基于断裂力学的腐蚀钢丝疲劳S-N曲线研究

高强冷拔钢丝因其优异的力学性能被广泛应用于缆索承重结构,服役过程中钢丝腐蚀与断裂威胁着结构安全。钢丝腐蚀后表面的蚀坑因应力集中效应易产生疲劳裂纹,因此腐蚀钢丝剩余疲劳寿命主要取决于裂纹的扩展阶段,且裂纹扩展受到腐蚀程度(初始损伤)的显著影响。精确表征腐蚀程度并准确评估服役期钢丝腐蚀后的剩余寿命,仍是亟待解决的维修难题。首先采用蚀坑最大深度表征钢丝腐蚀程度,以应力强度因子幅作为裂纹扩展驱动力指标,基于断裂力学的Paris公式建立受拉钢丝裂纹扩展理论模型,进而推导腐蚀钢丝的疲劳S-N曲线。大量既有的腐蚀钢丝疲劳试验结果与理论预测值的比较验证了所提理论模型及疲劳S-N曲线的合理性和有效性。含多个蚀坑的钢丝裂纹扩展有限元模拟表明,等效单裂纹适用于多腐蚀坑钢丝疲劳寿命的简化分析。参数分析表明,蚀坑深度和腐蚀环境是腐蚀钢丝疲劳强度的关键影响因素,而应力比和疲劳加载频率影响较小,所提出的S-N曲线在钢丝常规服役条件下适用于评估其剩余寿命,可得到合理的预测结果。基于断裂力学所提的理论方法和疲劳S-N曲线可为腐蚀钢丝的疲劳强度和寿命评估提供参考。

横坡垄作措施下层状棕壤的积水入渗特征及其模拟

横坡垄作系统中雨水/灌溉水易在垄沟低洼处积聚,诱发积水入渗,使入渗特性有别于传统耕作系统。基于横坡垄作垄沟内积水特征,采用室内土柱供水实验,以层状棕壤为研究对象,分析5个积水深度(2、4、6、8和12 cm)下入渗率、湿润锋运移动态变化,并利用修正的Gree n-Ampt模型对积水入渗过程进行模拟。结果表明:1)耕层阶段,入渗率呈急剧下降后趋于稳定趋势;过渡阶段,入渗率稳定一定时段后逐渐降低;犁底层阶段,入渗率趋于稳定;2)积水深度的增加均促进湿润锋的运移,但未改变湿润锋运移过程;3)初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、累积入渗量等入渗参数均随积水深度增加呈幂函数增大,其中积水深度12、8、6和4 cm下的平均入渗率较积水深度2 cm分别增加120.5%、65.4%、39.4%和29.9%;4)在解析积水深度(h)与饱和导水率(K_(s)(h))间呈线性正相关关系基础上(K_(s)(h)=0.092h+0.76),结合湿润锋处土壤吸力(25.61 cm),构建模拟积水入渗过程的修正Green-Ampt模型。积水深度的增加加快土壤水分入渗,可利用修正Green-Ampt模型对积水入渗过程进行模拟。研究结果可为横坡垄作措施下水分高效利用、水资源调控提供科学依据。

环渤海七省(市)地下水硝酸盐含量调查

饮用水质量直接影响人类健康,而饮用水中硝酸盐(NO-3-N)含量水平又是衡量其质量的重要指标。通过调查的方法,对我国北方环渤海七省(市)包括北京、河北、河南、山东、辽宁、天津以及山西的地下水中硝酸盐含量状况进行了大面积调查研究。结果表明,上述七省市地下水中NO-3-N含量较高,平均值达到11.9mg·L-1,约34.1%的地下水超过WHO制定饮用水的标准。农田利用类型对地下水的影响较大,在粮田、菜地、果园、养殖等几种类型中,菜地的影响最大,NO-3-N平均含量达到21mg·L-1,其次是果园。随着地下水深度的加深,NO3--N含量呈现明显下降的趋势,其中10m以内的水体NO-3-N含量最高,达21.7mg·L-1。由于不同地区施肥习惯不同,地区之间有很大的差异。

N肥深施深度对小麦吸收利用N的影响

本文应用15N示踪技术，在川中紫色土上进行了聚全的表层施肥（施肥深度1-2cm）、中层施肥（深施25cm）、底层施肥（深施45cm）和平作表层施肥不同处理小麦吸N特性等的研究。结果表明：N肥利用率是“平＋表施”＞“聚＋底施”＞“聚＋中施”＞“聚＋表施”，处理间N肥利用率最高是23．78％，小麦一生有38.7-44.1％的N来自肥料。小麦拔节以前无论是聚土还是平作，其表层施肥地上部分NDFF值极显著地大于中层和底层施肥；“平＋表施”、“聚＋底施”、“聚＋中施”比“聚＋表施”显著地增加了小麦产量。

不同株高夏玉米品种的氮素吸收与利用特性

选用鲁单981（LD981）、郑单958（ZD958）和登海661（DH661）3个不同株高玉米品种,在大田和栽培池条件下分别设67500株hm–2和82500株hm–2 2个种植密度,0和180 kg hm–2 2个施氮量。大田试验的氮肥以开沟方式施入,栽培池试验氮肥分别以5、20和40 cm深度分层施入,利用15N同位素示踪技术研究不同株高夏玉米对氮素的吸收与利用特性。结果表明,与67500株hm–2种植密度比较,82500株hm–2种植密度夏玉米籽粒产量及氮素偏生产力显著提高。夏玉米吸收的氮素69.3%~77.3%来自土壤,22.7%~30.7%来自肥料;土壤氮和肥料氮收获指数分别为54.6%和57.5%。与67500株hm–2种植密度比较,82500株hm–2种植密度矮秆品种DH661氮素积累来自肥料的比例显著降低,中品种ZD958和高秆品种LD981没有显著变化;中、高秆品种肥料氮收获指数显著降低,矮秆品种增加。5 cm土层施氮对植株肥料氮积累量贡献率最大,40 cm土层施氮对植株肥料氮的贡献率最小,随着株高增加,深层（40 cm）氮对植株肥料氮积累量的贡献率逐渐增加,浅层（5 cm）氮对植株肥料氮积累量的贡献率逐渐降低。中、高秆品种对土壤深层40 cm施氮的氮肥回收率较高,而矮秆品种对土壤浅层20 cm施氮的氮肥回收率较高;20 cm和40 cm15N在20~40 cm和40~60 cm土层残留量分别达到60%,说明矮秆品种对20~40 cm土层氮素回收率较高,中、高秆品种对40~60 cm土层氮素回收率较高。

嘎啦苹果不同施肥深度对^(15)N-尿素的吸收、分配与利用特性

【目的】为苹果生产中确定合理的施肥深度提供科学依据。【方法】以8年生嘎拉苹果/平邑甜茶为试材,采用表层(0 cm)、中层(20 cm)和深层(40 cm)3个施肥深度处理进行同位素示踪试验。【结果】不同施肥深度处理,嘎啦苹果各器官Ndff值存在差异,深层施肥和表层施肥各器官Ndff值显著低于中层施肥,各处理盛花期均以细根Ndff值最高,粗根次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的15N优先向新生营养器官运转;果实成熟期均以果实中Ndff值最高;果实采收后贮藏器官的Ndff值较高,新生营养器官下降到较低水平。不同物候期各器官的15N分配率存在显著差异,但不同深度施肥处理之间差异并不显著。随物候期的推移,植株对15N-尿素的利用率逐渐升高,到采收后达到最大;各物候期中层施肥处理均显著高于表层和深层处理。【结论】中层施肥处理能够增强植株对氮的吸收征调能力,提高肥料利用率。

太湖马来眼子菜(Potamogeton malaianus)生物量变化及影响因素

2006年5月和10月在太湖马来眼子菜分布区进行了定点采样,分析了马来眼子菜的生物量在不同水域变化特征及影响其生物量主要因素。结果表明:不同水环境中,马来眼子菜的生物量变化较大,介于526～4843g/m2,个体植株生物量依次为叶>根>茎,其中叶的生物量占总生物量的55%～80%。水深增加能促进植株高度和生物量的增加,但单位面积生物量变化不明显。群落的自疏效应使马来眼子菜生物量与资源供应维持在一个动态平衡的水平上。马来眼子菜的生物量与水体中TN呈显著正相关,P是影响其生物量变化的间接限制因子,根、茎、叶的N/P介于16.92～59.88之间,叶片的N/P达到42.33。马来眼子菜对水环境的形态可塑性响应是其在水环境长期变化中逐步成为幸存者和优势种的重要原因之一。底泥的深度和营养含量对其分布和生物量具有显著影响。围网捕捞、养殖以及航运的发展是造成局部地区马来眼子菜生物量急剧下降的主要人为因素。不同水域的生物量的差异是水深、水体营养盐、底质特征、水体透明度、人类活动等因素综合作用的结果。同时,对水环境变化在形态上较强的可塑性响应,也是马来眼子菜生物量变化的重要原因之一。

陕西渭北苹果园土壤矿质氮累积与分布状况研究

对陕西渭北8县87个苹果园不同土壤剖面中的硝态氮和铵态氮含量进行了分析测定结果表明，不同产区果园0～120cm剖面土壤中，铵态氮含量为4．67±1．37mg·kg^-1．且变化幅度较小；硝态氮舍量为22．86±24．98mg·kg^-1，各果园土壤变化幅度较大，含量在0．33～119．8mg·kg^-1之间，且随着土层的加深，硝态氮含量呈逐渐增大的趋势，大部分在40～60cm土层出现累积高峰，之后随土层加深累积量大部分逐渐下降。由于过量施肥，测试苹果园土壤0～120cm累积了大量的硝态氮。

三峡水库香溪河库湾蓝藻水华暴发特性及成因探析

2008年夏季,香溪河库湾自三峡水库建库以来第1次暴发蓝藻水华,水华波及整个库湾,持续时间达1个月之余.为了解这次水华暴发特性及发生原因,本文对蓝藻水华的发生发展过程进行了跟踪调查,6 7月水华发生期间每周采样1次.调查表明本次蓝藻水华的优势种为鱼腥藻(Anabaena sp.)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)等,细胞密度高达3.82×108cells/L,蓝藻相对密度达到90%以上.本文将2008年5 7月与2007年同期理化指标比较发现,2007年5月的N∶P为18.6,而2008年5月的N∶P较低,为6.2,据文献报道N∶P<8有利于微囊藻的复苏,因此2008年水华前期的低N∶P利于微囊藻的复苏,为微囊藻在适宜条件下的大量增殖提供了种源基础.方差分析表明,2008年5 7月各采样点真光层深度显著高于2007年同期,使得底泥中的微囊藻获得一定强度的光照而复苏,这可能是2008年蓝藻水华在香溪河库湾暴发的原因之一.综上所述,在具备充足的营养盐基础、较强的水体稳定性以及较高水温的前提下,香溪河库湾水华发生前期较低的N∶P以及较高强度的光照可能是微囊藻复苏的诱导因子,为蓝藻水华暴发提供了种源基础.

东北海伦地区农村地下饮用水硝态氮污染特征及其影响因素分析

地下水硝态氮污染已成为一个全球性的问题,直接影响到人们的生活用水和身体健康.通过对海伦地区157口农村饮用水井取样分析,探讨了该地区地下水硝态氮污染的时空特征及其影响因素.结果表明,地下水中硝态氮平均含量14.01mg.L-1,超标率(≥10.00 mg.L-1)达到26.11%.地下饮用水硝态氮的污染表现出明显的空间分异特征,在空间上地下水硝态氮污染程度从高到低依次为中部漫川漫岗农业区、东北丘陵漫岗农业区,西南平川漫岗农业区.在此基础上,从水井本身性质和污染物来源两方面分析了地下水硝态氮污染影响因素.在水井本身性质方面,水井管道材料不同导致地下水硝态氮受污染程度不同,其中单节管道水井的污染程度显著低于多节管道,平均浓度分别为5.08、32.57 mg.L-1,超标率分布为12.26%、82.35%;整个地区水井硝态氮污染程度与水井绝对深度无显著关系,但在28个同一取样单元,深水井污染程度显著低于浅水井,其中单节管深井、单节管浅井、多节管深井、多节管浅井的平均浓度分别为1.84、12.02、25.14、45.61 mg.L-1.分析污染物来源可以发现,污染程度较高的地区多处于氮肥施用量较高、户均家禽牲畜量较多的地区,表明地下水硝态氮污染与化肥施用量以及家禽牲畜排泄量呈一定的正相关关系.

西双版纳地区稻田甲烷的排放通量

2005年,采用静态箱(暗箱)-气相色谱法对云南西双版纳热带地区单季稻田甲烷(CH4)排放进行田间原位观测。试验设置了三个处理,即无氮肥对照处理(NN)、低氮施肥处理(LN)和高氮施肥处理(HN),氮肥(尿素和复合肥)水平分别为0 kg/(N.hm2)、150 kg/(N.hm2)和300 kg/(N.hm2)。结果表明在水稻生长期CH4排放通量的季节变化峰值出现在拔节孕穗期,且只有1个典型的排放峰。NN、LN和HN处理的CH4季节平均排放速率分别为6.69±0.37 mg/(m2.h)、7.19±0.43 mg/(m2.h)和6.04±0.31 mg/(m2.h)。不同氮肥用量对CH4排放通量的影响规律不明显。各处理的CH4排放通量与温度的相关关系不同,与稻田水深均无显著的相关关系。

不同潜水埋深污水灌溉氮素运移试验研究

随着污水灌溉的迅速发展,污水灌溉对土壤环境及地下水的影响日益受到人们的关注。通过污水灌溉田间试验,探讨了不同潜水埋深条件下,污水灌溉对土壤及地下水中硝态氮和铵态氮的影响。结果表明:硝态氮的淋溶深度与潜水埋深及灌水量呈良好的正相关;相同灌水水平,地下水中硝态氮浓度与潜水埋深成负相关,地下水埋深2、3、4 m地下水硝态氮分别增加33.99%、15.49%、7.50%;相同潜水埋深,灌水水平越高,土壤中硝态氮淋溶深度越深。

昆明盆地剪切波速与地基特性相关分析研究

根据大量的钻孔P—S测井实测数据分析归纳了昆明盆地第四系粘性土及砂性土层的剪切波速值及其特征。利用相关分析方法给出了各土层剪切波速VS与标贯击数N的回归方程。探讨了土层埋深等因子对剪切波速的影响,给出了剪切波速VS与土层埋深的回归方程。

1Cr18Ni9Ti不锈钢表面复合改性处理的研究

对１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的Ｎ＾＋注入态，Ｎ－Ｃ－Ｏ共渗入Ｎ－Ｃ－Ｏ共渗＋注入复合态的表面改性进行了研究。结果表明：复合态由于同时具有一定厚度的改性层与非晶态表面，而达到了耐磨性及抗蚀性的最佳统一。Ｘ射线低角度掠射技术及超显微硬度计ＵＭＨＴ－３被用于Ｎ＾＋注入层的组织结构分析与硬度表征，并采用俄歇能谱仪测量离子注入层的氮浓度分布，同时还讨论Ｎ＾＋注入对提高Ｎ－Ｃ－Ｏ共渗态抗蚀性能的贡献及其机理。

Research on Community Structure in Bus Transport Networks

We abstract the bus transport networks(BTNs)to two kinds of complex networks with space L and spaceP methods respectively.Using improved community detecting algorithm(PKM agglomerative algorithm),we analyzethe community property of two kinds of BTNs graphs.The results show that the BTNs graph described with space Lmethod have obvious community property,but the other kind of BTNs graph described with space P method have not.The reason is that the BTNs graph described with space P method have the intense overlapping community propertyand general community division algorithms can not identify this kind of community structure.To overcome this problem,we propose a novel community structure called N-depth community and present a corresponding community detectingalgorithm,which can detect overlapping community.Applying the novel community structure and detecting algorithmto a BTN evolution model described with space P,whose network property agrees well with real BTNs',we get obviouscommunity property.

山东省地下水硝酸盐含量状况及影响因素研究

国内外大量研究表明,地下水硝酸盐污染已成为普遍问题。为了摸清山东省地下水硝酸盐污染状况,通过调查取样分析,对本省地下水硝酸盐含量状况及其影响因素进行了研究。结果表明,山东省地下水NO3--N含量总体较低,平均为7.4mg.L-1,仅有2%的地下水超过了我国地下水质量标准（GB/T14848—1993）。地区之间地下水硝酸盐含量有很大的差异,其中临沂市NO3--N含量最高,达10.6mg.L-1。受降雨影响,雨季后地下水硝酸盐含量下降。农田利用类型对地下水硝酸盐含量影响较大,在粮田、设施菜地、露天菜地、果园4种类型中,设施菜地影响最大,NO3--N达到13.1mg.L-1,其次为果园。随着埋藏深度的增加,NO3--N含量呈先升后降的趋势,最大平均值出现在埋深20~50m的地下水中,达8.5mg.L-1。

旱直播深度和氮肥施用量对金两优33产量的影响

[目的]探索金两优33的最适播种深度和N肥施用量。[方法]采用裂区设计,研究不同N肥施用量(纯N150.0(CK)、187.5、225.0、262.5 kg/hm2)和不同直播深度(2.0(CK)、4.0、6.0 cm)对金两优33产量的影响。[结果]随着N肥施用量的增加,金两优33的有效穗数、每穗实粒数和实收产量先增加后减少,N肥施用量为225.0 kg/hm2时,有效穗数最多;N肥施用量为187.5 kg/hm2,每穗实粒数最多,实收产量最高。随着播种深度的增加,金两优33的有效穗数、成穗率、千粒重、实收产量均降低,播种深度为2.0 cm(CK)的处理分别比播种深度为4.0、6.0 cm的处理增产20.77%和257.10%。[结论]金两优33的最适播种深度为2.0 cm,最适N肥施用量为187.5 kg/hm2。

旱地土壤的合理施肥——Ⅹ.旱地与灌区不同氮肥用量的效果

氮肥用量严重地影响着氮肥肥效。用量不足,难以高产;用量过高,也会减产。合适的氮肥用量与土壤的供水情况和土壤的NO^-_3—N含量有密切关系。 无灌溉条件的旱地,不管土壤供氮水平高低,小麦的最高产量在250—330kg;有灌溉的地方可达400kg以上。1m土层中NO^-_3—N含量低时,在一定范围内小麦产量随施氮量直线上升;含量高时,则无这种关系,甚至施氮后还有减产现象。旱地以亩产300kg为指标,1m土层中的NO^-_3—N为3kg左右时,需亩施4kgN;为5—8kg时,需亩施2kgN;含量更高时,则可不施;水地以亩产400kg为指标,NO^-_+—N为3kg左右时,需亩施8kgN,为7—8kg时,需亩施4kgN,高于10kg,可不施。

雪被厚度和积雪周期对土壤氮素动态影响的初步研究

在高山地区和高海拔地区，氮素是植物生命活动的主要限制因素之一。冬季，这类地区的土壤通常被雪被长时间覆盖。以往的研究证实，雪下土壤氮素动态在维持年际氮循环中起着重要作用。气候变化将改变生物地球化学循环，导致雪被覆盖状况发生改变，从而对冬季土壤氮素动态产生重要影响。然而，迄今为止，对气候变化极其敏感的青藏高原东缘雪下土壤物质转化过程的研究却很少。为了了解不同雪况下土壤矿质氮库水平和净氮矿化变化动态，2010年11-2011年4月在青藏高原东缘用PVC管原位培养土壤，通过人工控制雪被厚度和雪被持续时间的方法，设置不同积雪厚度和积雪周期的9个处理，分别测定其无机氮（NH4＋-N和NO3--N）含量，并计算净氮矿化率。结果表明，雪被持续时间可对土壤温度的变化产生明显的影响；随着土壤覆雪厚度和雪被覆盖时间的增加，土壤含水量呈现增长的趋势。土壤无机氮以 NH4＋-N 为主，占总无机氮的69%-86%，而NO3--N含量只占土壤总无机氮的14%-31%。深雪（100 cm和50 cm的积雪覆盖）降低了铵态氮含量，而净氮矿化率无明显变化。不同的积雪覆盖时间（60 d，90 d，150 d）并没有引起土壤氮库的显著变化，说明较早的降雪虽然使土壤有较高的温度和较少的冻融循环，但并不会改变土壤氮库的积累和释放。

基于灰色马尔可夫链的兰村泉域地下水位预测

将兰村泉域S1长观孔2001—2010年的年平均水位埋深作为特征因素序列,降水量和人工开采量作为相关因素序列,采用灰色系统理论将GM(1,N)模型应用于兰村泉域岩溶地下水位埋深预测,并应用马尔可夫模型对输出结果进行残差修正。结果表明:经过修正后的GM(1,3)模型的拟合精度达到97.41%,比没有经过残差修正的GM(1,3)模型高出9.62%,修正后的预测值更加贴近原始值,准确性提高。采用马尔可夫残差修正模型对2011—2013年兰村泉域水位埋深值进行预测,结果表明:2011年、2012年、2013年的地下水位预测值分别为33.24、32.01、31.12 m,地下水位缓慢回升。