有高能量密度与绿色环保等优点,在未来新能源汽车和大规模储能领域中将显示出巨大的潜力.然而,由于传统锂离子负极材料如石墨、硅存在电化学动力学缓慢与高倍率下的安全性等问题,无法满足目前能源消费终端日益增长的快速充放电性能要求.因此,开发有利于锂离子快速嵌入/脱出、安全性与稳定性优异的负极材料至关重要.相比于传统的负极材料,铌基氧化物具有合适的理论容量、更安全的工作电位、稳定且快速的离子传输通道等优点.本文综述了高倍率铌基氧化物负极材料在锂离子储能器件领域的最新研究进展,重点介绍了典型铌基氧化物的储锂机理与改性手段,并对铌基氧化物负极材料未来的发展与挑战进行了展望.

石墨烯层间摩擦的面内局部应变调控

目的揭示面内应变对石墨烯层间摩擦行为的影响。方法利用分子动力学模拟方法,基于支撑的石墨烯基底与单层六边形石墨烯滑片接触模型,重点考察滑片在加载面内局部拉伸应变的基底表面的滑动摩擦过程。着重分析滑片所受侧向力(即瞬时摩擦力)随滑动距离的变化规律,计算滑片分别与基底的加载应变区和非应变区的层间作用,通过计算层间作用势能、接触原子数、能量耗散等,直观揭示应变对摩擦的影响机制。结果当滑片在基底的局部应变加载区域滑动接触时,由于滑片与基底界面公度性和层间势能降低,接触原子数减少,导致滑片所受侧向力的振幅比其在基底的非应变区滑动时明显降低。具体来讲,当应变由0增加至10%,处于应变区的滑片所受侧向力由1.33 nN减小至0.86 nN,降幅达35%。通过计算加载均匀应变的基底与滑片层间的摩擦力,表明摩擦力随应变的增加而逐渐减小,且载荷越高、滑片尺寸越大时,摩擦力降幅越明显。结论局部应变可以有效调控摩擦的分布规律,降低石墨烯层间摩擦力大小。

广州市流溪河水体中6种内分泌干扰素时空分布特征与环境风险

以雌酮(E1)、雌二醇(E2)、双酚A(BPA)、壬基酚(4-NP)、辛基酚(4-t-OP)和三氯生(TCS)这6种内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)为对象,研究其在广州市流溪河水体中的时空分布特征,并对其雌激素活性进行风险评价.结果表明,14个监测点均有EDCs检出,总范围在26.07~7 109.5 ng·L-1,以4-NP贡献最高(78.62%),其次为BPA(11.91%),其他4种目标物浓度均较低(≤4.92%).时空变化上,EDCs浓度从上游至下游逐渐增加,尤其是下游支流中EDC浓度偏高;丰水期4-NP、4-t-OP浓度显著高于枯水期(P<0.05),而E1、E2、BPA则呈相反趋势.相关性分析显示,DO与6种EDCs浓度变化呈显著负相关,高锰酸盐指数、EC、TN、TP、NH+4-N与E1、E2、BPA、TCS呈显著正相关,而与4-NP相关性不显著(P>0.05),说明E1、E2、BPA、TCS可能与氮、磷营养盐污染同源.冗余分析(redundancy analysis,RDA)显示,流溪河水体中EDCs的季节性变化比空间变化更为明显(RDA1 56.14%>RDA2 14.20%),丰水期水体中EDCs浓度变化主要受4-NP影响,而枯水期则主要受BPA影响.与世界范围内水体中EDCs浓度相比,流溪河中下游河段4-NP、BPA和TCS浓度处于较高水平,其他3种目标物处于中低水平.风险评价结果显示,流溪河中下游河段风险熵值RQ值均大于1,说明该区域具有高雌激素活性风险.

回流立式组合人工湿地处理生活污水的效果

针对目前我国农村存在的生活污水随意排放问题,构建了一种安装方便、工艺简单的回流立式组合人工湿地系统用于处理生活污水,研究其对污染物质的去除效果和过程,及不同基质(砾石、陶粒、火山石)间污染物质去除的差异。结果显示,回流立式组合人工湿地系统对COD、NH+4-N、TN、TP的去除率分别高达95%、99%、53%、57%,其中COD、NH+4-N的去除过程符合一级动力学模型。不同基质组湿地对生活污水处理效果存在显著差异(P<0.05),砾石组对NH+4-N、TN的去除效果较好,火山石组对COD、TP去除效果较好,可分别作为人工湿地脱氮除磷的优先选择。结果表明,回流立式组合人工湿地去除能力好、占地面积小、操作方便,是一种具有广阔发展前景的农村污水处理技术。

轻度富营养水体水深对四种沉水植物的生长影响

为研究水深对沉水植物种植初期生长的影响,以4种沉水植物为研究对象,利用水深实验装置模拟轻度富营养水体5个水深梯度(0.5,1,1.5,2,2.5 m)的生长环境,测定植物的形态指标、不同深度的水质指标。研究结果表明:1)苦草、金鱼藻生长对水深适应范围最广,适应水深达2.5 m以上;其次是黑藻,适应水深在2 m以内;马来眼子菜适应水深范围最窄,1.5 m以内。2)为适应水深梯度的增加,苦草、金鱼藻会增加地上部分的生物量,黑藻和马来眼子菜则增加地下部分的生物量。3)水深梯度主要通过温度、光照、浮游植物、酸碱性和溶解氧5个方面来影响沉水植物的生长,但不同植物对水质指标的响应形式不同。以上研究表明,苦草和金鱼藻是轻度富营养水体适应水深范围最广的种类,有针对性地改善关键影响因子有助于植株提高存活率和生物量。

绿色节能施工技术在建筑工程中的应用分析

我国社会经济处在快速发展阶段,随着经济的发展对环境造成了很大的破坏,对于我国建筑行业的发展来讲,现今最大的发展难题就是如何促进建筑行业自身的绿色发展。在建筑行业的快速化发展过程中,将绿色节能技术应用其中,不仅能够提升施工开展的经济性,还能够提升施工工作开展的绿色性。建筑行业是我国经济发展的重要支柱,在社会生活中起到了重要作用,但是其属于高能耗工程,很容易在施工中出现各种污染,绿色节能技术在建筑中的使用已经成为现今行业的发展趋势。文章对绿色节能施工技术展开探究工作,从而更好地促进建筑行业的发展实现转型升级。