铜尾矿增强聚丙烯复合建筑模板制备及性能研究

以铜尾矿和聚丙烯为主要原材料,经外加剂的作用制备铜尾矿增强聚丙烯复合建筑模板。采用正交试验探究了铜尾矿、偶联剂、成核剂用量及铜尾矿细度对材料力学性能和热稳定性的影响规律,并对配合比进行优化设计。研究证实,铜尾矿用量15%,细度为500目,偶联剂用量0.4%,成核剂用量0.5%时,材料满足邵氏硬度大于66.0 HD,冲击强度大于30.0 kJ/m~2,弯曲强度大于35.0 MPa,弹性模量大于1450 MPa,维卡软化点大于84℃,加热后尺寸变化率小于0.15%。

“工程地质”课程全英文教学实践与思考

随着全球一体化进程的飞速发展和我国“一带一路”倡议的实施,来华国际留学生与日俱增。因此,全英文课程的开设,不仅能提高国内高校在校生的教学质量,也为留学生来华学习奠定了良好基础。以“工程地质”课程(全英文)近五年来的建设和教学经验为基础,详细分析了全英文课程的现状与存在的问题、推进全英文课程的对策,以及教学效果与课程改革展望,其中推进全英文课程的对策包括精挑细选——为留学生设计适合的教学内容、中西合璧——为留学生提供了解中国的窗口、内外兼修——为留学生打造专业的教师队伍,以期激发学生的内驱力、提高教学质量、提升学生的课堂参与度,实现兼具专业知识和科技英语技能的复合型研究人才的培养。

基于电阻率静力触探的膨胀土膨胀性原位评价应用研究

现行的膨胀土膨胀性能评价手段费时、复杂且难以反映膨胀土场地地基的真实状况,亟需发展先进的原位测试方法和技术,实现现场快速、准确的膨胀土膨胀特性评价。结合前期研究,本文以电阻率静力触探(RCPT)作为原位评价技术,采用商用高岭土和膨润土按质量比拌合配置人工膨胀土进行定量分析,并以两种天然膨胀土进行验证。开展室内四电极法电阻率测试,探明膨胀土自由膨胀率随电阻率的变化规律,通过电阻率影响因素之含水量变化指数b作为中间参数,构建了基于电阻率指标的膨胀土膨胀性能评价模型。采用自主研发的电阻率CPT标定罐贯入系统,研究了原位实测电阻率参数评价膨胀土膨胀性能的适用性,并验证了室内四电极法和原位电阻率CPT测得的电阻率之间呈1∶1的线性关系,电阻率CPT可以作为原位膨胀土膨胀性能评价技术。研究表明,膨胀土的电阻率参数随自由膨胀率的增加而增加;膨胀土电阻率与自由膨胀率之间呈指数定量关系;电阻率指标可以作为原位膨胀土膨胀性能表征指标。

基于生物地理优化的人工神经网络模型预测软土的固结系数

软土固结系数Cv是岩土工程结构设计中的重要参数,测试固结系数需要花费大量的时间和成本。基于生物地理学优化算法(biogeographical optimization algorithm,BBO)来改进人工神经网络(artificial neural network,ANN)模型,使用生物地理优化的人工神经网络(ANN-BBO)模型对软土固结系数进行计算。基于连淮高速公路改扩建项目的路基软土数据对计算模型进行了训练和测试。通过相关系数矩阵和主成分分析对软土的11个物理力学参数进行了统计分析,确定了7个参数作为计算模型的输入参数,并对计算模型进行了训练和测试;模型通过相关系数、均方根误差和方差比进行检验,并对误差进行了统计分析;采用蒙特卡罗模拟对计算模型的鲁棒性进行了分析。结果表明:ANN-BBO模型可以用于估计软土的固结系数,相关系数R^(2)=0.9471,均方根误差RMSE=0.1657×10^(-3)cm^(2)/s,方差比VAF=94.54%;ANN-BBO模型预测精度明显优于ANN模型;ANN-BBO模型的鲁棒性比ANN模型更好。

半干旱黄土区山毛桃树干液流变化特征及其与环境因子的相关分析

以半干旱黄土区山毛桃为研究对象,开展树干液流和气象指标、土壤水分含量等环境因子监测,分析在不同时间尺度下液流速率与环境因子的相关性差异,确定主要影响因子,对于理解植物蒸腾对环境的响应机制和时间尺度转化具有重要的意义。结果表明,山毛桃液流速率呈明显的昼高夜低的变化规律,且在非降雨天主要受100 cm以下深层土壤水分影响,降雨过后则主要与100 cm和120 cm深度的土壤水分有关;在月尺度下,饱和水汽压差对于液流速率变化的贡献量达90.2%,是关键控制因子;在日尺度下,太阳辐射对液流速率的影响最大,其次是空气温度,贡献量所占比例分别为58.1%和14.4%;在小时尺度下,对5、6月液流速率的影响最大的环境因子是空气温度,7、8月是太阳辐射,而9月则是饱和水汽压差。研究认为,随着时间尺度的扩展,环境因子对山毛桃液流速率的控制影响愈加强烈。

半干旱黄土丘陵区不同立地柠条光合特性研究

以半干旱黄土丘陵区典型流域内不同坡面上广泛分布的人工柠条林为研究对象,利用CIRAS-I型光合仪测定其光合指标和环境因子的日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对柠条净光合速率的直接和间接影响。结果表明,1)9:00-18:00,光合有效辐射、空气温度及空气湿度的日变化呈先增大后减小,空气CO_(2)浓度在小范围内呈减小态势,各因子之间存在关联性,坡向对环境因子的影响程度大于坡位。2)受环境因子的影响,柠条光合生理特征值在南坡变化活跃,东坡相对稳定,具体在不同坡向间表现为净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_(2)浓度东坡大于南坡,叶片温度、水分利用效率、气孔限制值南坡大于东坡;在不同坡位间表现为净光合速率均值在南坡,下坡>中坡>上坡;在东坡,上坡>下坡>中坡。3)南坡净光合速率的决策因子为空气温度,限制因子为光合有效辐射,环境变化能解释53.4%净光合速率的变化;东坡净光合速率的决策因子为光合有效辐射和空气湿度,限制因子为空气温度,环境变化能解释34.4%净光合速率的变化。在半干旱地区,水分和光照是柠条林维持生长必不可少的条件,前人对该区已有的研究表明柠条的生长状况与浅层土壤水分条件一致,东坡优于南坡,下坡优于中、上坡,而且柠条栽植初期较幼依赖光照,中后期较依赖水分。结合本研究结果,认为该区柠条林建植应优先选择在东坡和南坡下坡位,这样才能持续健康生长。

基于SCPTU测试的小应变硬化土模型参数确定方法及应用

小应变硬化土(HSS)模型是基坑工程开挖分析采用的主要模型,其可靠性取决于土体参数的合理选取。本文提出基于地震波孔压静力触探(SCPTU)测试的土体HSS模型参数取值方法。由于SCPTU测试在土体原位状态下进行,克服了室内试验存在的取样扰动问题。通过太湖隧道基坑工程SCPTU测试,确定了土体的HSS模型参数。将该参数应用于室内试验和基坑开挖模拟,并且与实测结果进行了比较。结果表明:数值模拟获取的土体固结不排水三轴剪切试验及压缩试验应力-应变曲线与实测值较为吻合,基坑开挖完成后围护结构水平位移实测值与模拟值也较为一致,验证了基于SCPTU测试的土体HSS模型参数确定方法的适用性。

基于CPTU测试的高速公路改扩建新老地基土工程特性评价研究

软土地基上进行高速公路扩建项目面临着极大的挑战,必须对新老地基土体的工程特性进行全面的评价。传统室内试验方法会对土体产生扰动,而且时间长、成本大。孔压静力触探(CPTU)技术作为一种新型的原位测试方法,可以测试锥尖阻力、侧壁摩阻力与孔隙水压力等参数,而且具有多功能、连续性、高精度等优点,在国外得到广泛的应用。采用多功能CPTU技术对京沪高速公路扩建工程新老地基土体进行原位测试,基于承载力理论与孔穴扩张理论分别解译了新老地基土体的应力历史、变形与固结特性参数。研究发现:该方法可以更准确地确定软土层的分布、厚度和深度,可为进一步分析新老路基差异沉降的计算提供科学依据,更好地指导路基拼接相互作用与地基处理的设计和施工。

基于随机块石模型的土石混合边坡稳定性分析方法研究

为了准确地分析土石混合边坡的稳定性,克服传统有限元方法分析土石混合边坡的不足,提出一种考虑块石随机分布及含量的土石混合边坡稳定性分析方法。该方法根据土石混合边坡中的块石含量及级配,随机生成了含石率从10%~60%的土石混合体模型,每种含石率均考虑8种不同的块石分布位置,最后将生成的模型导入到OPTUM G2中建立土石混合边坡模型,采用有限元极限分析法对土石混合边坡的稳定性进行了分析,并将计算结果与采用两种等效强度参数模型所得的结果进行对比分析。研究结果表明,由于块石空间分布位置的不同,相同含石率下土石混合边坡的最大、最小下、上限安全系数变化较大;土石混合边坡坡体中的塑性区不再是圆弧型,而是呈现出'绕石'、'分流'和'包含'三种典型的扩展模式;采用两种等效强度参数模型与随机块石模型所得的边坡安全系数存在较大差异。研究成果可为土石混合边坡的设计及施工提供参考依据。

千枚岩饱水状态下软化效应试验分析

陕西省汉中地区发育大量软变质岩,在雨水浸润的条件下极易软化造成边坡失稳破坏。以略阳县菜籽坝楔形块体的千枚岩为研究对象,设计了在不同浸水条件下的岩石直剪试验,揭示了千枚岩在水岩作用下的破裂形式及劣化效应。研究结果表明:在浸水条件下,岩石力学参数随浸水时间增加而降低,至14 d时变化微弱,逐渐趋于稳定;浸水初期颗粒间相互摩擦导致产生较多岩粉,浸水中后期颗粒在水岩作用下产生磨圆效应,颗粒间滑动使得岩粉明显减少;水岩作用对千枚岩力学特性的影响依次为:黏聚力>峰值应力>内摩擦角;根据扫描电子显微(scanning electron microscope,SEM)观察,得出岩石浸水软化是由微变形逐渐量化至宏观破坏的过程;千枚岩结构面粗糙度受水岩作用影响严重,是诱发陕南地区软变质岩滑坡灾变的重要因素。

贵州气象灾害对百香果影响及防灾减灾技术措施研究

贵州是全国自然灾害损失较严重的省份之一,对百香果影响程度深,严重制约贵州百香果的发展。本文以实践经验为基础,总结旱灾、洪灾、高温及冰雹灾害对贵州百香果的影响,并提出防灾减灾技术措施,以期为种植主体缓解灾害影响提供帮助。

功能性渗蓄生态建筑材料的制备及性能研究

为促进海绵城市建设及固体废弃物资源化,利用铜尾矿、膨润土为填充料,再生烧结砖作骨料,以水泥为胶凝材料,制备同时具有“吸、蓄、渗、净”等功能的渗蓄生态建筑材料。采用正交试验对材料配合比进行优化设计,并研究在最优配合比基础上该材料的植物生长及水质净化效果。试验结果表明:铜尾矿、膨润土用量分别为15.0%和7.5%,水灰比W/C取0.90时,材料28 d抗压强度>4.0 MPa,渗透系数>4.0 cm/s,吸水率>21.0%;采用泥浆覆盖法培养出的碱茅和四季青效果较好,可分别作为水利工程和海绵城市建设的最优选择;经材料净化后,悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)和氨氮(NH3-N)等杂质浓度分别降低约53.3%,29.6%,51.9%,25.6%,且培养植被后对水溶性杂质的净化效果更强,经材料吸附的磷、氨氮等部分物质对植被生长更有利。

软土地层基坑开挖扰动及土体再压缩变形研究

软土地层基坑开挖会对坑底土体产生严重扰动,受开挖扰动影响,坑底土体应力状态和力学性质将发生变化。因此,正确评价开挖扰动程度及扰动对土体工程性质的影响十分重要。通过对现有施工扰动评价方法的总结,以太湖隧道基坑工程为例,采用有限元模拟方法研究了不同开挖深度下坑底中心土体扰动度分布规律及强扰动区深度。进一步,以不排水抗剪强度为评价指标,建立了基于孔压静力触探(CPTU)锥尖阻力的黏性土开挖扰动评价方法,并与有限元扰动评价结果进行了对比,取得了较为一致的结果。最后,采用考虑土体扰动的沉降计算方法,结合有限元扰动度计算结果,对不同基底附加应力下坑底扰动土体的沉降变形进行了计算。计算结果表明,扰动会显著增加地基沉降量,当基底附加应力从100 kPa增加至150 kPa时,考虑土体扰动的地基沉降量与不考虑土体扰动的地基沉降量比值将从1.43增加至2.24。

基于多功能CPTU测试的基坑开挖扰动深度确定方法

基坑开挖卸荷扰动区深度的确定是基坑设计的重要指标。现有的关于扰动区深度的确定大都采用室内试验方法,无法反映土体的原位应力状态。基于多功能孔压静力触探(CPTU)原位测试,对南京、无锡、常州3个基坑工程进行开挖前、后的原位测试,分析了开挖卸荷对锥尖阻力q_(t)、侧壁摩阻力f_(s)、摩阻比R_(f)、电阻率ρ的影响;进一步结合室内卸荷回弹试验,提出了基于原位测试的基坑开挖扰动深度确定方法。结果表明,对于粉土和粉砂地基,开挖卸荷会使锥尖阻力和侧壁摩阻力降低,且随着土体埋深增加,其影响程度逐渐减小;对摩阻比和电阻率影响则较小;基坑开挖扰动区深度为CPTU锥尖阻力qt衰减20%时对应的深度距坑底开挖面的距离。

低温对西番莲采后贮藏品质的影响

目的探究低温贮藏对西番莲采后贮藏保鲜效果的影响。方法以西番莲为实验材料,检测西番莲果实的皱缩指数、质量损失率、好果率、色差、相对电导率、丙二醛含量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量、可溶性蛋白含量和SOD酶活性等生理生化指标的变化,研究低温贮藏(3,8,13℃)对西番莲采后生理和营养品质的影响。结果在8℃下贮藏的保鲜效果优于3,13℃组,其可以有效地维持果实的色泽和好果率,抑制质量损失率、皱缩指数、相对电导率和丙二醛含量的增加,保持较好的可溶性固形物、可滴定酸、Vc、可溶性蛋白含量,提高果实的SOD酶活性,较好地保持了果实的贮藏品质。结论西番莲采后在8℃下贮藏对果实贮藏保鲜的效果最佳,可以有效地延缓果实衰老。

基于CPTU数据融合技术的黏性土应力历史与强度特性评价研究

超固结比(OCR)和不排水抗剪强度(Su)是土的基本力学参数,对土体沉降变形分析和稳定性计算具有重要影响。采用数据融合技术,结合孔压静力触探(CPTU)测试数据,提出了江苏典型黏性土超固结比和不排水抗剪强度的预测模型。利用特征级数据融合技术(回归树、模型树)与决策级数据融合技术(自举聚合、堆叠泛化)对预测模型的可行性进行分析。将土的超固结比和不排水抗剪强度的预测值、室内试验所得到的参考值以及CPTU传统方法所得到的估计值进行对比分析。结果表明,模型树预测结果比回归树要好,决策级融合算法可以提高回归树的预测结果,但对模型树的预测结果影响较小;叠加回归树和模型树的预测结果会使其预测的不排水抗剪强度比回归树预测的结果要好,但比模型树预测的结果要差;对于几种数据融合模型,OCR预测值大致相当,回归树模型在预测OCR方面稍优于其他数据融合模型,数据融合技术能更好地预测土的超固结比和不排水抗剪强度。

基于现代原位测试CPTU的土体液化势统一评价方法

静力触探(CPT)测试是国际上常用的砂质土液化判别技术,但无法反映孔隙水压力(孔压)对液化行为的影响。能够测试孔压的现代原位测试技术孔压静力触探(CPTU)对砂质土、粉质土具有更高的辨识度和灵敏度,因此在砂质土、粉质土液化评价方面具有独特的优势。通过编译的CPTU液化案例数据库,在简化应力框架下,通过粒子群优化核极限学习机算法、稳健搜索技术和非线性拟合优化分析建立了基于CPTU测试参数的液化阻力比(CRR_(7.5))模型,该模型包括修正的锥尖阻力(qt1N)和土类指数(I_(c,BJ));其中I_(c,BJ)采用Jefferies和Davies提出的形式,包含了孔压参数比(B_(q))。这样所提模型中土壤类型信息直接包含在液化判别公式中,无需根据土壤细粒含量进行贯入阻力的修正,更直接、更符合力学框架,适用于砂质土、粉质土等较广范围的土体;并通过内含Bq的土类指数I_(c,BJ)将砂质土和粉质土液化判别统一起来。最后用中国唐山地震液化案例证明所提模型的准确性和优越性。

三叶木通叶片解剖结构和光合特征对干旱胁迫的响应

【目的】分析干旱胁迫下三叶木通叶片的解剖结构和光合特性,为西南喀斯特石漠化区生态修复植物材料选择提供参考依据。【方法】盆栽喀斯特地区适生植物三叶木通并进行连续干旱胁迫处理,采用常规石蜡切片法和Li-6400光合仪分别测定其幼苗叶片的解剖结构参数和光合参数,分析解剖结构和光合生理特征变化,以及二者间的相关性。【结果】随土壤相对水含量(SRWC)的降低,三叶木通幼苗叶片呈厚度变薄、水含量降低和栅栏组织缩短变紧密等变化趋势;总叶绿素(Chlt)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)下降,水分利用效率(WUE)提高;SRWC降至29%时,大部分解剖指标和光合指标呈显著性差异变化(P<0.05)。主成分分析结果表明,大于1.000的叶片解剖指标特征值中有4个主成分的载荷值差异极大,贡献率达88.195%,主要指标为栅栏组织、下表皮、木质部和海绵组织;大于1.000的叶片光合指标特征值有2个主成分的载荷值差异极大,贡献率达83.277%,指标为Gs和Chlt。相关性分析结果表明,SRWC与叶片水含量(LWC)、Chlt、Pn、Gs、胞间CO2浓度(Ci)、Tr、气孔限制值(Ls)及叶片解剖结构中的叶片厚度、栅栏组织厚度和木质部厚度均呈极显著正相关(P<0.01,下同),与WUE和叶片组织结构疏松度呈极显著负相关。【结论】三叶木通幼苗在干旱胁迫下通过改变叶片结构特征、降低光合作用和提高水分利用效率等方式适应干旱频发的喀斯特环境;SRWC为29%可视为三叶木通幼苗受干旱胁迫的起点;栅栏组织、海绵组织、木质部及Gs可作为三叶木通耐旱性品种筛选的参考指标。

挥发性有机污染场地原位评价的膜界面探测器MIP研究综述

膜界面探测器(Menmberane Interface Probe, MIP)是应用与土壤和地下水挥发性有机污染场地原位勘测的技术设备。近年来被广泛应用于VOCs污染场地勘测中。对MIP的结构、测试原理以及与其相匹配的气相色谱检测器进行了介绍,综述了MIP在国内外污染场地勘测的应用案例,总结了国外学者针对MIP测试精度进行的研究结果。分析表明,MIP原位测试能全面地、真实地反应污染场地挥发性有机物分布状况,减少污染场地勘查成本,提高污染场地勘查效率。通过与其它原位测试探头的结合,可同时对污染场地岩土工程特性进行评价,进而为后续污染场地治理方案的制定提供依据。

基于离心模型试验的复杂层状软岩楔形滑坡变形演化研究

楔形破坏是岩质边坡中的一种重要失稳形式,以往研究主要是通过块体理论从力学角度进行稳定性分析,一定程度上忽略了地质作用的孕育演化过程。为全面分析岩质边坡楔形破坏的灾害孕育机制及变形特征,以略阳县官家咀中桥楔体滑坡为地质原型,基于现场地质调查和分析,设计了具有两组结构面的层状楔形体岩质斜坡概化离心模型,并成功完成离心模型试验。结果表明:(1)不同于传统楔形滑坡大块体滑落,当坡体岩性较软、节理裂隙发育时,楔体将沿着楔形面交线方向呈解体式滑动;此类楔体滑坡的楔形形态差,难以从几何上进行识别,岩性条件、结构条件是其控制性因素。(2)这类具层状楔形软岩斜坡表观变形不明显,在重力作用下,变形主要从坡体内部向坡表、坡底纵向延伸,楔形滑体部分压力、应变变化较小,主要表现为拉张破坏。(3)滑坡可形成多级楔形滑面,并发育多级失稳楔体,坡体自动搜索最优滑动面,发生不同规模的崩滑灾害;在1 260 s、50g时出现一级楔体失稳,2 016 s、92g时二级深层楔体失稳。该试验揭示了在重力作用下此类楔体滑坡变形演化过程以及成灾模式,为深入认识该类滑坡以及灾害防治提供了参考依据。