再分散法制备低角度依赖结构色织物

为了研究更为绿色环保的染色技术,提出了以再分散法在纺织品表面构筑非晶光子晶体结构。将经过一次重力沉降后的二氧化硅薄膜刮下,经过研磨后在织物上进行二次重力沉降,即可将非彩虹结构色与纺织品相结合。在不同温度的自组装环境下,以不同的二氧化硅质量浓度以及不同体积在不同的组织结构上进行实验,研究温度、质量浓度、体积、组织结构等因素对非晶光子晶体结构的影响。结果表明:当二氧化硅悬浮液质量浓度为25 mg/mL时,体积为2 mL时,在40℃的环境下进行自组装可获得较好的非晶光子晶体结构色织物;在同等实验条件下,选择的织物的组织结构越平整,纱线排列越紧密,织物内的孔隙越小,最终组成的颜色效果越佳。

基于PSO-SVM算法的软土复合固化剂最优配比

为实现软土复合固化剂最优配比的准确预测,首先根据固化土无侧限抗压强度(qu)的试验结果,建立了基于支持向量机的固化土qu预测模型,然后以固化土最大无侧限抗压强度为目标函数,结合粒子群优化算法(PSO),提出了软土复合固化剂最优配比的PSO-SVM耦合算法,最后讨论了最大迭代次数(N_(max))和粒子数(N_(p))对PSO-SVM算法预测结果的影响.算例分析表明:PSO-SVM算法预测精度优于响应面法,可适用于某一龄期下任意软土复合固化剂最优配比的确定,在采用PSO-SVM算法预测时,建议参数设定为N_(max)≥60次,N_(p)≥40个.

基于SVM的固化土无侧限抗压强度模型

为实现较少试验次数下固化土无侧限抗压强度(qu)的准确预测,提出了基于支持向量机(SVM)的固化土qu的预测模型.以固化剂各组分掺入比、龄期、初始含水量、固化剂掺量等因素为输入量,固化土的qu作为输出量,以径向基为核函数,采用网格搜索法和交叉验证法进行参数优化,建立了基于SVM的固化土qu的预测模型.算例分析表明:该模型适用于任意条件下固化土qu的精确预测,且在较小试验成本下实现与响应面法相当的预测精度.

考虑固化剂掺量影响的镁质水泥固化土非线性本构模型

为准确描述不同固化剂掺量Wg下镁质水泥固化土的力学特性,通过开展不同W_g下固化土的室内试验,提出了镁质水泥固化土的非线性本构模型。采用新型环保的镁质水泥复合固化剂加固淤泥,并对不同Wg下的镁质水泥固化土进行扫描电镜(SEM)试验、一维压缩试验和不排水三轴试验。结果发现:镁质水泥固化土具有显著的结构性,且随着Wg的增加,结构屈服应力越大,水化产生的胶凝材料增加了土颗粒间的黏结力,水化产物逐渐填充土体孔隙,镁质水泥固化土的应力-应变曲线由加工硬化型逐渐转变为加工软化型。根据试验结果,提出了一个能涵盖固化剂掺量影响并能实现应力-应变关系转型的镁质水泥固化土本构模型。算例验证该本构模型预测结果与试验结果比较吻合,能较好预测任意Wg下镁质水泥固化土的应力-应变关系。

基于扰动状态概念理论的固化淤泥一维压缩模型

采用低碳、环保的镁质水泥对淤泥进行固化处理,研究了不同龄期下固化淤泥一维压缩特性。采用新型环刀制样方法,开展了镁质水泥固化淤泥的一维压缩实验研究。结果表明:固化淤泥的压缩曲线与结构性土变化趋势类似,固化淤泥的ln(1+e)–lgσ′v曲线存在一个明显的拐点(结构屈服应力),且随着龄期的增长,固化淤泥的结构屈服应力逐渐增大。基于扰动状态概念理论,提出了能反应固化淤泥强化与弱化并存的一维压缩模型,试验验证了该模型可以较好预测任意龄期下固化淤泥的一维压缩特性。

硫氧镁水泥固化沿海风电场滩涂软土加固机理及微观特性分析

沿海风电场滩涂软土含水率高,压缩性大,必须对其加固才能进行风电基础施工。为研究硫氧镁水泥固化滩涂软土的加固机理及微观特性,开展了硫氧镁水泥复合固化剂加固滩涂软土的XRD试验以及不同初始含水量(w)、固化剂掺量(W_(g))和龄期(T)下固化滩涂软土的扫描电镜(SEM)试验,利用图像处理技术研究固化滩涂软土微观孔隙、微观颗粒形态以及接触面积率(RCA)受W_(g)、w和T影响的规律。研究结果发现,固化滩涂软土主要由石英、5Mg(OH)_(2)·MgSO_(4)·7H_(2)O相(简称5·1·7相)、白云石、叶腊石、M-F-A-S凝胶相以及少许CaO和MgO构成,固化机理包括改性硫氧镁水泥的水解和水化反应、离子交换及填充作用和碳酸化作用,固化滩涂软土微观孔隙可分为凝胶、接触和骨架3种类型,固体颗粒呈叶片状、颗粒状和凝块状3种形态。微观结构参数(R_(CA))与宏观力学参数,即初始切线模量E_(i)和强度指标(c和φ)均随w的增加而减小,随着W_(g)和T的增加而增大。最后建立了固化滩涂软土的R_(CA)与E_(i)、c、φ之间的函数关系。

盾构施工与波浪荷载耦合作用后软土力学特性

针对波浪循环荷载作用和盾构穿越海堤过程中的施工扰动对下卧软黏土地基的弱化效应问题,研究了盾构施工与波浪荷载耦合作用后海洋软土的强度和刚度变化规律。通过逐步降围压的方式模拟盾构施工过程中的地层损失所引起的应力释放,循环加载3 000次模拟波浪荷载长期作用,开展了波浪和盾构施工耦合作用后的软土空心圆柱扭剪不排水剪切单元体试验。试验结果表明:(1)在盾构施工与波浪荷载耦合作用下,软黏土的强度和刚度均随围压变大而增强,在同一围压下,二者均随波浪循环次数和土体损失率(δ)的增大而减小。(2)在相同的波浪循环剪切次数下,软黏土初始切线模量随δ的增加而呈线性递减趋势,而软黏土黏聚力和内摩擦角随δ的增加而呈现非线性减小。波浪和盾构施工耦合作用后软黏土的强度和刚度均呈现不同程度的衰减,二者耦合扰动作用对软黏土的弱化效应在实际工程中应充分重视。此研究对探讨复杂扰动条件下海洋结构性软土力学特性规律,丰富和发展扰动状态下结构性软土的计算理论,以及对海岛基础设施建设具有重要的参考价值。

非晶光子晶体结构色织物的制备及其研究进展

非晶光子晶体结构色呈色明亮,制备过程节能环保,与光子晶体结构色相比,不会随观察角度的变化而变化,在纺织印染行业具有较大的发展潜力。本文综述了非晶光子晶体结构色的生色原理、非晶光子晶体的分类、非晶光子晶体结构色织物的制备方法及国内外的研究进展。最后对非晶光子晶体结构色织物制备中存在的问题和其结构色织物未来研究方向进行了分析,并指出关键问题,从而促进非晶光子晶体结构色织物的实际应用。

电石渣草木灰复合固化剂加固工程废弃有机质淤泥试验研究

以电石渣和草木灰为主要原料,基于响应面法结合无侧限抗压强度试验研发新型绿色复合固化剂(PZ-1),并通过SEM与XRD分析揭示PZ-1加固有机质淤泥的作用机理。结果发现:随着电石渣和草木灰掺量的增加,固化有机质淤泥的无侧限抗压强度分别呈先提高后降低和持续提高的现象,但电石渣的影响更显著;PZ-1电石渣与草木灰最优配比为20∶14;电石渣中的氢氧化钙中和了有机质淤泥中腐殖酸,为固化反应提供了碱性环境;固化产物主要有C-S-H胶体、方解石、白云石和钙矾石,其中C-S-H提高有机质淤泥的结构性,而方解石、白云石以及钙矾石填充了淤泥的孔隙,增强了淤泥的致密性。

硫氧镁水泥复合固化剂加固淤泥质土的试验研究

针对淤泥质软土含水量高、强度低、有机质含量高的特点,以节能、环保的硫氧镁水泥为主固化剂,开展镁质水泥复合固化剂加固淤泥质土的室内试验研究。首先通过分析有机质、含水量及镁质水泥掺量对淤泥质土固化效果的影响,确定硫氧镁水泥固化软土试验的基准配比,再通过双掺试验确定水玻璃、熟料和硅灰作为复合固化剂的外加剂。然后,以固化土的7d无侧限抗压强度为评价指标,设计三因子五水平的中心组合试验,结合响应面法研制了最优硫氧镁水泥复合固化剂TZ18,最后通过电镜扫描技术分别对普通硅酸盐水泥固化土、硫氧镁水泥固化土以及TZ18固化土的微观结构进行对比分析,结果表明:与同一龄期下的前2种固化土相比,TZ18固化土生成的水化产物更多,颗粒间联结更强,微观结构特性更稳定。