煤矸石在土木工程材料中的应用研究进展

煤矸石作为煤基固废系列的重要成员,其资源化利用一直是煤基固废的热点研究方向。多年来,在研究人员和工程技术人员的共同努力下,我国煤矸石资源化利用技术水平与利用效率均得到大幅提升,在多个领域(能源、化工、土木工程)成功实现了煤矸石“由废变宝”的转化过程。特别地,土木工程材料领域兼具“大体量”特点和“多元固废协同处置”等技术优势,成为大宗消纳煤矸石的中坚领域。本文综述了煤矸石作为胶凝材料/辅助胶凝材料和骨料在水泥混凝土、地质聚合物、道路工程及地下工程等方向的最新研究进展,总结并对比了煤矸石用作不同组分时的技术要点、难点及对应的质量控制措施和改性增强手段等。然而,矸石建材化的同时也容易导致矸石内部的“有价资源”未得到充分利用;矸石构筑物的长期耐久性和环境影响监测等工作也亟待补充。综上,受煤矸石理化性质、矸石资源化利用技术水平、经验及政策扶持力度等区域化差异因素的影响,煤矸石原料在用于多类型建材制品的生产过程中依然缺少因地制宜、明确且规范的分类管理和分级处置方法,“多领域技术-规范-政策”的逐步发展、完善和有机结合是今后建立高效有序的矸石建材市场及产业链的关键所在。

基于拉拔试验的加筋土界面摩擦特性

加筋土具有良好的工程性能,被广泛应用于加固路基和边坡支挡等领域,筋土界面摩擦强度对支挡结构的整体性和稳定性具有重要影响.为研究不同加筋土的界面摩擦特性,自制拉拔装置,对黏土-土工格栅、黏土-碳纤维布、黏土-土工格室和碎石土-土工格室等4种加筋土进行拉拔试验.研究结果表明,4种加筋土中,土工格室与碎石土的界面摩擦强度最高,构成的加筋体承受变形的能力最强;黏土-碳纤维布构成的加筋体界面摩擦强度最低,但具有筋土间相互作用发挥较快、允许变形小的特点;不同加筋体的允许变形差别较大,在实际工程中应充分考虑.提出了一种考虑土工格室加强区的无黏性土-土工格室界面最大摩阻力计算理论模型,研究结果可为加筋土工程筋材选取提供参考.

模块式加筋挡土墙的筋板连接试验研究与强度分析

筋材与面板的连接强度是影响模块式加筋挡土墙稳定性的重要因素之一。为了探究模块式加筋挡土墙的合理连接方式,设计并制作了平面式、锯齿式和自嵌式3种筋板连接方式。通过拉拔试验测试了3种连接方式的连接强度发展规律和失效模式,再以此基础建立了摩擦型筋板连接的强度计算方法并进行实例分析。结果表明:3种筋板连接方式的连接强度具有基本相同的发展规律,都属摩擦型连接;相同法向应力和表观接触长度下,平面式筋板连接的强度最低;自嵌式连接在线性段的强度高于锯齿式连接,而后者的强度极限高于前者;界面法向应力和筋材锚固长度对连接强度具有重要影响,并存在临界效应:当法向应力小于法向应力临界值且锚固长度小于临界长度时,界面强度与法向应力呈线性关系,筋板连接以筋材拔出而失效;当法向应力大于临界值或锚固长度大于临界长度时,强度包络线为一条水平线,筋板连接以筋材机械损伤后断裂而失效;平面式筋板连接的强度包络线线性段过坐标原点,而锯齿式和自嵌式筋板连接存在一种界面黏聚力;基于试验结果建立了摩擦型筋板连接的强度表达式和模块式加筋挡土墙筋板连接的稳定性分析方法,并进行了实例分析。

基于正交试验的锂渣基可控低强度材料配合比研究

本文以锂渣为主要原料,制备可控低强度材料(CLSM)。以单因素试验为基础,通过正交试验探索了水泥掺量、水胶比和减水剂掺量三个因素对锂渣基CLSM的抗折强度、抗压强度、流动度和泌水率的影响。研究表明,在大掺量锂渣的CLSM体系中,水胶比和减水剂掺量对材料流动性和泌水率具有显著影响,水泥掺量对泌水率几乎没有影响,提高水泥掺量会显著增加CLSM的抗压强度和抗折强度。对比各个因素对CLSM的影响,满足CLSM性能指标要求的胶凝材料适宜配合比为水泥掺量12%(质量分数,下同)、锂渣掺量88%、水胶比0.57、减水剂掺量0.20%。此时CLSM的流动度为231 mm,泌水率为1.49,28 d抗折强度可达1.74 MPa, 28 d抗压强度为4.90 MPa,各项指标优良。

应用于标准电容装置的高精度温控系统设计

在引力波探测的相关技术任务中,需要研究设计标准电容装置用于电容位移传感电路的标定测试。为了保证标准电容装置的高精度和高稳定性,设计了配套的大体积高精度温控系统。该系统由保温腔体、温控主机、上位机3个部分组成。温控主机是整套控制系统的核心,包含主控电路板、高精度线性电源、有机发光二极管(OLED)显示屏、通信接口、用户界面(UI)等,系统使用模糊PID控制算法进行温度控制。实验结果表明,温控系统的短期温度控制稳定性(24 h)能够达到±0.002℃。使用该系统给标准电容装置提供环境保障,能够实现10 h下2 aF(10-21 F)的短期稳定性。

浆砌挡墙外贴挂网混凝土层抗弯试验研究

为保证处置病害浆砌挡墙的施工安全和加固效果,文中提出钢筋混凝土外贴病害浆砌挡墙的加固措施,设计5组抗弯试验(1组为无外贴层,4组为不同厚度外贴层),探究外贴层对浆砌挡墙的加固效果及其作用机理。试验结果表明,加设5~20 cm厚外贴层后,破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏,承载力和抗弯刚度显著提升,开裂弯矩提升1.25~5.67倍,极限弯矩增大2.75~13倍。

基于降维处理的快速EMT图像重建算法

电磁层析成像技术(EMT)具有非侵入、响应速度快、成本低等优点,在工业过程监测和多相流测量等领域有广泛的应用前景。该文针对电磁层析成像逆问题的病态性,提出了1种非迭代的、基于灵敏度矩阵降维的EMT图像重建算法,应用核主成分分析(KPCA)方法对灵敏度矩阵进行降维,有效降低了算法计算复杂度,同时降低了灵敏度矩阵的病态程度。为验证该算法的有效性,将该算法应用于平面EMT金属探伤,并将其与传统的线性反投影算法和Landweber迭代法进行比较。仿真和实验结果表明,该算法的成像质量远高于线性反投影算法,与Landweber迭代法相近,且该算法的计算耗时仅为Landweber迭代法的20%左右。

元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换

数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。

石灰与水泥改良粉质黏土的水稳定性试验研究

为探究粉质黏土采用石灰和水泥改良后的水稳定性,设计并制作了不同石灰和水泥掺量的改良粉质黏土试样,并通过自制的崩解仪开展了崩解试验。试验结果表明,未掺加改良剂的素粉质黏土试样浸水后会迅速崩解,且崩解过程具有明显的阶段性。当石灰掺量小于6%时,改良粉质黏土试样在水中发生崩解,但其耐崩性会随石灰掺量和压实度的增加而提升。当石灰掺量达到6%、水泥掺量达到2%时,改良粉质黏土试样在水中未发生崩解,但水仍会渗入试样内部,此时可采用入渗率描述试样的水稳定性。改良粉质黏土试样的入渗率会随压实度的增加而降低;相同压实度下改良粉质黏土试样的入渗率随改良剂掺量的增加而降低。相同掺量下水泥改良粉质黏土的水稳定性提升效果优于石灰改良粉质黏土,且水泥的改良效果相当于多掺2%的石灰,但水泥掺量不宜低于2%。

下伏溶洞扩展对路基稳定性的影响数值分析

路基中的溶洞具有隐蔽性和发育性,是道路交通安全的重要隐患。为探讨溶洞扩展对岩溶路基稳定性的影响,以FLAC3D建立含溶洞的路基数值模型,分析了溶洞向上扩展、向下扩展、向两侧扩展和向四周扩展4种工况下岩溶路基的稳定性。研究结果表明:随着路基中溶洞的发育扩展,路基的竖向变形会增大、稳定性会降低;当路基中溶洞向上扩展时,新增变形主要出现在溶洞上方,会造成路基的稳定性迅速下降;溶洞向两侧扩展对岩溶路基的稳定性也有不利影响,但与溶洞向上扩展相比,这种影响相对较小;在4种工况下,溶洞向四周扩展对岩溶路基的稳定性影响最大,然后依次是向上扩展和向两侧扩展,而溶洞向下扩展时会引起溶洞底板和两边竖向变形增大,但对岩溶路基的稳定性影响很小。

岩溶发育条件下加筋土工格栅对路基变形的防治效果分析

采用FLAC3D建立岩溶路基模型,分析了溶洞发育过程中路基的变形规律和采用加筋进行处治的作用与影响因素。结果表明:溶洞顶板和路基顶面竖向位移会随溶洞跨度的增加而增大,当溶洞跨度达到一定程度后路基会发生沉陷破坏;在路基内加筋土工格栅能有效减弱溶洞发育对路面沉降的影响,且在提高路基稳定性的同时使得路基具有了一定的沉陷预警能力;筋材宜布置在路基底部,增加加筋层数和减小加筋间距对控制溶洞发育引起的路面沉降有明显影响。

基于磺化碳基固体酸的纤维素水解糖化研究进展

对磺化碳基固体酸制备原料及制备方法进行系统介绍,分析磺化碳基固体酸物理化学结构与其催化纤维素水解的构效关系,讨论碳基固体酸失活原因及分离回收方法。针对磺化碳基固体酸与纤维素间的传质限制,总结归纳先“降结晶、再水解”的纤维素高效水解策略。最后对磺化碳基固体酸的未来研究重点和前景进行展望,以期为促进磺化碳基固体酸在木质纤维素糖平台构建中的创新发展提供科学参考。

高水平网球运动员训练和比赛负荷的实证研究

RPE因其经济、简便的优点,广泛应用于网球运动员内部训练负荷的监控和评价。然而,RPE指标会受到非客观因素的干扰,这也必然影响到评价的准确性和教练员下一阶段训练计划的制定。在实际训练中,教练员应如何合理运用RPE指标评价运动员内部训练负荷仍缺乏相关研究。本研究以中国国家网球集训队24名队员(12男12女)为研究对象,按男队员和女队员进行分组,同时将运动形式分为训练和比赛两种状态,分别将RPE指标与心率指标进行相关性分析。结果显示:(1)训练和比赛两种状态下,RPE与平均最大心率百分比和最高心率之间相关性均较低;(2)比赛状态下,所有队员s-RPE与Banister’s Trimp和Edwards’s TL均显著相关(P<0.05),而训练状态下,显著相关的比例分别为50%和41.7%(P<0.05),因此RPE指标在评价比赛状态下内部负荷量时更为客观;(3)训练状态和比赛状态下,女队员RPE指标与心率指标的相关性显著高于男队员,因此,RPE指标在评价女队员内部训练负荷时更为客观。本研究将为我国高水平网球运动员合理运用RPE指标客观评价内部训练负荷提供一定参考。

超声耦合TiO_(2)/UV光催化处理对玉米秸秆组分影响研究

本文采用超声耦合Ti O_(2)/UV光催化处理玉米秸秆,探究处理条件对玉米秸秆组分及结构的影响。研究结果表明,在Ti O_(2)投加量为0.25g·L^(-1)、pH值为8.25、超声强度为0.625W·m L^(-1)、处理1h的条件下,玉米秸秆中木质素和半纤维素含量分别由未处理前的26.06%、20.58%降低到22.85%、18.39%,纤维素含量由37.67%增加到40.39%。超声耦合Ti O_(2)/UV光催化处理可以破坏玉米秸秆的结构,玉米秸秆断裂破碎成细小碎片,表面粗糙有褶皱。本研究可为超声耦合Ti O_(2)/UV光催化技术在玉米秸秆预处理中的应用提供技术参考。

多孔秸秆碳磺酸催化纤维素水解研究

以玉米秸秆为原料、NaOH为造孔剂,采用碳化-活化制备多孔秸秆碳磺酸(PSCSA),用于纤维素的水解。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、N_(2)吸脱附分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)等对PSCSA进行表征分析,表明PSCSA为不定形碳结构并有部分微弱的石墨结晶,含有羟基(-OH)、羧基(-COOH)、磺酸基(-SO_(3)H),且表面为多孔形貌。在多孔秸秆碳磺酸添加量为2.5g·g^(-1)(纤维素)、底物纤维素浓度为3mg·mL^(-1)、190℃水解1h的条件下,多孔秸秆碳磺酸催化纤维素水解还原糖得率可达60.61%。

不同梗签含量对中支卷烟品质的影响

目的:研究梗签含量对卷烟品质的影响。方法:向中支卷烟中添加不同质量比例的梗签(0.0%、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%、9.0%、10.8%、12.6%、14.4%),检测燃烧时间、烟支密度、燃烧锥掉落倾向、物理指标和烟气指标等烟支品质相关指标。结果:少量梗签添加(1.8%、3.6%)对烟支锥头形成及掉头具有改善作用,且能够改善烟碱量、焦油、一氧化碳等烟气指标稳定性。结论:低比例梗签添加与高比例添加相比较,提高了卷烟的烟气品质。

时代新人传承和发扬伟大建党精神的价值意蕴及路径探析

伟大建党精神作为中国共产党的精神之源,展现了党的真理旗帜,塑造了党的光辉形象,具有独特的育人价值。时代新人要传承和发扬坚持真理、坚守理想的进取精神;践行初心、担当使命的奋斗精神;不怕牺牲、英勇斗争的无畏精神和对党忠诚、不负人民的奉献精神。这是时代新人坚定理想信念、强化责任担当、增强斗争本领、站稳人民立场的重要支撑和有力保障。让时代新人把伟大建党精神践行好,要从强化理论认识、传播时代声音、融入日常生活以及注重实践养成等方面探寻有效路径。

级配对煤矸石路基填料压实与强度特性的影响试验研究

为研究级配对煤矸石路基填料压实与强度特性的影响,以湖南湘潭某废弃煤矿的煤矸石为研究对象,通过大型振动压实试验与大型三轴试验研究了煤矸石路基填料压实与强度特性的级配效应。基于分形模型级配方程,求解得到了良好级配的取值界限,并分析了采用该级配方程进行级配设计的优越性。级配对煤矸石路基填料的压实与强度均存在较大影响。随着细颗粒含量的增加,最大干密度与偏应力均先增大后减小,反映出煤矸石路基填料的颗粒级配存在最优区间。在此基础上,获取了煤矸石路基填料的最优级配区间。试验结果表明,通过大型三轴试验与振动压实试验获取的煤矸石路基填料最优级配区间基本一致,考虑到大型三轴试验成本较高,可通过振动击实试验直接获取其最优级配。

以科学研究为载体的协同育人模式探索与实践——以放射化学专业例

科教融合是高等教育人才培养理念的重要组成部分,国际新形势下国与国之间的竞争其本质就是人才的竞争,而高校则成为了这场竞争的主战场。传统放射化学专业的教学模式中科研与教学各自独立发展,没有形成科教融合、协同育人的良性发展趋势,不利于培养社会需要的紧缺人才。在教育部《科教结合协同育人行动计划》的指引下,结合成都大学机械学院、电信学院的长期教学实践,分析科教融合在放射化学专业教学中的现状与难点,提出以科学研究为载体的科教以科学研究为载体的协同育人模式探索与实践融合协同育人模式并在多个专业、多门课程中进行了探索和实践,以期通过科教融合、寓教于研、优化师资、产学协同来达到探索放射化学学科前沿研究、验证科学研究理论、收获创新实践能力的目的。经验证,该模式在提升相关专业的产、学、研融合程度上效果显著。

肾上腺素β受体基因、G蛋白基因和CYP2D6基因多态性对美托洛尔导致脂代谢异常的影响

目的:研究肾上腺素β受体基因、G蛋白基因和CYP2D6基因多态性对美托洛尔导致脂代谢异常的影响。方法:选取2019年10月至2022年10月该院收治的初治高血压患者120例,检测β_(1)受体基因Ser49Gly、Gly389Arg多态;β_(2)受体基因Arg16Gly、Gln27Glu多态;β3受体基因Trp64Arg多态;代谢酶基因CYP2D6*10的P34S多态;G蛋白基因GNB3 C825T多态。比较美托洛尔单药治疗3个月后不同表型总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)水平变化。结果:各基因位点不同基因型患者的年龄、性别、体重指数、基线TC和基线TG等指标比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗3个月后,β_(2)肾上腺素受体基因Arg16Gly患者的TG水平升高,其中Gly/Gly型患者升高幅度最高,Arg/Gly型次之,二者均高于Arg/Arg型,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:β_(2)肾上腺素受体Arg16Gly多态与美托洛尔引起的血浆TG水平升高相关,携带2个G等位基因会导致服药后血脂水平明显升高。