一种双孢菇覆土材料物理性质检测装置及其应用效果试验

覆土是双孢菇由营养生长转为生殖生长的关键步骤,密度小、吸水快、干湿体积变化小、透气好、保水性好的覆土材料更有利于双孢菇菌丝生长、子实体形成及成菇的产量和品质。通过研发的一种双孢菇覆土材料物理性质检测装置,对菌渣土、草炭土和农场土按照一定比例混合形成8种组合覆土材料的密度、饱和吸水时间、干湿体积比、饱和持水力、透气性、24 h失水率等物理性质进行快速检测。结果表明,8个覆土材料优异性顺序为T6>T1>T5>T7>T3>T8>T2>T4,该试验结果与8个覆土材料栽培的双孢菇菌丝浓密度和生长速度、子实体农艺性状和双孢菇单位面积产量试验结果基本保持一致。表明该覆土材料物理性质检测装置具备可操作性,可以推广使用。

新型高分子固土材料制备及其性能试验研究

为提高北方黄土地区土壤的抗侵蚀能力,降低水土流失对环境和农业带来的影响,利用天然有机高分子纤维素材料和黄土材料进行复配,制备一种环境友好型黄土基纤维素固土材料,并对其进行了多项性能实验。结果表明,羧甲基纤维素钠和羟丙基甲基纤维素钠黄土基固土材料的抗水蚀性能较好,其最大抗水蚀时间和单位时间抗冲蚀量均为12h和4.16g·h^(-1);抗压强度和饱和持水量随着纤维素掺量增大而逐渐增大,相同掺量下,黄土基羟丙基甲基纤维素固土材料的强度和饱和持水量明显大于黄土基羧甲基纤维素固土材料,前者的平均侵蚀率相比原状黄土可降低约16%;原状黄土的微观结构疏松、表面凹凸不平,棱角数量很多,掺入羟丙基甲基纤维素钠后,棱角数量明显减少,表面平整,粘结性和结构致密性增强,且具有明显的团聚现象,因而抗侵蚀和保水的能力得到提升。

乡土特色保护背景下夯土材料研究——以夯土营造为例

随着社会生产力的飞速发展,混凝土、玻璃等新材料迅速普及,从城市辐射到乡村,越来越多的乡土特色慢慢被城市同化,许多乡土材料也逐渐淡出人们的视野。夯土作为一种环保绿色的乡土材料,具有极大的研究价值。通过对俄亚大村的建筑材料、乡土特色、民风民俗的调研,思考和研究夯土经济价值、文化价值、美学价值。

当代夯土材料在建筑设计中的应用分析

以夯土材料在当代建筑中的设计应用作为研究对象,以夯土材料的特征,以及地域文脉、绿色营建、性能改良等现实意义为研究出发点,通过对当代设计实例的研究,如民宿、学校、大型博物馆等,结合项目的环境气候、建造技术和空间场所等要素进行具体分析,在功能属性与文化属性间寻求夯土材料在建筑之中应用的平衡点。

三种工农业废料的理化性状及作为蘑菇覆土材料的研究

分析测定了纸厂废渣、蘑菇废料和香菇废料等3种工农业废料的理化性状,并以这3种废料作覆土材料,研究其对蘑菇生长与产量的影响。结果表明,纸厂废渣、蘑菇废料和香菇废料的持水率分别为49.3%,43.8%和70.7%,均高于砻糠田土(33%),但低于泥碳(84.5%)。3种废料的电导率及pH值均高于砻糠田土和泥碳。香菇废料和蘑菇废料具有与泥碳相似的水分释放曲线,在1.7×104Pa的牵力下,香菇废料和泥碳的水分释出量相近,分别达87.25ml和92.35ml,而蘑菇废料的水分释出量相对较低,为58.25ml。纸厂废渣的水分释放曲线与砻糠田土相似。以这3种工农业废料作蘑菇覆土材料,蘑菇产量均明显高于以砻糠田土作覆士材料,增幅分别为11.7%,32.0%和21.1%。

基于黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地覆土材料的优选

黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地需要覆盖足够厚度的土壤以保证农作物生长,针对济宁市部分采煤沉陷地可取土量不足问题,该文提出利用当地表土、心土和黄河泥沙组配作为覆土材料研究,以达到增加覆盖土壤厚度和改良当地土壤质地的目的。研究表明,覆土材料有利于玉米生长发育,表土、心土和黄河泥沙组配(质量比)为1:1:1.33~1:1:2的覆土材料玉米苗期生物量显著高于对照土壤;组配为1:1:0.86~1:1:2的覆土材料质地为壤土,是较为理想的土壤类型;组配为1:1:0.86~1:1:2的覆土材料容重为1.38~1.41g/cm3,密度为2.64~2.68g/cm3,较为适宜农作物生长。覆土材料可以显著降低当地土壤p H值和电导率,对农作物不产生盐害作用;其入渗性能提升,增加了土壤储水能力,组配为1:1:0.86~1:1:2的覆土材料入渗能力接近多年耕种农田;其水分特征曲线左移,毛管孔隙度、有效水孔隙度和水分常数基本呈现下降趋势,持水和供水能力下降。根据尽量增加黄河泥沙充填层上覆土材料厚度原则,优选出表土、心土和黄河泥沙组配为1:1:2的覆土材料作为黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地的覆土材料,可在大田试验中进行进一步的验证。

不同覆土材料中重金属含量对灵芝安全性的影响评价

为了了解不同覆土材料中重金属含量对灵芝安全性的影响,对来自省内食用菌产区的5种不同覆土材料(紫色土、灰潮土、草炭土、黄棕壤、姜石黄泥)和相应覆土栽培灵芝中的铅、镉、砷、汞4种重金属元素进行了测定,并对灵芝的重金属富集系数进行了分析。结果表明:不同覆土材料和其栽培灵芝中重金属含量均存在一定差异,灵芝对重金属镉具有较强的富集能力,汞次之,对砷和铅的富集能力最弱。覆土材料对栽培灵芝中重金属累积量有一定的影响作用,其中灰潮土栽培灵芝的重金属富集系数最高,草炭土最低。虽然5种覆土栽培灵芝中均检出一定量的重金属,但未超出国家限量标准,总体上达到安全水平。

摩擦型岩土材料土拱效应微观机制颗粒流模拟分析

利用离散单元计算软件模拟太沙基活动门试验,从散粒体和微观角度研究在摩擦型岩土材料中产生土拱效应时颗粒位移、荷载传递的特点,并进一步研究了颗粒粒径、土体孔隙率、颗粒摩擦系数、活动门宽度以及活动门位移对土拱效应的影响。结果表明:由于土拱的作用,从拱脚往上一定范围内会将拱顶上方的竖向荷载转化成水平荷载并向两侧传递,同时伴随着两侧土体的侧向挤出。伴随活动门的下移,土拱效应在不断调整,增大颗粒粒径、减小孔隙率、增大颗粒摩擦系数、减小活动门宽度,不但可加强土拱效应,而且还能减小土拱效应的影响范围。

基于微观力学的胶结岩土材料破损规律离散元模拟

采用离散元法(DEM)研究胶结岩土材料在不同加载条件下的结构破损规律。首先,基于微观力学理论,考虑胶结岩土材料颗粒间胶结特性,给出表征结构性损伤的破损参数式。该式具有微观物理意义,但不能直接用于建立宏观本构模型。其次,采用二维离散元源程序NS2D模拟等向压缩、等应力比压缩以及双轴压缩试验,分析破损参数在不同加载条件下随宏观力学变量(体积应变和剪应变)的演变规律。最后,根据模拟结果提出破损参数数学表达式,其为大主应变的函数。研究结果表明:胶结强度、应力比以及围压均在一定程度上影响了数值试样的结构破损规律。在等向压缩和等应力比压缩试验中,容易用函数式描述数值试样破损参数随体积应变或偏应变的演变规律;而在双轴压缩条件下,由于数值试样有剪胀特性,破损参数随体积应变的演变规律则不易描述。建议的破损参数数学表达式能够较好地描述数值试样在不同加载条件下结构破损规律。

不同覆土材料对巨大革耳栽培的影响

【目的】开展巨大革耳覆土栽培试验,筛选出适合巨大革耳栽培应用的覆土材料。【方法】利用甘蔗滤泥、菌渣发酵料、稻田土、黏质黄泥土、蜂窝煤渣土、草菇栽培废料和水浸腐烂变质稻草作覆土材料栽培巨大革耳,比较覆土材料间的重量、孔隙度、持水率和团粒结构等理化性状,分析不同材料对巨大革耳第一潮采收时间、第二潮采收时间、采收个数、最大单个重、最小单个重及采收总产量的影响。【结果】7种覆土材料栽培巨大革耳均能出菇,其中蜂窝煤渣土、甘蔗滤泥、草菇栽培废料和稻田土处理的巨大革耳第一潮菇转化率均在60.00%以上,以蜂窝煤渣土处理的转化率最高,达92.32%;材料重量轻、孔隙度大及透气透水性好的腐烂变质稻草及草菇栽培废料利于保持土面上方空气新鲜,原基分化成子实体的数量多,也利于二潮菇生长,但其分化时间慢、出菇较迟;材料重量重的稻田土和黏质黄泥土可加重菌床机械刺激,团粒板结孔隙度小,二氧化碳易在其表面积累,巨大革耳出菇早、个体大。【结论】以蜂窝煤渣土、甘蔗滤泥及草菇栽培废料覆盖栽培巨大革耳,其转化率均高于70.00%,可在生产上推广应用。

3种胶结岩土材料本构模型中破损规律的离散元验证

采用离散元法(DEM)对胶结岩土材料本构模型中的破损规律进行验证。首先,根据胶结颗粒间胶结特性,建立适用于胶结颗粒的微观理论;其次,基于该微观理论,给出3种经典胶结岩土材料本构模型破损参数的微观解释;最后,对数值试样进行等向压缩、等应力比压缩及双轴压缩试验的离散元数值模拟,并对比验证数值试样破损规律的模拟结果与本构模型的预测结果。结果表明:采用DEM对胶结岩土材料本构模型的破损规律进行验证是可行的。3种加载条件下,扰动状态模型假定的破损规律同模拟结果均较为一致;Nova模型在双轴压缩试验条件下的预测结果同模拟结果存在很大差异;而上负荷面剑桥模型假设的破损参数则不能很好描述上述加载条件下数值试样的破损规律。

盐蚀环境下微生物矿化岩土材料的冻融特性研究

基于MICP技术将松散砂粒改良成微生物矿化岩土材料,通过室内冻融循环实验,研究矿化材料在4种不同的冻融环境中的表观形貌、质量损失率、饱和含水率、无侧限抗压强度随冻融循环周期的变化规律,以及利用NMR测试手段分析材料的孔隙变化。结果表明:随着冻融周期增加,在4种冻融液中矿化材料均伴随剥落现象,无侧限抗压强度均呈逐渐减小趋势,质量的损失和饱和含水率的增加严重影响了材料的抗冻性能,且在5%Na2SO4溶液中矿化材料的粉化速度较快,质量损失最大,劣化速度最快,NMR图谱中弛豫时间大于200ms的未冻水含量在冻融过程变化最大,是造成样本质量的损失和强度的破坏的主要原因;在去离子水溶液中样本的抗冻能力也较弱,次于Na2SO4溶液;在3%NaCl溶液和混合溶液中由于NaCl的存在降低材料的凝固点,使得材料的抗冻能力延长,此研究为微生物矿化岩土材料在寒冷地区的工程应用提供基础实验依据。

黄河泥沙充填复垦覆土材料垂直一维入渗特性研究

针对采煤沉陷地充填黄河泥沙后覆土量不足的问题,提出利用当地表土、心土和黄河泥沙组配作为新覆土材料,研究了其垂直一维入渗特性。结果表明,随着黄河泥沙占比提高,新覆土材料初始入渗率、稳定入渗率在0.461 5~4.166 7 cm/min、0.032 9~0.327 3 cm/min范围内变化,分别与黄河泥沙占比呈显著性正相关、极显著性正相关;累积入渗量和湿润锋下移深度同样呈增加趋势,同一入渗时间下,水分得以快速进入土壤,减少了地表径流;并利用Kostiakov模型对入渗过程进行模拟,结果表明Kostiakov模型能很好地描述新覆土材料入渗过程。表土、心土和黄河泥沙3组配比分别为1∶1∶0.86、1∶1∶1.33、1∶1∶2的新覆土材料质地为壤土,入渗优于或接近常年耕种农田,具有一定的保水性。根据尽量增加黄河泥沙层上覆盖材料厚度的原则,选取配比1∶1∶2的新覆土材料作为黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地的覆土材料。

不同覆土材料对段木栽培灵芝产量及品质的影响

用常规方法段木栽培"川圆芝1号",以5种覆土材料(紫色土、水稻土、黄壤、石灰岩土、河沙)栽培灵芝及不覆土对照处理,探究不同覆土材料对段木栽培灵芝产量及品质的影响。结果表明,覆土栽培灵芝子实体产量为不覆土栽培的16.78倍~24.34倍,均显著高于不覆土处理;覆盖土黄壤、石灰岩土和河沙处理的灵芝产量显著高于覆盖紫色土和水稻土。不覆土栽培灵芝菌盖小且薄,而覆盖河沙和黄壤菌盖大。而覆盖水稻土、紫色土、石灰岩土、黄壤和河沙可显著增厚灵芝菌盖;各处理方式对菌柄的长短无显著影响。覆盖紫色土处理的灵芝子实体多糖含量(0.87%)最高;而不覆土栽培的灵芝子实体三萜含量(1.15%)最高,且极显著高于覆土处理。结合试验研究结果分析,达州市、泸州市、雅安市和凉山州为四川段木灵芝高产栽培的适宜区域;盆地各市及凉山州、雅安市为四川高多糖含量段木灵芝栽培的适宜区域。

大球盖菇覆土材料试验研究

通过四种不同的覆土材料对大球盖菇生长和产量的影响进行试验。结果表明 ,大球盖菇在四种覆土材料上均能生长发育 ,但以油梨园土生长速度快 ,产量高 ,转潮快 :其次是茶园土 ;再次是蔗田土 ;草地土为最差。

不同覆土材料对鸡腿菇出菇性状和产量的影响

通过对不同覆土材料的化学成分和物理结构的测定 ,分析了不同种类覆土材料对鸡腿菇出菇性状和产量的影响 ,结果表明 :孔隙度、最大持水量和营养成分较高的覆土材料———腐叶土有利于鸡腿菇产质量的提高 ,随着栽培时间的延长 ,覆腐叶土的覆土层的电导率呈上升趋势而pH值呈下降趋势较其它两种覆土材料明显。

煤矸石质固土材料的制备

利用大量排放的工矿业固体废弃物煤矸石,按一定比例掺加矿渣、水泥熟料、消石灰以及石膏,可制备出性能优良、成本低廉的煤矸石质固土材料。试验结果表明,煤矸石质固土材料的各组分含量对固化土的无侧限抗压强度都有较大影响,固化土的强度随着煤矸石与矿渣比的上升而下降;随着消石灰外掺量的增加而上升,并在消石灰掺量为20%时达到最大;石膏外掺量的增加也能有效提高固化土强度,测得其固化土7 d无侧限抗压强度为4.3 MPa,28 d和90 d分别可达5.3MPa和6.55 MPa。

软岩填土材料的浸水沉降与防治

对地下水位变动引起风化软岩的浸水沉降机理进行了理论分析和试验研究。提出了用加、卸载剪胀系数描述地下水位变动引起沉降的简明方程式。通过试验 ,验证了在砂岩中混入适量粘性土可以有效地减轻浸水沉降的方法。

固化污泥作为垃圾填埋场覆土材料的适用性研究

以2种固化污泥为研究对象,对其作为垃圾填埋场覆土材料的可行性进行了研究。一种是使用碱性固化剂形成的固化污泥(A固化污泥),另一种是中性固化剂形成的固化污泥(N固化污泥)。研究表明N固化污泥更适合作为垃圾填埋场覆盖材料。

基于细微观结构的煤矸石固土材料固土机理研究

利用XRD、MAS-NMR和SEM分析了煤矸石质固土材料固化土的水化产物以及微观形貌,探讨了煤矸石质固土材料的固土机理,结果表明:(1)煤矸石质固土材料在固化土中的水化产物为纤维状,主要成份为CSH、钙矾石以及少量无定形水合铝硅酸盐,并且随着龄期的增长,水化产物逐渐增多,固化土强度增加。(2)煤矸石质固土材料的固土机理包括三个方面:煤矸石质固土材料自身的水化凝结、离子交换作用以及土壤中活性成分的固结反应,其中煤矸石质固土材料自身的水化凝结是固化土强度增加的主要原因。