铁螯合剂对脑出血后继发性脑损伤大鼠记忆功能及海马神经元骨架蛋白的影响

目的探讨铁螯合剂(去铁胺)对脑出血后继发性损伤大鼠模型记忆功能及海马区神经元骨架蛋白表达的影响。方法采用胶原酶Ⅶ注射构建脑出血大鼠模型;成功造模后,对照组以21.6 mg/kg毗拉西坦生理盐水溶液灌胃处理,去铁胺(低、中、高剂量)组分别以50、100、200 mg/kg去铁胺灌胃处理,假手术组和模型组每日以生理盐水灌胃给药,连续4 w。跳台试验仪、避暗自动测试仪检测大鼠的记忆功能;尼式染色检测海马区神经元细胞的活性,末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)介导的脱氧尿苷三磷酸(dUTP)缺口末端标记(TUNEL)染色检测脑组织中细胞凋亡率;酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清中肿瘤坏死因子(TNF)-α和白细胞介素(IL)-1β含量;Western印迹检测各组脑脏组织中一般调控阻遏蛋白激酶(GCN)2和β-微管蛋白(Tubulin)的表达。结果与假手术组相比,模型组、去铁胺(低、中、高)剂量组、对照组记忆潜伏时间、神经元细胞的活性、β-Tubulin表达明显下降,错误次数、神经元细胞的凋亡率、血清中TNF-α和IL-1β含量、GCN2表达明显升高(均P<0.05);与模型组相比,去铁胺(低、中、高)剂量组、对照组记忆潜伏时间、神经元细胞的活性、β-Tubulin表达明显升高,错误次数、神经元细胞的凋亡率、血清中TNF-α和IL-1β含量、GCN2表达明显下降(均P<0.05);并且具有明显的剂量依赖性(均P<0.05)。结论铁螯合剂(去铁胺)能明显降低脑组织中炎症性应激,下调脑组织神经元的凋亡率,增强海马区骨架蛋白β-Tubulin表达,抑制GCN表达,改善实验动物的记忆功能。

考虑渗滤效应的全风化花岗岩体脉动注浆扩散规律

脉动注浆作为深厚覆盖层防渗加固处理的新工艺,尽管已得到一定应用,但脉动压力作用下相应浆液的扩散规律尚不明确。基于脉动注浆理论模型,推导了脉动注浆浆液扩散运移解析方程;采用数值模拟构造脉动周期压力变化模型,依托COMSOL多物理场耦合平台结合MATLAB,开发了考虑渗滤效应的脉动注浆扩散数值模拟程序,模拟脉动注浆的“浆-土”耦合作用过程;并通过自设计的脉动和稳压注浆模拟试验装置,对比脉动注浆与稳压注浆的浆液扩散差异;通过以上方法的相互验证,揭示了颗粒悬浮液流体在脉动压力作用下于全风化花岗岩体的扩散基本规律。研究结果表明:在全风化花岗岩体中,稳压注浆容易劈裂形成浆脉,扩散渗滤范围小,浆液扩散不可控;脉动压力控制下浆液的扩散可以形成有效的加固圈和浆泡,渗滤范围广;理论计算、室内试验、数值模拟所得浆液扩散运移距离一致,上下限误差均在合理范围之内,建立的数值模型和推导的理论公式较好地描述了脉动压力控制下浆液扩散过程和分布。研究成果可为脉动注浆防渗加固、数值模拟及工程实践提供较强的指导意义。

全风化花岗岩灌注黏土-水泥浆材的抗溶蚀性

全风化花岗岩地层可灌性差,实施防渗固结工程灌浆会形成复杂结石体,为探究黏土-水泥浆材与全风化花岗岩体结石体的抗溶蚀耐久性,文章通过模拟制作不同配比的结石体试件,进行接触溶蚀试验、SEM扫描电镜观测试。结果表明,不同配比的结石体,最终钙溶出量相近;当全风化花岗岩含量占试件20%左右时,CaO极限溶出率较低;全风化花岗岩参与溶蚀反应,生成的硅酸钙可充填部分孔隙结构抵抗溶蚀,研究可为同条件下的工程实践提供有益参考。

大流量渗水堵漏复合聚氨酯水泥砂浆

【目的】为了解决因常规浆材抗冲蚀能力较弱,地基处理工程中存在的松散介质、贯穿裂缝和宽大孔洞渗漏涌水等问题,研发了一种适用于动水堵漏的复合聚氨酯水泥砂浆(PCS浆材),研究其基本性能及影响因素。【方法】通过正交试验优选配比,开展动水堵漏试验,分析其抗冲蚀特性;进行典型渗漏灌浆堵漏实际应用模拟,论证不规则渗漏通道中的实际堵漏效果。【结果】结果显示:复合聚氨酯水泥砂浆黏度、密度、黏结强度均随聚固比显著减小;密度与黏结强度随水泥占比提升;随膨润土占比增加,黏结强度有先减后增趋势;浆材最优配比为,聚固比0.9∶1、水泥∶膨润土∶骨料的质量比为1.1∶0.5∶4.0;糙率0.007 5条件下,浆液留存率超过50%。【结论】结果表明:研发的复合聚氨酯水泥砂浆在不规则渗漏通道中发泡充分,填充效果显著;对不规则大流量渗水通道堵漏损耗小、操作便捷、可靠性高、成本低,与目前常用的LW+HW堵漏材料相比,单方造价节约30%~50%;实际工程应用时,应根据工程环境条件对初凝时间进行相应调整即可。

粘土水泥复合浆材强度研究

通过室内试验,研究了水灰比、龄期、粘土加量、压滤效应等对粘土水泥浆材结石无侧限抗压强度的影响。分析试验结果表明,粘土水泥浆无侧限抗压强度和浆液水灰比随着龄期的变化规律呈指数关系。在完全压滤作用下,抗压强度随着压力的增大而大幅提高,且强度随龄期呈二次多项式规律变化,如在0.8 MPa压力作用下,粘土水泥浆材结石28 d无侧限抗压强度增大3倍左右;抗压强度随着粘土加量的增大而减小,粘土加量在50%~60%间出现大幅下降。研究表明,在注浆工程中采用粘土水泥浆材时,应尽可能创造条件产生较充分的压滤效应,控制粘土加量不超过50%,水灰比在2∶1左右,可以获得足够的强度指标。适量添加粘土,这类浆材完全可以用于注浆加固工程中。

新型可控性粘土水泥膏浆试验研究

本文研究了一种改性粘土水泥膏浆。通过对其凝胶时间、流动度、粘度、屈服强度,及结石体性能等进行大样本长周期室内试验,与常规水泥基注浆材料及水泥膏浆比较,表明该改性粘土水泥膏浆具有抗水冲释、浆液的凝胶时间可调、浆材扩散范围可控等优点。针对湖南托口水电站河湾地块防渗工程中,平均厚80 m的上部中等透水红层和最大孔深80 m的下部溶蚀地层,灌注常规水泥浆材耗浆量大、灌浆存在单层夹饼等问题,通过生产试验,表明应用改性粘土水泥膏浆辅以常规浆材可实现控制灌浆,降低造价明显、提高工效显著,其性能指标也能满足工程要求。

松软地层脉动灌浆封孔浆体止浆机制初步研究

浆体封闭脉动灌浆是松软地层防渗加固的有效手段,但封孔浆体的止浆机制尚不明确。基于工程断裂力学以及宾汉姆流体同心环状劈裂流动模型,对脉动灌浆封孔浆体的止浆机制进行了定性分析,并基于能量守恒,推导出了脉动灌浆封孔浆体止浆的控制方程。分析了脉动灌浆封孔浆体的止浆能力与浆液流变性能、封孔浆体性能以及脉动频率的关系,封孔浆体的承载极限灌浆压力随浆液塑性黏度和屈服应力的增大而增大,随封孔浆体塑性强度的增大呈线性增加,随脉动持续时间的增加而减小,随脉动间隔时间的增大而增大,随封孔高度的增加不断增大。利用自制室内试验装置,验证了脉动灌浆封孔浆体的止浆机制。在南水北调中线河南鹤壁段引水渠边坡防渗工程中,针对松软地质条件,采用封孔浆体止浆技术对边坡工程进行了自下而上分段脉动灌浆,灌后抽水试验表明地层渗透系数达到10-5~10-6cm/s,对比传统灌浆工艺节省20%工作量。

松软地层高压灌浆封孔浆体研制及应用论证

在松软地层进行防渗工程施工时,存在钻孔易塌孔,灌浆难起压易导致垂向挤密抬动,灌浆易漏浆串浆导致耗浆量大,灌浆过程难控制等技术难题。传统的"袖阀管灌浆法"、"预埋花管法"、"孔口封闭灌浆法"等工法在深厚松软地层的施工中很难达到设计要求。为降低成本、提高工效,研究提出一种"自下而上,浆体封闭,高压脉动灌浆"新工法,介绍其中的"浆体封闭技术"成果。针对施工工艺要求,研制出低强度快凝硬塑状封孔浆体,通过实验得到性能参数;基于浆体封闭力学机理,对封孔效果进行论证,结果表明,在灌浆过程中,封孔浆体材料具备足够的止浆、耗能作用;对灌浆所需的最低注浆压力进行了计算,为选择注浆设备提供依据;另外,对自下而上灌浆施工中,提管所需的拔管力进行了计算,为提高工效、避免灌浆管出现抱死事故,提出边灌边转工艺方法,可使灌浆管顺利提升,即使在深孔情况下也无需使用拔管机。通过在怀化托口水电站河湾地块深厚松软红层进行原型试验,验证研制的封孔浆体的应用效果,分别在浅孔全段注入、深孔(最大达120 m)孔底以上20 m深注入封孔浆体材料,实施"自下而上,浆体封闭,高压脉动灌浆"。试验中8 m深松软层达到1.5 MPa以上的灌浆压力,120 m深可达到近8 MPa的灌浆压力(均为孔口压力),地层抬动仅为12 mm,灌后效果达到设计要求,表明在高压灌浆情况下,封孔浆体使用效果良好;建议在深孔注浆过程中,灌浆管边灌边转,无需使用拔管机,工艺更便捷、高效。理论研究和工程实践表明,在松软地层实施高压灌浆,采用浆体封闭技术是可行的,研制的封孔浆体性能能满足施工工艺要求。

一种适合松软地层高效控制灌浆的新工法——自下而上、浆体封闭、高压脉动灌浆

全(强)风化岩体、松散土层、砂砾层、节理裂隙密集发育岩体等松软透水岩土体的防渗加固工程中存在钻孔易塌孔,灌浆难起压易导致垂向挤密抬动,灌浆易漏浆串浆导致耗浆量大,灌浆过程难控制等技术难题,研究提出"自下而上、浆体封闭、高压脉动灌浆"新工法,技术之一是基于以浆止浆的理念,钻孔后,在灌浆管与孔壁间注入封闭浆体材料,在注浆过程中达到消能阻浆的目的,技术之二是采用脉动高压实现对灌浆段的有效控制灌浆,使松软地层的土体强度与防渗性能得到较均匀有效提高,可实现自下而上,连续小间隔提管灌浆,极大地提高工效。在托口水电站河湾地块进行系列现场灌浆试验表明,该工法完全可行,且较大地节省成本,提高了工效,可在类似地层防渗加固工程中推广应用。

松散地层脉动与稳压灌浆室内试验研究

开展松散地层控制灌浆工艺研究具有重要的工程实践意义。开发了一套室内松散地层灌浆模拟试验装置,可模拟受灌体弹塑性边界,对比进行稳压灌浆与脉动灌浆试验。试验结果表明,在相同围压(0.2 MPa)、水固比(0.6)、不同灌浆压力(0.1,0.2,0.4 MPa)条件下,脉动灌浆灌后结石体7 d强度明显优于稳压灌浆,且强度值分布较均匀。电镜扫描表明,脉动灌浆后的土体呈团状结构,较常规灌浆后的絮状结构更紧密。脉动灌浆参数影响试验表明,采用较大的脉动灌浆压力有利于受灌体挤密,但压力过大更易劈裂扩散,造成浆脉变薄、结石强度降低;采用较小的水固比不利于浆液的扩散,但水固比过大会导致结石体厚度变薄、强度降低。试验论证了松散地层灌浆采用脉动灌浆工艺更加适宜,但需合理控制灌浆压力和水固比。

穿江隧道对堤防工程影响研究

采用数值方法,通过多工况模拟,分别对隧道的覆土厚度、隧道匝道出入口离堤防的距离、隧道主出入口与堤防的相对距离以及地下水等因素进行影响分析,研究堤防工程的渗透稳定及变形趋势。研究结果表明:在堤防工程的护堤地范围内,穿江隧道匝道出入口离堤防的距离越近且地下水位越低时,水力坡降越大,对堤防的渗流稳定越不利;但地下水位越高时,堤顶与地表沉降越大,对堤防的沉降稳定越不利。隧道覆土厚度几乎不影响堤防的水力坡降,但会影响堤防的沉降变形,覆土厚度必须按规范或经验限定。隧道主出入口与堤防的相对距离越近且地下水位越低时,水力坡降越大,但相对距离及地下水位的改变对沉降影响很小。

适应深厚复杂岩土层防渗灌浆的可控性黏土水泥稳定浆材及快速配制

深厚复杂岩土层同一钻孔的可灌性差异显著,灌浆材料要随机应变,灌浆工艺方法要适应性强。现有的灌浆材料可控性不足,可灌性单一;目前的灌浆方法在每一灌浆孔段,逐级变浆,浆材扩散难以控制,弃浆浪费严重,施工工效低。充分考虑灌浆施工工艺的实际要求、灌浆材料性能优化等,通过大样本室内试验,利用黏土的良好性能、水玻璃系浆液塑性黏度和屈服强度很低、水泥等的固化和强度特性以及改性剂,研制一种可控性黏土水泥稳定浆材,不仅性能指标满足一般工程的防渗要求,而且浆液流变参数、凝结过程、结石体参数等可在较大范围内调整。对于复杂地层,依据受灌岩土体性质的差异,选用研制的可控性浆材和相应的供料方式,可实现浆材的快速配制,变浆便捷,弃浆少,成本低。在托口水电站河湾地块防渗帷幕工程中,已完成的灌浆试验表明,与传统浆材和施工方法相比,注入量降低约65%,施工台月效益(m/(台.月))提高约30%,灌浆质量达到设计要求,研究成果可在该工程及类似工程中推广应用。

溶蚀岩体的溶渗作用及岩溶坝区的渗透性研究

溶蚀岩体的溶蚀作用漫长而不均,处于岩溶坝区其溶渗作用会显著加剧,机理更为复杂。坝区的渗透特性受高应力场的作用,其固有的非均质各向异性更趋复杂,采用确定性的方法不能准确的描述其本质特性。在分析溶蚀岩体溶渗作用的基础上,对K.G.Magomedov预测模型进行了讨论,提出了岩溶管道渗透特性的处理方法。对岩溶坝区透水性随机场进行分析,考察岩溶坝区主要的两场作用,即渗流与应力场的耦合,基于Taylor随机有限元建立了渗流应力耦合的随机微分方程格式,并对耦合随机模型反演求解渗透参数提出了思路。

岩土工程风险分析及应用综述

系统分析了岩土工程不确定性的根源及其分析方法,总结了降低不确定性的途径。系统评述了岩土参数随机场估计、随机变量描述方法以及模型不确定性研究。对几类典型岩土工程问题的风险分析方法、研究现状及其工程应用进行了总结。对目前岩土工程风险理论及其应用的前沿问题进行了研究和展望。研究指出岩土工程风险分析待研问题主要有:系统的风险源辨识方法包括风险源辨识的可视化研究,不确定性因子的合理描述研究,极限状态包括失效模式的仿真研究,不确定性计算包括应用信息融合技术数据挖掘技术研究,目标可靠度研究,风险转嫁风险交换的量化及风险跟踪的实施研究,风险的反分析研究等。展望岩土工程风险分析与应用:风险分析反映了对工程设计的综合性要求,表现了安全与经济的统一;定量风险分析作为决策工具或传统设计的补充,可给决策者提供更多的辅助评价信息,提高了结果的置信程度;但现在能描述的还只是“随机性的确定性模式”,工程师们只有使用“保守的”选择,以适应和弥补不完全的认识与有限的资料的条件。

灌浆防渗帷幕施工质量与耐久性评价综述

本文综合评述了灌浆帷幕施工质量检测与评价的主要方法,常规钻孔压(注)水试验检查渗透性能和抗渗透变形能力、结石体质量评价幕体强度、物探技术及开挖等方法评价帷幕缺陷和帷幕体厚度。帷幕耐久性涉及注浆材料的耐久性和幕体结构的耐久性两方面,研究方法主要有室内抗溶蚀耐久性和加速老化试验、现场疲劳压水试验、现场水质和析出物等理化分析、渗流渗压监测和帷幕稳定性预警监测分析、钻孔取芯进行结构性能研究、数值模拟等。最后指出,采取钻孔压水试验和物探检测等多种方法综合评价帷幕的质量更为合理;利用多种方法综合评判帷幕的耐久性,结论可信度高。

岩土工程参数多重相关性的度量

表征岩土体特性的物理力学参数往往是一些不确定性变量,它们相互交叉影响、互为因果,存在互相关性。对于多变量的情形,由于自变量之间的相互作用,各自变量与因变量之间的相关关系不是简单相关系数所反映的情况。基于偏最小二乘法的回归理论,引入偏相关系数,辨识和度量岩土体的各物理力学参数之间的关系,并给出了算法实例和分析实例。工程算例表明,偏相关系数与简单相关系数有较大差别,这是由于多变量中重叠信息的交叉影响的结果,偏相关系数更准确、真实地反映变量之间的相关关系。

极端条件下堆石坝溃坝风险及应急预案

考虑洪水漫顶条件下的溃决模式,拟定汛限水位、校核洪水位与校核洪水流量、多年平均入库流量的极端组合方式,采用DB-IWHR模型计算堆石坝溃坝洪水过程;利用MIKE 21模拟洪水演进过程,取支流历史最大洪水过程并使其与干支流洪峰遭遇,评估洪水对下游的淹没风险。以涔天河大坝为例,根据库容、堆石材料参数等确定不同入库洪水组合方式及坝体侵蚀特性,结果表明:构建的溃坝及洪水演进模型能较好模拟溃坝过程及溃坝洪水对下游的淹没风险特征。最后提出库坝安全运行建议,并制定避洪转移预案。

坝基承压热水抬升作用对江垭大坝及近坝山体的影响评价

江垭水库为一等大(Ⅰ)型水利工程,大坝为全断面碾压混凝土重力坝,最大坝高131 m,于1998年10月下闸蓄水,1999年9月经观测发现大坝及近坝山体有不同程度的抬升现象,2004年水利部专家组认为其主要原因是坝基存在承压热水含水层,蓄水后承压水头增大所致。综合分析近10余年来的监测资料,构建有限元模型,反演坝体现状物理力学参数,进行结构计算分析。总体表明,抬升作用下,大坝及近坝山体尚处于安全状态,但要做好极端低温条件下的坝体局部防护措施,适当增加两岸坝肩监测设施和监测频次。

水工金属结构新型环氧防护涂料性能及应用研究

水工金属结构长期处于潮湿、温度变化、水流冲蚀、气蚀等复杂不利环境,易出现结构损伤、渗透破坏等病险,严重威胁结构的正常运行。为解决传统环氧防护涂料存在的耐候性差、抗冲磨性能不佳、长期防护效果不理想等问题,根治水工金属结构病害,文章研发了适应低温、潮湿、水下环境的新型系列环氧防护涂料,研究其附着力、抗冲磨性、耐候性等性能指标,提出水工金属结构修复施工工艺,并在东坪水电站开展现场应用研究。研究表明,固化后的涂层与钢板之间的附着力达11.14 MPa,抗冲磨强度达1 017.36 h/(kg·m^(-2)),在60个人工紫外线加速循环条件下不变色,耐腐蚀性和柔韧性良好。研究成果对类似结构的防护与修复具有一定借鉴作用。

松软地层防渗灌浆帷幕结构性状实验研究

松软地层透水率较大,防渗灌浆工程吃浆量相对较大,浆液扩散极不规则,形成的防渗帷幕,包括防渗幕体厚度、力学性能、防渗效果等结构性状难以准确把握,现有的方法和技术主要采用压水试验、标贯、钻孔取心、物探等方法获取相关信息,但带有极大的不确定性,直接影响到防渗质量的评价。在现场进行多工况灌浆原型试验研究,通过注水试验、孔斜测定、取心测试、全断面开挖等多种方法,真实呈现防渗幕体的性状,包括幕体有效厚度及其影响范围、幕体强度性能和渗透性能。结果表明,在松软地层采用"浆体封闭、脉动灌浆"控制灌浆工艺,孔距1.5m,两排排距0.8m,并采用适宜的灌浆控制参数灌注可控性黏土水泥浆材,简便高效,孔周挤密区、结石体及胶结体形成的有效幕体均一性好,防渗效果达到5lu以下,灌后28d结石体强度达到3MPa以上。灌浆工艺和参数可直接供类似地层应用。对于不同类型地层在不同灌浆材料、灌浆工艺、灌浆参数情形下的灌浆结构性状,有必要研发物理模型进行大样本室内试验研究。