富水超大断面隧道开挖方法比选研究

韶新高速公路的松山隧道穿越富水区域,开挖过程中出现了明显的涌水现象。基于该隧道地质的资料,利用有限元软件FLAC 3D分别模拟全断面法和上下台阶法2种开挖方法。研究结果表明:当水压较小时,宜采用全断面开挖法;当水压力较大时,宜采用上下台阶法施工。研究结论对富水超大断面隧道开挖方法的选择具有一定的参考意义。

分流两段式土壤渗滤系统脱氮效果及机理研究

为解决传统土壤渗滤系统占地面积过大的问题,采用多级土壤渗滤系统和地下渗滤系统组合的新型两段式污水处理工艺,研究了在高水力负荷0.3m/d条件下分流比对其脱氮效果的影响,并通过实时定量PCR技术对不同层级的脱氮功能基因数量进行检测,进一步探究该系统中微生物脱氮机理.水质监测结果表明,分流措施可以显著提高两段式土壤渗滤系统在高负荷下的脱氮能力,当分流比为1:2时系统污染物去除能力最佳,对化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨氮(NH_4^+-N)、总氮(TN)的平均去除率分别达到91.16%、96.91%、72.11%和72.27%.脱氮功能基因丰度分析结果表明,多级土壤渗滤系统中的硝化及厌氧氨氧化和地下渗滤系统中的硝化反硝化的耦合作用是该工艺微生物脱氮的主要途径.

昔格达地层隧道局部浸湿失稳特征及突变预测研究

为研究"见风成粉、遇水成泥"的昔格达地层隧道局部侵湿失稳特征,开展室内土工试验测试含水率对昔格达地层力学性质的影响,应用数值模拟手段探究局部含水率变化的昔格达地层隧道围岩变形特征,引入局部突变理论,提出昔格达地层隧道围岩遇水软化稳定性判别方程,结合现场监测验证结果合理性。研究结果表明:昔格达地层围岩具有显著的水敏感性,其中浅灰色页岩夹砂岩原状围岩的力学性质受含水率的影响最大,当含水率超过敏感界限时,围岩迅速劣化,力学性质出现跳跃式下降;昔格达地层隧道环向局部含水率升高将导致隧道收敛变形加剧,其中拱顶及仰拱处围岩含水率达到30%时,拱顶沉降与基底下沉明显增大,边墙处局部浸湿对周边围岩的水平位移有较大影响,易引发围岩侵入建筑限界甚至突变失稳;纵向仰拱局部浸湿主要存在两种模式:端部浸湿的类悬臂梁模式与初支中部浸湿的类简支梁模式;类悬臂梁模式下,在低含水率下,围岩位移随着靠近浸湿部位而加速增大;在高含水率下,围岩位移随着靠近浸湿部位增长速率放缓;类简支梁模式下,浸湿中心处初期支护位移受含水率变化影响最为明显,拱顶竖向位移降低约64.2%,边墙水平位移降低62.5%左右,拱顶竖向位移降低约84.6%;中心两侧位移变化有所不同,靠近掌子面附近的围岩变形始终大于其他位置;基于昔格达地层围岩水敏感性与遇水软塑特性,建立围岩局部浸湿软化力学模型,导出的围岩稳定性判别方程在实际工程应用中具备可行性与较高的准确性;研究结果可为后期川藏铁路昔格达地层隧道的安全施工及稳定性评价提供指导。

不同围岩级别下台阶法施工影响分析

大跨度隧道施工时,较大的变形会对施工安全造成威胁。为得到不同围岩级别下的台阶长度、开挖进尺及超前支护技术对隧道施工的影响,在上下台阶法施工的基础上,通过数值模拟的方法,对比Ⅲ~Ⅴ级围岩下不同的台阶长度、开挖进尺以及超前支护技术下初期支护的变形及受力特征,研究得出:对于Ⅲ级围岩,在所研究范围内,台阶长度、开挖进尺及超前支护的变化对隧道稳定性几乎没有影响,考虑工期要求,最佳开挖进尺为3 m;对于Ⅳ级围岩,超前支护技术对初支作用较小,最佳台阶长度为3D、最佳开挖进尺为2 m;对于Ⅴ级围岩,台阶长度、开挖进尺和超前支护技术对隧道的稳定性均产生显著影响,在此围岩强度下进行隧道的开挖,有必要施做超前支护,其最佳台阶长度为2D(D为洞跨)、最佳开挖进尺为1 m。研究结论对于采用台阶法施工的大跨度隧道的安全施工具有一定的参考价值。

牛粪和核桃壳生物炭对水溶液中Cd^ (2+)和Zn^ (2+)的吸附研究

为有效去除水溶液中Cd^(2+)和Zn^(2+),以牛粪和核桃壳为原料,在不同热解温度下制取生物炭,采用等温吸附法和动力吸附法研究生物炭对水溶液中Cd^(2+)和Zn^(2+)的吸附效果和动力学特性,通过生物炭吸附前后的XRD和FTIR表征对比,探究其吸附机理。结果表明:生物质原材料的种类和热裂解温度是影响生物炭吸附效果的两大因素,牛粪生物炭比核桃壳生物炭吸附效果好,700℃制备的生物炭比300℃制备的生物炭吸附效果好;生物炭对Cd^(2+)和Zn^(2+)的吸附符合Langmuir方程;700℃制备的牛粪生物炭(DM700)对Cd^(2+)和Zn^(2+)的吸附性能最佳,饱和吸附量分别为117.5 mg·g^(-1)和59.4 mg·g^(-1),其吸附过程由快速吸附和慢速吸附两个阶段组成,符合准二级动力学方程;吸附机理主要是生物炭中的羟基和羧基与Cd^(2+)、Zn^(2+)间发生离子交换和络合反应,Cd^(2+)、Zn^(2+)被吸附后进一步生成CdCO_3和Zn_3(PO_4)_2沉淀。这说明,DM700具备作为水溶液中Cd^(2+)、Zn^(2+)吸附剂的潜力,本研究为生物炭去除水中重金属和土壤重金属污染的修复提供了理论依据与应用参考。

基于环境DNA宏条形码的洱海鱼类多样性研究

研究使用环境DNA宏条形码(eDNA metabarcoding)检测洱海鱼类多样性,探索适用于洱海鱼类多样性监测和保护的新方法。通过水样采集、过滤、eDNA提取、遗传标记扩增、测序与生物信息分析的环境DNA宏条形码标准化分析流程,从洱海16个采样点中获得可检测的9个采样点数据,共检测出17种鱼类,其中土著种5种、外来种12种;鲫(Carassius auratus)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)和食蚊鱼(Gambusia affinis)为优势种。研究结果表明虽然环境DNA宏条形码无法完全替代传统的鱼类监测方法,但作为一种新兴的生物多样性监测手段,其可用于快速检测洱海鱼类多样性及其空间分布。

破碎炭质板岩隧道大变形机理模型试验研究

西南地区隧道开挖过程中经常出现大变形的危害,以破碎炭质板岩隧道的变形情况尤为严重。以某新建隧道出现的大变形情况为主要研究内容,通过对隧道变形的规律及特征进行分析,初步确定了隧道变形的主要因素,通过室内模型试验,对地应力的大小及围岩特性进行模拟,得到了不同因素下隧道的变形特征。试验结果表明,地应力对变形的分布规律有一定的影响,但是开挖后应力释放引起的炭质板岩强度劣化及扩容是形成隧道大变形的主因。通过岩样的X射线衍射(以下简称XRD)成分测定分析,得到了该隧道大变形的变形机理,由此提出了隧道大变形的主要措施,供相关隧道的设计及施工参考。

Stimulated Emission in Blue Wavelength Region from a Copolymer

A dye laser based on the soluble conjugated polymer,Poly[1,8-octanedioxy-2,6-dimethoxy-1,4-phenylene-1,2-ethenylene-1,4-phenylene-1,2-ethenylene-3,5-dimethoxy-1,4-phenylene],has been fabricated.The laser was pumped by light pulses from the third harmonic radiation of an Nd:YAG laser.The lasing was observed in the blue wavelength region with the peak at 450 nm.The threshold energy is about 19μJ.The energy conversion yield of the laser is about 3.4%.The maximum peak power of the laser output pulse arrives at about 20kW.

双连拱钢波纹板涵洞受力变形特征

为了明晰双连拱钢波纹板涵洞与其他涵洞形式的变形特征差异,先采用数值模拟的方法,对比并排圆形钢波纹板涵洞、双连拱钢波纹板涵洞在填土荷载作用下的变形及应力分布规律,得到双连拱混凝土基座钢波纹板涵洞受力变形特征,并通过对依托工程钢波纹板环向应力随填土高度的现场测试,进行对比验证。结果表明:由于混凝土基座的限位作用,变形量远小于圆形钢波纹板涵洞,应看作是刚性结构,不宜采用环向压力理论的极限状态法进行安全检算;其轴力由拱顶向两侧拱脚逐渐增加,拱脚部位的数值是最小的,轴力数值大于圆形钢波纹板涵洞;拱顶部位弯矩方向向洞内,拱腰以下弯矩方向向洞外,弯矩数值小于圆形钢波纹板涵洞。除此之外,钢波纹板的变形及应力分布规律整体上是一致的,验证了数值计算的正确性,但受螺栓连接造成结构刚度不连续及施工填土压实度不足的影响,双连拱混凝土基座钢波纹板涵洞易出现应力集中现象,拱顶及拱腰部位是最不利位置,涵洞的整体安全性显著降低。建议双连拱钢波纹板涵洞施工中需要特别注意螺栓连接的施工质量及填土压实度,以保证涵洞结构的填土施工安全。