基于孔隙面积比的麦秸秆防腐分析及秸秆对粉土抗剪强度的影响

粉土性能不良,需改良后才能在高速公路路基中使用;麦秸秆环保可再生,掺入粉土会起到加筋作用,但自身易被水腐蚀,需防腐后才能使用。本文从孔隙面积比出发,分析聚乙烯醇对秸秆的防腐机理和防腐效果,通过抗拉强度试验分析防腐对秸秆抗拉强度的影响;通过直剪试验分析秸秆对粉土抗剪强度的影响。结果表明:聚乙烯醇通过自身防腐性能的发挥、填充麦秸秆孔隙减小吸水通路、在秸秆表面形成保护膜阻隔水分进入来实现防腐,孔隙面积比越小防腐效果越好;试验范围内,麦秸秆的防腐最佳浸泡时间为4 d,防腐剂最佳溶液浓度为10%,此时秸秆孔隙面积比最小,且防腐耗时最短,或经济最优。麦秸秆长度对孔隙面积比的影响主要在4 d内,与最终孔隙面积比关系不大。防腐麦秸秆抗拉强度提高。秸秆加筋土的黏聚力随秸秆掺量、麦秸秆长度的增加先增大后减小,最优掺量范围为0.4%~0.6%,最优秸秆长度为15 mm;内摩擦角随着秸秆掺量的增加略有增加,但增幅很小,不同长度下无明显规律。

基于相场法的电极箔粉末烧结模拟及影响因素分析

以粉末涂层型电极箔为研究对象,采用相场法对颗粒烧结及孔隙的收缩进行仿真模拟,根据实际烧结孔隙数据建立了五种不同空间结构类型的孔隙模型,通过模拟计算不同粒径烧结孔隙变化,验证了模型模拟的有效性。采用单因素分析法探究了烧结温度及孔隙类型的改变对最终孔隙面积的影响规律,结果表明:仿真模拟中烧结温度影响颗粒间烧结速度;孔隙的类型影响最终铝粉烧结形貌,并进一步影响烧结形成的孔隙面积,其中以三角形孔隙面积最小。模型的建立对不同烧结温度、烧结时间、孔隙类型的粉末涂层型电极箔有效表面积的预测具有重要参考价值。

微生物加固粉土的强度特性及加固机理研究

针对华北地区广泛分布的黄河冲积粉土级配差、强度低的问题,采用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术对其进行加固。通过三轴试验研究加固粉土的强度特性,通过微观结构测试分析其微观机理;结合宏观现象和微观机理揭示强度加固机理。结果表明:MICP加固后粉土的强度得到了大幅提升;其黏聚力和内摩擦角均随加固轮数、胶结液浓度的增加而增大,且增长速率呈现出先快后慢的趋势;在胶结液浓度为0.5 mol/L、加固两轮时加固效率更高。就微观结构而言,土样中的孔隙随胶结液浓度和加固轮数的增大而逐渐减少;土样截面的平均非孔隙面积比随加固轮数、胶结液浓度的增加而增大;黏聚力、内摩擦角与平均非孔隙面积比之间均符合先快后慢的双线性增加关系。黏聚力与内摩擦角提升原因在于MICP加固生成的碳酸钙通过粘结粉土颗粒,填充堵塞颗粒间孔隙,使平均非孔隙面积比增大,进而提升土体强度。

基于CT技术的不粘煤和焦煤的孔隙率及影响因素研究

为了探测不粘煤和焦煤的孔隙率并研究其影响因素,从安徽等多个矿区采集研究对象,利用μCT225k VFCB型CT试验系统对煤样进行显微观测,分别计算出2种煤的孔隙率,得到所有孔隙的面积,并对比分析2种煤内部孔隙个数随着孔隙面积增大的变化趋势。结果表明,煤的孔隙率不会随着煤阶升高而增大,且焦煤煤样最大孔隙面积小于不粘煤煤样的最大孔隙面积。因此,焦煤孔隙率明显低于不粘煤。

土体孔隙分形模型及其与土体渗透性关系的研究

土体颗粒和孔隙分布直接影响土体渗透性大小。文章引入分形几何理论,基于土颗粒粒度的分维系数和球形土颗粒的假设,确定了单位体积土体中土颗粒的总数以及孔隙的总表面积,进而建立土体孔隙比表面积分形模型。该模型包括的四个参数可由实验方法确定。实例分析结果证明,土体的渗透系数随孔隙比表面积增大而逐渐减小,这与渗流分析结果一致。验证了模型的合理性和可行性,为土体渗透性的研究提供了一种新的方法。

煤热解过程中哈密长焰煤的孔隙结构演化特征研究

为了探求煤热解过程中哈密长焰煤的孔隙结构演化特征,采用压汞法测量了不同温度下的孔隙分布。研究结果表明:哈密长焰煤的总孔隙比表面积逐渐减小,在300℃以后略有增加,中孔和大孔在孔隙体积变化中处主导地位;微孔和过渡孔是组成孔隙比表面积的主要孔隙。

采用气体吸附法分析载体硅胶的孔隙结构

采用NOVA 2000 e型比表面积及孔隙度分析仪测定载体硅胶的比表面积和孔隙结构,考察了该方法的准确性和重复性,并对自制GC,进口955及LG 3种载体硅胶样品进行了测定,利用BJH法和NLDFT法对硅胶的孔径分布进行了计算。结果表明,该方法的测试结果准确,被测样品的比表面积、总孔容和平均孔径测定结果的相对标准偏差均小于2%;3种硅胶样品均含有圆柱状且孔径分布较窄的中孔,GC硅胶的比表面积和总孔容均较2种进口硅胶偏大;GC硅胶和955硅胶的孔径分布更接近,而LG硅胶的孔径分布范围相对更窄且孔隙分布更均匀。

黄土震陷性的微观结构量化分析

基于数字扫描电镜获得的微观架空孔隙面积量化数据,结合相关原理,建立黄土震陷系数计算公式。通过对兰州、西安等地黄土的动三轴试验、微结构扫描电镜测试、试验与计算震陷系数的对比分析,论证对该公式所用主要参数——架空孔隙面积通过量化处理获取的可行性和公式的合理性与适用范围;通过对基于微观架空孔隙面积量化数据的黄土震陷系数计算公式的数学分析,提出黄土震陷过程中应力–应变发展的5个阶段,并从微观结构给出相应的物理解释,即认为黄土震陷是由于不同大小的架空孔隙不断破坏而导致的多个突变过程的最终宏观结果。

高岭–蒙脱混合黏土渗透各向异性的微观机理研究

为研究高岭–蒙脱混合黏土中膨润土掺入量及固结应力对渗透各向异性比的影响,利用三轴渗透仪对高岭–蒙脱混合黏土展开一系列渗流试验,并从微观结构的改变上进行机理解读,研究发现:(1)加入膨润土后,渗透系数及渗透各向异性比明显减小,但随着膨润土掺入量的增加,渗透各向异性比趋于稳定,原因是影响渗透各向异性比的有效孔隙权重比趋于不变,导致渗透各向异性比不再发生明显改变;(2)随着有效固结应力的增大,混合黏土的渗透各向异性比不断增大。有效固结应力增大时,有效孔隙面积比和有效孔隙权重比均在增加,导致固结应力增大时渗透各向异性比增大;(3)综合膨润土掺入量及固结应力对混合黏土渗透各向异性比的影响,若从微观结构上定量分析,建议采用有效孔隙权重比作为微观参数。

红山窑船闸红砂岩初始损伤细观特性量化研究

为了研究红砂岩的初始损伤效应,对红砂岩进行细观损伤单轴压缩试验,同步多方位观测细观裂纹演化过程,利用数字图像相关技术处理不同含水率下红砂岩试样动态变形过程中灰度分布图,得到孔隙面积比、应变以及含水率之间的相互关系;探讨孔隙面积比与损伤变量之间的联系,进而推导了红砂岩损伤变量随含水率变化的计算公式,定量评价不同含水率下红砂岩的初始损伤程度。结果表明:红砂岩初始损伤效应显著,且随含水率的增大初始损伤呈对数增长,在研究岩体损伤特征时应当充分考虑初始损伤效应。

结构轻骨料吸水性能及其影响因素研究

吸水率和吸水速率等吸水性能对轻骨料的应用是非常重要的。用骨料粒径为5、15、25mm的3种膨胀黏土结构轻骨料来研究轻骨料的吸水规律,同时,利用荧光显微法和图像分析法定量研究了骨料外壳厚度、骨料孔隙面积百分比和骨料单位面积孔隙数量这3个因素对轻骨料吸水性能的影响。从研究结果可知:①轻骨料的吸水率主要被骨料外壳厚度和骨料内部孔隙数量控制;②轻骨料的吸水速率与孔隙面积百分比有关。

软土渗透各向异性特性及其微观机理研究

为探究原状软土渗透各向异性特性的机理,文中基于GDS渗透仪对杭州原状软黏土开展一系列渗透试验,并将完成渗透试验的土样进行微观观测与分析。得到了杭州软土渗透各向异性随固结压力的变化规律,并分析了软土在不同观测方向上微观孔隙结构的差异及其随固结压力的变化,发现从微观角度解释渗透各向异性更为合理。

纤维截面形状及集束状态对涤纶黑度的影响

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纺丝级切片及市售炭黑为原料,采用原液着色法及高速纺丝-拉伸(POY-DT)工艺制备十字形、扁平形、圆形、三角形截面无染黑色涤纶DT长丝,通过对纤维不同截面形状、纤维束间不同堆砌结构及孔隙面积的分析,研究纤维截面形状及集束状态对其黑度的影响。结果表明:制备的异形涤纶DT长丝中三角形纤维黑度最大,十字形纤维黑度最小;异形截面纤维内部有效平均光程从小到大依次为十字形、扁平形、圆形、三角形,截面内部有效平均光程越长,光线碰到炭黑粒子概率越大,光线完全被吸收概率越大,纤维黑度提高;异形纤维束集束孔隙面积从小到大依次为十字形、扁平形、圆形、三角形,纤维束间孔隙面积越大,光线在纤维间光程越长,光线被炭黑及聚酯吸收的概率越大,纤维黑度提高。

单色绿光环境对孵化中种蛋蛋壳理化特性的影响

蛋壳是鸡胚发育过程中与外界环境进行气体和热量交换的重要媒介,其结构、形态等因素均为影响鸡胚发育的重要因素。单色绿光照射可缩短种蛋孵化时间,促进出雏、提高种蛋孵化率。有鉴于此,该研究针对单色绿光调控孵化过程中的种蛋蛋壳色度、蛋壳结构、色素含量及元素含量等因素进行监测,从种蛋蛋壳特性变化的角度探究单色绿光在种蛋孵化过程中促进雏鸡出雏的机制。结果表明,与传统黑暗孵化环境相比较,孵化过程单色绿光形成的光环境促使蛋壳对孵化环境产生适应性响应,蛋壳表面亮度显著降低(P<0.01),抑制了蛋壳中绿色色素-胆绿素的分解(P<0.01)。且单色绿光有助于鸡胚吸收利用蛋壳中的Ca元素,显著促进孵化过程中蛋壳表面孔隙面积的风化增大(P<0.0001),提高蛋壳的通透性及散热效果,利于出雏期间雏鸡出壳,有助于促进出雏并降低孵化死亡率。该研究阐析了单色绿光孵化过程中种蛋蛋壳特性的变化,为单色绿光促进种蛋出雏及其在孵化产业的应用奠定了一定的理论基础。

基于织物透光图像分析评价防钻绒性的方法

为快速、准确、经济地测试织物的防钻绒性能,提出一种采用数字图像处理技术,基于织物透光灰度图像的防钻绒性测试评价方法。利用Photoshop软件放大扫描所得织物的透光数字图像,获取3~5个较大孔隙最亮处的灰度值,通过计算平均透光率,判断织物属于物理防钻绒织物还是化学防钻绒织物;对于物理防绒织物运用MatLab软件按流程图像导入→阈值确定→二值化处理→形态学处理→连通域标记→连通域面积计算对图像进行处理,得到织物的大孔隙频率分布,再与防钻绒织物的极限孔隙分布相比较,以确定织物的防钻绒性能。结果表明:基于织物透光图像的防钻绒性测试评价方法准确可行、简单快捷,而且能节约试验材料。

加气硅化黄土的微结构研究

采用扫描电镜、数字图像方法和表面积孔隙分析仪研究了天然黄土和固化龄期13,19,24 a加气硅化黄土的微结构和孔隙特征。结果表明:天然黄土和加气硅化黄土的微结构均以粒状架空结构为主;加气硅化黄土架空孔隙内充填有少量凝胶;这些凝胶附着在骨架颗粒表面,增大了颗粒间的接触面积。与天然黄土相比,硅化黄土孔径分布基本无变化,平均孔径、面积比和孔隙体积没有降低,但孔隙表面积从17.810 4 m2/g增加到27.473 5 m2/g。加气硅化黄土的机制是保持黄土架空孔隙基本不变,通过凝胶薄膜强化了黄土微结构中胶结物的强度,将骨架颗粒黏结成为一个空间网状整体,消除了黄土的湿陷性,并提高了其工程力学性能。

燃煤烟气脱硫添加剂研究

基于对燃煤烟气脱硫机理的分析研究,综述了烟气脱硫添加剂的研究现状及最新进展。干法、半干法烟气脱硫添加剂的选择主要从比表面积和孔隙率、吸湿性、氧化性或传质阻力等方面考虑;湿法脱硫添加剂的选择则主要从减小气液相传质阻力等方面考虑。文章建议复合添加剂及工业废弃物是未来添加剂研究的方向。

人工配制不同含砂率粉土性质研究

通过人工配制不同含砂率粉土,分别对其进行击实试验(对击实后试样进行电镜扫描)、压缩试验、CBR(California Bearing Ratio)试验和无侧限抗压强度试验,研究含砂率对粉土性质的影响。结果表明:含砂率相同粉土的击实试样的孔隙面积随着含水率的增加先减小后增大,在相同含水率下试样的孔隙面积随含砂率增加先减小后增加,这刚好与得到的粉土的最大干密度随着含砂率的增大先变大后减小的结果一致;对相同含砂率粉土而言,无侧限抗压强度随着粉土压实度增加而增大,但同一压实度下粉土的无侧限抗压强度随着含砂率的增加越来越小。

La^(3+)掺杂TiO_2纳米纤维的制备、表征与光催化性能

结合溶胶-凝胶法、静电纺丝技术和高温煅烧制备了La3+掺杂TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积及孔隙分析仪、X射线衍射仪和紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、晶型、表面和孔隙结构以及光催化性能进行了表征和测试。结果表明,La3+掺杂TiO2纳米纤维表面为多孔的纤维状结构。La3+掺杂明显改善了TiO2纳米纤维的表面孔隙结构,对TiO2纳米纤维的粒子生长有一定的抑制作用。光催化降解性能测试结果表明,当La3+掺杂量为0.04%(质量分数)时,TiO2纳米纤维的光催化性能最佳。

NdFeB磁体表面二次化学镀Ni-P合金防腐性能研究

采用化学镀方法,在烧结NdFeB磁体表面镀覆Ni-P合金,以提高磁体的耐腐蚀性。通过沉积速率、单位表面积孔隙数量的测试试验,确定了Ni2+与H2PO2-的摩尔浓度比、络合剂浓度、稳定剂浓度、pH值、施镀温度、时间等碱性预镀各组分的最佳浓度和工艺条件。测定了不同类型Ni-P化学镀试样和基体的单位表面积孔隙数量,以及在10%(体积分数)HCl、3.5%(质量分数)NaCl溶液和20%(质量分数)NaOH溶液中的腐蚀速率。结果表明:化学镀Ni-P合金能显著改善NdFeB永磁体的耐腐蚀性;以弱碱性化学镀为底层,酸性化学镀为表层的二次化学镀工艺可使磁体表面镀层的致密性和耐腐蚀性能最佳。