饱和土-隧道动力相互作用对地震动土作用和孔隙动水压力的影响

本文利用间接边界元方法,研究了饱和土-隧道动力相互作用对隧道地震动土作用和孔隙动水压力的影响,考虑了不同隧道质量和埋深,以及地震波斜入射情况。饱和场地根据Biot理论模拟为两相介质,通过将饱和两相介质模型所得隧道地震动土作用与单相介质模型结果进行比较,分析了饱和土骨架和孔隙水动力耦合作用的影响。结果表明,饱和土-隧道动力相互作用对地震动土作用有明显放大效应,本文算例中,隧道水平地震动土作用较自由场结果最大放大1. 7倍,竖向地震动土作用较自由场结果最大放大1. 6倍;饱和土骨架和孔隙水的动力耦合作用对隧道地震动土作用大小也有显著影响,本文算例中,单相介质模型所得地震动土作用较饱和两相模型的最大差别可达210%。

天津市塘沽低温热储回灌的水-岩相互作用地球化学模拟

地球化学模拟是了解早期阶段回灌影响的有效方法．对塘沽热田的地热回灌试验进行了地球化学模拟，以地热供暖尾水作为初始反应流体，通过模拟其与储层岩石的水－岩相互作用，确定回灌对储层性质的影响．模拟是根据回灌水在不同温度下分别与岩石反应及在不断升温过程中连续与岩石相互作用而进行的．结果表明，回灌的影响在开始阶段是相当重要的，在仅考虑溶解和沉淀矿物间体积平衡的情况下，回灌对储层的孔隙度产生正的效应．水－岩相互作用形成的次生矿物组合为玉髓、方解石、白云母、高岭石和斜绿泥石，回灌水的化学组分趋于储层中热水的成分．

干湿循环作用下氯氧镁水泥基多相胶凝材料改性固化淤泥的水力-力学特性

为探明以绿色氯氧镁水泥为基、以工业副产品粉煤灰和矿渣为辅的多相胶凝材料对已初步固化的淤泥进一步改性而得的“改性固化淤泥”用作路基填料的长期性能,以武汉东湖段的改性固化淤泥为研究对象,通过系列试验得到其经历不同次数干湿循环作用(N_(DW))的土-水特征曲线(SWCC)以及非饱和状态下的回弹模量(M_(R))、无侧限抗压强度(q_(u))、刚度参数(E_(1%)和S_(u1%))和累积塑性应变(ε_(p))。结果表明:(1)干湿循环使改性固化淤泥试样产生大量的宏观裂缝和微观裂隙,显著地降低了其在低吸力段的持水能力,但对高吸力段的持水能力基本无影响;(2)q_(u),E_(1%),S_(u1%)和M_(Rrep)均随着N_(DW)的增加而衰减,其衰减机理具有相似性,依此建立了衰减因子(χ_(DW))-N_(DW)关系模型:(3)经历干湿循环后,M_(R)对围压(σ_(c))变化的敏感性有所增加,而对偏压(σ_(d))则有两种不同的反应;(4)未经历干湿循环改性固化淤泥试样的ε_(p)表现为塑性稳定型,而经历干湿循环后,在高σ_(d)和低σ_(c)水平下,试样ε_(p)转变为塑性过渡型。

超声水浴辅助溶胶-凝胶模板法制备ZnO纳米线阵列

采用超声水浴辅助溶胶-凝胶阳极氧化铝(AAO)模板法制备了ZnO纳米线阵列,通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDS)、X射线衍射谱(XRD)对制备的纳米线阵列的微观形貌和晶体结构进行了表征.实验结果表明:相比于负压抽滤过程,超声水浴过程可以有效促进更大浓度的溶胶(接近100%)进入AAO模板孔洞内形成致密性较好的ZnO纳米线;所制备的ZnO纳米线排列整齐、粗细均匀,直径大小约为200 nm,受控于所用AAO模板的孔径,形成阵列结构;纳米线为多晶六方纤锌矿结构,平均晶粒尺寸约为21.6 nm,小于相同条件下粉末的平均晶粒尺寸32.1 nm.该方法具有制备工艺简单、成本低、重复性好等优点,可应用于各种材料的纳米线阵列的制备.

CO_(2)-水-岩相互作用对CO_(2)地质封存体物性影响研究进展及展望

CO_(2)-水-岩相互作用是CO_(2)地质封存的核心问题,CO_(2)的注入打破了岩石-地层水化学平衡,引发的地层水化学性质改变、原生矿物溶蚀和次生矿物沉淀,会导致储层和盖层岩石孔隙度、润湿性、力学性质等物性变化并进而影响CO_(2)的注入能力、封存效率以及封存安全性与稳定性。从CO_(2)-水-岩相互作用机制出发,系统阐述了CO_(2)-水-岩相互作用对地层岩石孔隙度、渗透率、润湿性、力学性质的影响研究进展。研究表明,CO_(2)-水-岩相互作用导致岩石孔隙度和渗透率的变化与其初始孔渗特征和矿物组成密切相关,岩石孔渗特征的改变直接影响储层的注入能力与封存潜力和盖层的封闭能力。润湿性的变化与初始亲水亲油特征有关,CO_(2)-水-岩相互作用通常会减弱亲水岩石而增强亲油岩石的水润湿性,进而影响多相流体在岩石孔隙中的微观分布与渗流特征。由于胶结物溶蚀以及溶蚀孔的形成,CO_(2)-水-岩相互作用会引起岩石损伤,抗压强度、抗拉强度、弹性模量等力学参数减小,一定程度上影响封存安全性。碳中和背景下,微纳米尺度孔隙、深地微生物介导、非纯CO_(2)或工业尾气注入、封存全周期等情景下的CO_(2)-水-岩相互作用及岩石物性响应仍有待深入研究。

α-半水石膏基复合胶凝材料体系微观结构分析

在α-半水石膏体系中加入水泥、粉煤灰及电石渣等改性材料形成石膏基复合胶凝材料,以期改善体系的微观结构,提高胶凝材料的性能。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析方法对不同养护制度及28,90和180 d龄期的水化产物进行微观分析,结果显示75℃保温12h的湿热养护制度促进胶结材水化,促使粉煤灰的火山灰反应得到良好激发,水硬性水化产物明显增多,有托勃莫来石和水化石榴子石生成。随着龄期增大,水化产物Aft和C-S-H增多,形成良好的水硬性网络状结构,短粗状石膏晶体处于良好的被包裹状态。

凝胶-水热法制备纺锤形TiO_2粉体

以钛酸四丁酯 (TBT)和三乙醇胺 (TEOA)为主要原料 ,配制其摩尔比为 1∶2的均匀溶液 ,于 10 0℃处理 8～ 12h ,获得无色透明的凝胶 ;凝胶在 14 0～ 15 0℃陈化 48～ 72h生成TiO2 粉体 .采用X射线衍射、透射电镜等方法对所得粉体进行了表征 .实验主要研究了凝胶化过程、氨用量等条件对产物形貌和尺寸的影响 .研究结果表明 ,采用这种凝胶 -水热法可合成平均长径比为 4∶1,均匀分散的纺锤形TiO2

溶胶-凝胶法制备超疏水性OTS-SiO_2复合薄膜

以正硅酸乙酯(TEOS)为先驱体,采用酸/碱两步溶胶-凝胶法和自组装技术制备了具有超疏水性的薄膜.利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角仪等测试方法对十八烷基三氯硅烷(OTS)修饰前后薄膜的结构、形貌、表面元素组成与润湿等性能进行了表征和分析.结果表明,制备的OTS-SiO2复合薄膜具有良好的超疏水性能,水滴在该薄膜上的最大静态接触角为156°,滚动角小于5°.

溶胶-凝胶原位生长制备超疏水木材

采用溶胶-凝胶原位生长的方法制备超疏水木材,在木材表面形成一层纳米结构超疏水薄膜,水滴在木材表面接触角达到150.6°。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)分别对超疏水木材样品的物相组成、表面形貌及表面化学官能团进行检测,分析表明木材的超疏水性是表面纳米级突起粗糙结构和乙烯基疏水基团共同作用的结果。

水含量对溶胶-凝胶SiO_(2)增透膜结构和性能的影响

利用正硅酸乙脂 (TEOS)的碱催化 ,溶胶 -凝胶法制备多孔 Si O2 增透膜 .较详细地研究了工艺参量 H2 O/ TEOS摩尔比对薄膜结构和性能的影响 .结果表明 ,随 H2 O/ TEOS摩尔比的增大 ,薄膜厚度、折射率和致密度减小 ;而薄膜透射率增大 .

溶胶-凝胶法制备超疏水表面的研究进展

溶胶-凝胶法是一种操作简单、过程易控、成本较低的超疏水表面制备技术。该方法能够制备结合力强、透明性良好的超疏水涂层,同时可以大面积施工。概括了溶胶-凝胶法制备超疏水涂层的研究现状,并介绍了该方法制备的涂层在自清洁、减阻、防覆冰、防腐、太阳能等领域的应用。

溶胶-凝胶结合微波水热法制备莫来石微晶

以Al(NO3)3.9H2O、正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,采用溶胶-凝胶结合微波水热法制备了莫来石粉体,并运用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)等分析测试方法对制备的莫来石粉体进行了表征。研究了煅烧温度以及微波水热温度对莫来石粉体的相组成和显微结构的影响。结果表明:微波水热温度的升高,可以降低莫来石粉体的合成温度。热分析显示莫来石的开始合成温度在1046℃左右,而实际后处理温度要达到1300℃才能得到纯相的莫来石粉体。经过微波水热处理后,粉体的形成温度降低到了1200℃。微波水热温度对所制备的莫来石粉体形貌有较大的影响,随着微波水热温度的升高,所得莫来石粉体由块状结构逐渐向颗粒状结构转变,团聚减少,粒径减小,分散性增强。

金属基掺杂水滑石自修复型溶胶-凝胶膜层制备及机理研究

设计并实现了一种自修复溶胶-凝胶膜层。利用膜层中添加的水滑石颗粒的阴离子交换作用实现了自修复功能,并对其修复机理进行设想和论证。长期浸泡测试结果表明,膜层中水滑石颗粒的最佳添加量为10%(质量分数)。通过X射线衍射和扫描电子显微镜观察验证设想。此种膜层的自修复功能是通过膜层中添加的水滑石颗粒的阴离子交换作用实现的。

非水溶剂溶胶-凝胶法制备的纳米卤氧化镧在甲烷氧化偶联反应中的应用

采用非水溶剂溶胶-凝胶法制备了具有四方晶体相结构的纳米LaOX(X=Cl,Br).X射线粉末衍射和扫描电子显微镜结果表明,纳米LaOX样品的形貌规整、粒径均匀(平均粒径约为47nm).在甲烷氧化偶联(OCM)反应中,纳米LaOX显示出比常规尺度LaOX更高的催化活性和C2选择性,且纳米LaOX具有良好的稳定性.此外,常规尺度下,LaOBr催化剂活性和C2选择性高于LaOCl;纳米尺度下,两催化剂活性相差不大,但LaOBr上C2选择性明显更高.

非水溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛及其抑菌性能研究

以四氯化钛为钛源,叔丁醇为溶剂,采用非水溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米颗粒,利用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等技术手段对其进行了结构表征。基于定量菌落计数法考查了TiO2纳米颗粒对大肠杆菌和枯草杆菌的抑菌特性。结果表明,通过该方法合成的TiO2纳米颗粒粒径小,对这两种细菌的抑菌率都在93%以上,具有良好的抑菌效果。同时,简要分析了纳米TiO2抑菌机理,并对TiO2光催化材料的未来发展趋势进行了展望。

水平管内水-胶凝原油两相管流微压差测量方法探讨

准确测量压差是模拟试验研究高含水低温条件下水-胶凝原油在水平管路中的流动特性的关键,但有关温度低于原油凝固点时胶凝原油水力悬浮输送微压差测量方面还没有见到相关报道。分析了水-胶凝原油微压差测量存在的几个问题。在对比分析各种压差变送器测试原理的基础上,针对水-胶凝原油两相流压差信号波动频率低、波动幅值小等特点,选用电容式压差变送器进行水平管内水-胶凝原油两相流微压差测量;并根据模拟试验中被测压差要求的量程、精度和压差信号频率确定了设备的具体型号。对于影响测量准确度的取压口位置、导压管安装方式和仪表防堵防腐等问题,提出具体的解决方案。

非水溶胶-凝胶法制备氧化锆陶瓷膜的技术研究

以无水四氯化锆为前驱体,无水乙醇为氧供体,金属钇粉为晶型稳定剂,采用非水溶胶-凝胶法制备氧化锆溶胶;并且通过浸渍提拉法在经过预处理的氧化铝基陶瓷基片上制备氧化锆陶瓷薄膜。通过X-射线衍射（XRD）、差热分析TG-DSC、扫描电镜（SEM）以及傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）等测试手段对实验的反应机制进行了结构和机理表征。研究结果表明：通过非水溶胶-凝胶法使得无水四氯化锆和无水乙醇反应生成锆醇盐,随着反应进行生成=Y-O-Zr≡键合并形成凝胶,然后通过低温合成四方晶型氧化锆。通过800℃,保温30 min制备出陶瓷膜孔径分布窄,孔径为50 nm左右,膜厚度为20μm,晶体发育完整,氧化锆晶体尺寸为80~120 nm左右,膜孔隙率达到25%左右。

α、β-半水石膏复合胶凝材料的性能及微观结构研究

本文研究了α-半水石膏的掺量对建筑石膏标准稠度用水量、凝结时间、强度等宏观性能的影响,并且采用SEM和压汞法分析了复合胶凝材料的水化物的形貌和孔结构。结果表明:当α-半水石膏掺量从0%增加至20%时,标准稠度用水量降低了5.6%,初、终凝时间分别延长了2 min和7.5 min,抗折、抗压强度分别提高了58.3%和71.9%。随着α-半水石膏掺量的提升,针棒状水化产物数量减少,短柱状水化产物数量增加,石膏硬化体孔隙率降低,孔径趋于细化。

水泥-煤矸石复合胶凝体系的水化性能和微观结构初探

本文主要采用化学结合水、SEM、XRD研究了小野田水泥以及掺有煤矸石的小野田水泥胶凝材料体系的水化性能和微观结构,试验证明煅烧后的煤矸石具有火山灰活性,掺有煤矸石的水泥胶凝材料的结合水量低于不掺煤矸石的硅酸盐水泥,但后期增长较快。通过SEM观察,掺有煤矸石的水泥浆体结构较疏松,孔隙较多,但随着龄期的增长,浆体结构变得越来越紧密。煤矸石掺量的增加促进了水泥熟料矿物的水化,而且掺量越大越有利于熟料矿物的水化。

水溶胶-凝胶法合成铌酸铁长纤维及其表征

采用一种简便的方法合成了单相铌酸铁长纤维。以自制Fe(OH)(HCOO)2和Nb2O5.xH2O为原料,以水为溶剂,柠檬酸为金属离子螯合剂,过氧化氢为催化剂,制备了铌酸铁凝胶纤维;所制备的凝胶纤维和在不同温度热处理后所得铌酸铁无机纤维采用红外(FTIR)、热重(TG)、X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段进行了表征。结果表明,所得纤维长度可达30 cm,直径3μm,XRD结果表明可在低于传统制备方法的温度下得到单斜钨锰铁矿型铌酸铁纤维。