Water-affinity of Perlite Products and Its Anti-water Mechanism after Being Modified

The structure modification and its mechanism have been studied when perlite products changed from water-affinity state to anti-water state. The structure of fused perlite and its surface physicochemical properties have also been studied. The modification of perlite products has provided the products with anti-water property, which not only enhanced the quality of thermal insulating function, reduced the lost of heat energy, but also made the products water-proof These modified perlite products are used as ideal thermal insulating layers for the thermodynamic equipment and heat transporting conducts.

低氘水抗肿瘤机制及其应用研究进展

氘(Deuterium,D)是氢的稳定同位素,通过特定技术降低天然水中氘的含量,可获得低氘水(Deuterium Depleted Water,DDW)。体内外多项研究表明,饮用低氘水可增强机体抗氧化能力和免疫调节作用,发挥抗肿瘤效应,且无毒副作用、饮用方便。本文重点介绍低氘水的抗肿瘤机制及相关应用研究进展,以期为临床肿瘤辅助治疗提供新的制剂。

果园水肥药与防霜冻一体化系统装置的设计

针对我国果园生产中存在的水资料浪费、过度施肥、不科学施药、霜冻危害等问题,面向果园管理的水肥药节约省力需求,设计了一种果园水肥药与防霜冻一体化装置。以现有的果园灌溉系统为基础,构建水肥药、防霜冻和灌溉融合应用模式,实现了滴灌施肥、喷灌施药和防霜冻等果园农事功能。装置具有人工控制、定时定量、模型控制等多种控制方式,减少了设施设备成本,提高了果园现有设备的综合利用率,可精准控制水、肥、药的使用量,节约了农业资源。

高承压水地层深基坑抗突涌技术

为了防止高承压水地层深基坑突涌破坏,以韩江-榕江-练江水系连通后续优化工程GX12号井深基坑为依托,采用有限元软件建立三维数值模型,对考虑地连墙深度以及布设减压井的5种技术方案进行模拟分析,研究各方案的抗突涌效果,并通过综合考虑基坑抗突涌效果及地连墙施工技术难度和工程造价等,确定基坑工程抗突涌的优化方案。结果表明:1)地连墙深度可由原设计的91.8m优化为78m;2)坑内增设减压井可有效减小坑底隆起和地连墙水平位移,但是增加了基坑周边地表沉降,而增加地连墙深度可显著减小基坑周边地表沉降和坑底隆起;3)增大地连墙深度的抗突涌效果优于增设减压井的效果。本文成果可为类似高承压水地层深基坑工程抗突涌技术提供一定的借鉴。

基于混凝土防渗填筑技术的水利大坝工程施工设计研究

针对水利大坝工程混凝土防渗填筑技术施工设计面临的渗透控制问题,研究提出了一种新的混凝土配合比优化方法。该方法通过科学配比混凝土材料,提高了混凝土的抗渗性能,从而有效解决了大坝混凝土渗透问题。研究结果表明,水利大坝水平位移在5个月后趋于平稳,最终位移量约为10 cm。大坝结构稳定,没有出现异常变形或潜在的安全问题。

水厕防冻技术在寒冷地区新农村建设中的应用研究

主要研究水厕防冻技术在寒冷地区新农村建设中的应用。介绍了水厕防冻技术的概念、原理、分类及应用现状,分析了寒冷地区新农村建设的特点、挑战和对水资源利用和管理的需求,探讨了水厕防冻技术在农村供水系统、灌溉系统、渔业和养殖业中的应用,对推广水厕防冻技术的必要性和可行性进行了分析,提出了推广策略和路径选择。

紫斑牡丹花粉对D-半乳糖致衰老模型小鼠的影响

目的探究紫斑牡丹花粉对D-半乳糖致衰老小鼠学习记忆力及氧化应激损伤的影响。方法60只C57BL/6小鼠随机分为空白组、模型组、阳性组、紫斑牡丹花粉组(750、1500、3000 mg·kg^(-1)),采用颈背部皮下注射D-半乳糖(500 mg·kg^(-1)),制备亚急性衰老模型。Morris水迷宫评估小鼠学习记忆力;HE、DAPI染色评估肝、脑组织细胞损伤情况;ELISA法检测小鼠血清、肝脑组织内MDA、T-AOC、GSH-Px、SOD、CAT及γ-H2AX、SA-β-Gal水平。结果水迷宫实验结果表明,紫斑牡丹花粉能明显提高衰老小鼠的学习记忆力。组织染色结果表明,紫斑牡丹花粉对D-半乳糖致衰老小鼠肝脑组织细胞损伤具有保护作用,且高剂量组作用最为明显。ELISA结果显示,与模型组比较,紫斑牡丹花粉各剂量组的MDA、γ-H2AX、SA-β-Gal水平降低,T-AOC、GSH-Px、SOD、CAT水平升高。结论紫斑牡丹花粉能改善D-半乳糖致衰老模型小鼠的学习记忆力,提高衰老小鼠体内抗氧化酶活性和清除自由基、脂质过氧化物的能力,保护肝脑脏器组织细胞免受氧化损伤,提示其具有潜在的延缓衰老的作用。

超深埋隧洞防渗排水措施与衬砌外水压力分布规律

高外水压力是制约超深埋水工隧洞建设的关键性难题之一,以排水孔为中心的综合堵排措施是降低外水压力的主要举措。为克服传统排水孔实体单元法整体网格划分难度大和计算效率较低的问题,首先,基于ABAQUS平台开发了两节点排水孔线单元模型,并验证其在隧洞工程数值模拟分析中的正确性和有效性;其次,建立了考虑防渗排水措施的围岩-衬砌三维有限元模型,研究多种防渗排水措施下的隧洞渗流场及衬砌外水压力分布规律;最后,探讨了防渗灌浆圈与排水孔设计参数对外水压力分布的影响,提出了防渗灌浆圈与排水孔间隔布置的原则。研究结果表明:所开发的两节点排水孔线单元具有较高的精度,在排水孔数目繁多的模型中具有极高效率;排水孔数目越多、深度越大、排距越小,衬砌外水压力越低;排水孔能够有效降低衬砌的外水压力,而防渗灌浆圈降外压能力有限;在排水孔末端间隔一定厚度围岩后再施作防渗灌浆圈,可更有效发挥两者的降压作用。

高含沙水滴灌灌水器堵塞机制及防堵技术研究进展

为解决黄河水中粒径小于0.10 mm细小泥沙颗粒引发的滴灌灌水器堵塞问题。通过文献调研,回顾了高含沙水滴灌条件下灌水器物理堵塞机制相关研究进展,并提出了进一步研究方向。细小泥沙颗粒含量较高的浑水滴灌时,滴头堵塞主要是含沙量、泥沙粒径与颗粒级配耦合作用的结果。滴灌系统工作条件如工作压力的动态变化有助于移除流道内黏、粉等细颗粒堵塞物质,促进较大泥沙颗粒排出流道;灌溉水温越高,滴头抗物理堵塞性能越强;对浑水加气和磁化处理可改变毛管内水流水力特性及悬浮泥沙运动规律,增强水流拖拽力,减小管道内泥沙淤积量。此外,施肥增强了水体中泥沙颗粒间的絮凝作用,对浑水水肥一体化滴灌滴头堵塞具有明显加速作用。浑水含沙量、粒径和颗粒级配是引发滴头物理堵塞的重要因素,确定易引发滴头堵塞的敏感含沙量、颗粒粒径段,选用适宜肥料种类和施肥浓度阈值,优化滴灌系统工作条件参数是改变毛管内泥沙颗粒运移和沉积规律、延缓滴头堵塞进程、提高水肥一体化滴灌水肥利用效率的有力措施;采用统一的灌水试验方法,充分利用现代测试手段,结合生产实际有针对性地改进工程技术处理措施是解决滴头堵塞问题的必要途径。

雄安至北京大兴国际机场快线起步区地下段结构抗浮设防水位取值研究

抗浮设防水位直接影响到地下结构的安全与建设费用,在地下结构建设中至关重要,因此,科学合理地确定地下结构的抗浮设防水位具有巨大的社会意义和经济价值。本文以“雄安新区至北京大大兴国际机场快线地下工程段”为研究对象,系统分析了研究区水文地质条件以及地下水位年内年际动态变化规律,利用数值模拟法和类比预测法确定了地下结构抗浮设防水位标高建议值。结果表明,该场地区域浅层地下水水位埋深一般为5.0~20.0m,地下水水位标高一般为–10.0~1.0m。近五年场地浅层地下水水位标高一般为–5~–10 m,埋深一般为3.0~15.0 m,地下水位逐年升高,回升速率约1.0 m/a。地下结构抗浮设防水位标高取值建议取使用期抗浮设防水位采用数值模拟法预测结果。该成果服务了“雄安新区至北京大兴国际机场快线(R1线)”项目场地抗浮设计,为雄安新区重大工程建设项目的抗浮安全设计提供了示范。

水下流态固化土强度与流动性能试验研究

为了完善流态固化土水下施工性能与无侧限抗压强度研究,通过向不同初始含水率的土体中添加减水剂、水泥和絮凝剂,研究含水率、减水剂掺量、水泥掺量和絮凝剂掺量对流态固化土浆体的流动性、抗分散性和流态固化土的力学性能的演化规律。结果表明,只使用水泥不能明显调节流态固化土浆体的流动性和抗分散性;絮凝剂和水泥掺量的增加可以提高流态固化土浆体的抗分散性和固化土的力学性能,对流态固化土浆体的流动性有抑制作用;减水剂和含水率升高对流态固化土浆体的流动性具有促进作用,对流态固化土浆体的抗分散性和力学性能有抑制作用。

水下不分散混凝土抗分散剂优化设计与凝结时间调控

水下不分散混凝土(non-dispersible underwater concrete,NDC)为涉水工程的施工提供抗冲刷能力,为实现水下不分散混凝土性能的提升,文章探讨抗分散剂的优化设计和凝结时间的调控,选取聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)和羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methyl cellulose,HPMC)作为抗分散剂主剂,聚羧酸减水剂、有机硅和聚醚类消泡剂作为辅剂,从抗分散性和流动性的角度对水下不分散混凝土抗分散剂的组成进行优化设计,同时选取碳酸锂和硫酸铝作为调凝剂,对水下不分散混凝土的凝剂时间进行调控。研究结果表明:采用HPMC作为主剂、聚羧酸减水剂和聚醚类消泡剂作为辅剂制备抗分散剂,可以使得水下不分散混凝土具有较好的抗分散性和流动性;其中,含水泥质量分数0.45%的HPMC和1%聚羧酸减水剂的新拌水泥砂浆(水胶质量比为0.5,胶砂质量比为2)表现出优异的抗分散性和良好的流动性,其pH值为9,扩展度为150 mm;在该体系中,硫酸铝的调凝效果较好且经济效益更高,但使用时用量应少于2%。对抗分散剂的优化设计和凝结时间的调控为水下不分散混凝土的相关实验研究提供了重要参考。

常州城区承压水影响下基坑抗突涌稳定性判定

以常州地铁2号线青枫公园站深基坑工程为例,通过有限元软件建立承压水条件下基坑开挖计算模型。利用数值模拟方法研究承压水条件下基坑稳定性及周围环境变形影响,将数值计算结果与基坑抗突涌理论判定计算结果进行对比得到合理的基坑抗突涌隔水层临界厚度值。结果表明:传统的基坑抗突涌压力平衡判别法计算得到的隔水层临界厚度值偏大,而基于强度破坏的数值模拟判别法得到的隔水层临界厚度值偏小,基于变形控制的基坑突涌数值模拟判别标准得到的隔水层临界厚度值较合理。

川中丘陵区紫色土坡耕地植物篱措施对土壤抗蚀性的影响

川中丘陵区紫色土坡耕地水土流失严重,影响农作物增产增收。水土保持植物篱措施是提高土壤的抗侵蚀能力的有效生态手段。以往土壤抗蚀性的研究多集中于黄土高原,较少涉及植物篱作用下紫色土坡耕地抗蚀机理方面的研究。本文以新银合欢(Leucaena leucocephala)和香根草(Vetiveria zizanioides)为研究对象,基于试验站坡耕地小区定位观测的基础数据,结合土壤采样和实验分析,利用主成分分析法对种植不同植物篱的坡耕地土壤抗蚀性进行了综合评价。结果表明:(1)在分析11项指标后,2项主成分指标对解释土壤抗蚀性贡献率达到82.7%,其中水稳性团聚体被认定为关键指标。(2)植物篱显著提高了表层土的抗蚀性。与无植物篱的样区为对照,10°坡耕地上香根草和新银合欢植物篱小区的土壤抗蚀性综合指数(SERI)分别比对照区高2.048和0.853,15°坡耕地上香根草植物篱的SERI比对照区高1.321;且植物篱下侧的土壤抗蚀性高于植物篱上侧,在10°和15°香根草植物篱小区,植物篱下侧抗蚀性指数分别达到上侧的2.0倍、1.5倍,而10°新银合欢植物篱小区的下侧抗蚀性综合指数达到上侧的1.1倍。(3)相较于新银合欢植物篱小区,香根草植物篱小区土壤表现出了更高的抗蚀性,且两种植物篱小区下侧土壤抗蚀性均优于上侧,选择密植草本植物篱并重点防治植物篱上侧土壤可有效减少坡耕地水土流失。研究成果可为川中丘陵区水土流失治理及农业增产提供科学依据。

油井水泥用抗分散聚合物的制备及其性能评价

【目的】研究调整井固井时因地层水侵入水泥浆的问题,通过加入抗分散聚合物提高油井水泥凝固前抗水侵能力。【方法】采用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、α-甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十八酯为主要原料,十二烷基硫酸钠为稳定剂,过硫酸胺为引发剂,以水溶液自由基聚合法制备聚合物KSQ-Z;评价聚合物KSQ-Z的抗分散效果,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对掺入聚合物材料的水泥石进行微观测试,探究KSQ-Z抗分散机制。【结果】KSQ-Z是一种含酯基的聚合物;KSQ-Z掺量(质量分数,下同)的增加可明显提高水泥浆的抗分散性,其中掺量为1.2%时效果最好;同未水侵组相比,水灰质量比分别为0.46、0.48、0.50的实验组掺入质量分数为1.2%的KSQ-Z的水泥浆养护7 d后的抗压强度分别提高41.1%、26.2%和21.8%;聚合物KSQ-Z通过形成的网状结构增加水泥石稳定性,使水泥石更加致密。【结论】聚合物KSQ-Z可增强水泥浆的内聚力,避免地层水对水泥浆的稀释和离子流失的影响,从而显著提高固井用水泥的抗水侵性能。

基于多巴胺亲水改性的聚丙烯中空纤维膜及油水分离性能研究

基于多巴胺(DA)氧化自聚合机理,通过3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)上的环氧基与聚乙烯亚胺(PEI)上的伯胺发生开环反应,使两者交联并涂覆于聚丙烯中空纤维膜(PPHFM)表面,然后DA在弱碱性环境下被氧化成醌基与PEI的氨基发生迈克尔加成或席夫碱反应,使DA进一步与PEI交联,进而涂覆在膜表面.通过ATR-FTIR、XPS、SEM和AFM对膜表面化学组成和表面形貌进行表征,还对改性膜进行亲水性和油水分离性能测试.结果表明,改性膜的纯水通量从原膜的(124.8±6.3)kg/(m^(2)·h)提高到(363±8.1)kg/(m^(2)·h).对不同种类的水包油乳液的分离效率均达96%以上,通量恢复率均高于86%,说明改性膜PPHFM-KH560/PEI-PDA具有较好的渗透性、抗油污染性能和重复使用性能.此外,改性膜在酸性、弱碱性和高浓度盐溶液环境下均表现出良好的化学稳定性,有利于高效地处理复杂成分的含油废水,具有广阔的应用前景.

茶树边坡抗冲性能影响因素分析

为研究茶树种植对边坡抗冲性能的作用并探究影响茶树边坡抗冲性能的因素,以远安县某茶场地域环境为对象设计边坡模型,进行冲刷试验、水稳性团聚体分布测定和根系分形扫描。结果显示:1)径流率先增大到峰值再波动并趋于稳定,最大径流率表现为茶树边坡(1.224)<原生植被边坡(1.280)<素土边坡(1.398);2)茶树边坡抗冲系数比原生植被边坡和素土边坡分别提升12.8%和53.2%;3)边坡土壤水稳性团聚体含量表现为茶树边坡>原生植被边坡>素土边坡;4)茶树发育情况整体优于原生植被,具体表现在覆盖度(茶树95%>原生植被87%)和分形维数2方面。经分析,茶树种植有利于提升边坡抗冲性能,抗冲性能受植被覆盖度、根系发育情况、水稳性团聚体含量、冲刷时间和冲刷深度的影响。

EAA及致孔剂PEG400改性PVDF膜的结构及其渗透性能

为了调控聚偏氟乙烯(PVDF)膜的孔状结构和性能,以乙烯丙烯酸(EAA)为添加剂、PEG400为致孔剂,通过浸入沉淀相转换法制备了PVDF/EAA复合膜。采用SEM、FTIR表征了其结构和成分;对复合膜的渗透性能和抗污染性能进行了测试,考察了不同EAA、PEG400质量分数对复合膜结构和性能的影响。结果表明,与未加EAA的PVDF膜(E-0)相比,PVDF/EAA复合膜表现出更高的渗透性能、分离性能和抗污染性能。EAA可以改善复合膜表面的亲水性,PEG400可以提高铸膜液和凝固浴之间的亲和性,加快成膜速率,从而在膜表面形成更多的孔洞。当EAA质量分数为3%,PEG400的质量分数为4%时,PVDF/EAA复合膜(E-3)的纯水渗透通量和牛血清白蛋白截留率分别为271.57L/(m^(2)·h)和64.83%,比E-0分别提高了486.42%和116.10%;通量恢复率和总污染率分别为75.97%和46.51%,比E-0分别提升了19.37%和降低了26.92%。当EAA的质量分数为3%,PEG400的质量分数为3%时,PVDF/EAA复合膜(P-3)的孔隙率为53.33%,平均孔径为4.55 nm,比未加PEG400的PVDF/EAA复合膜(P-0)的孔隙率和平均孔径分别提高了33.33%和88.02%。

复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法研究

为了解决进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水问题,对复杂地质条件下水利工程高水位深基坑降排水施工方法开展了研究。采用混凝土防渗墙技术对导向槽进行优化设计,提高防渗墙的防渗性能。利用真空预压地下水位测量方法为降水井的参数设计与位置设置提供水位参考。通过人工开挖探孔方式确定最佳降排水方案,并计算降水漏斗曲线的影响值。利用有限元软件模拟试验发现:该降排水方法在防渗墙高程为-36 m时能够达到最佳降排水效果,说明使用该方法能够阻隔基坑外水体渗入,且降水井能够将深基坑中的积水排出,有效地解决了进口引江济淮工程施工中高水位深基坑降排水难题,具有较好的实用性和推广价值。

梯形波纹钢明渠抗冻胀性能有限元模拟

为研究冻土环境中的梯形波纹钢明渠抗冻胀性能,建立了可精细模拟土-渠相互作用的实体-壳体三维空间有限元分析模型,提出了同时考虑含水率与温度的冻土弹性模量计算公式。通过考虑土体在不同月份的温度场变化,采用瞬态热传导模拟了实际升温、降温过程中的土-渠相互作用。合理考虑了含水率与温度对冻土弹性模量、冻胀系数、内摩擦角、黏聚力等本构参数的影响,研究了波纹钢明渠变形与应力的变化规律,分析对比了不同的土体类型与初始含水率、地下水埋深、横撑间距与截面尺寸、波纹钢壁厚与卷边宽度对变形和应力的影响。结果表明:波纹钢明渠可承受一定的水平冻胀作用;渠周土体初始含水率及地下水埋深对波纹钢明渠变形与应力的影响显著,当地下水位在波纹钢侧壁埋深的下半部分时尤为明显;为减小渠体变形,可采取在渠顶设置横向支撑、减小侧壁坡度、增大波纹钢壁厚或加宽卷边的措施,相比之下,前两种更为经济且有效,不过横撑规格需满足受压稳定性要求;设置横撑后,卷边可提供一定的侧向刚度;虽然加宽渠顶卷边对减小渠顶的横向变形有一定贡献,但在10~100 mm宽度范围内贡献不大;未设支撑的波纹钢明渠Mises应力整体低于钢材屈服强度,应力较大的部位多见于底边角部和底部位置,侧壁应力水平不高;设置横撑后,波纹钢渠体应力较大的部位由底部转移至侧壁及卷边,尤其在卷边与横撑的连接处,钢材可达到屈服状态。