生石灰-石粉-WSS固化剂在钻渣废弃土筑路再生中的应用

围绕钻渣废弃土含水率高、塑性指数大、施工性能差3个问题,设计了生石灰+石灰岩石粉的预处理方案,通过一系列室内试验,从脱水效率、界限含水率变化幅度、预处理后土颗粒形态和破碎难易度4个方面选择出最优配合比。之后使用矿渣-纳米复合土壤固化剂(WSS)对预处理土进行固化,以无侧限抗压强度(q_(u))、水稳定性(γ_(w))、加州承载比(CBR)和抗压回弹模量(E_(c))为指标评价固化效果,同时对预处理的辅助固化作用进行分析。除此之外,本试验还探究了最大粒径等级(D_(max))对固化土强度、破碎形态和水稳系数的影响。结果表明:本预处理方法能有效降低废弃土含水率并提高脱水速率,显著改善土体的界限含水率与颗粒形态,增进与粉末状固化剂的拌和效果。钻渣废弃土经“3%生石灰+3%石灰岩石粉+3%WSS”处理后,28 d龄期无侧限抗压强度(q_(u))为2.13 MPa,高于传统水泥固化方案和不进行预处理的固化方案。经分析得出,预处理剂可以絮凝-硬化黏土颗粒并疏松土体结构,还可以让土体呈碱性以增强WSS与水泥的固化效果。此外,试验证明了随着Dmax的减小,生石灰-石灰岩石粉-WSS固化土的强度和水稳定性逐步提高,破坏形式从脆性剪切破坏转变为塑性压缩破坏。

矿渣-脱硫石膏-电石渣固化剂固化黏土的研究

废弃黏土工程特性较差,难以作为路基材料进行资源化利用,还有工业废渣的产量日益增长,其利用率根本追不上产量,针对该问题研究了不同掺量矿渣-脱硫石膏-电石渣(GGBS-DG-CCS,GDC)固化剂对黏土力学性能和微观机理的影响。采用Design Expert中的box-behnken design(BBD)得出矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比,通过无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和水稳试验评价了GDC固化土的宏观力学性能;然后采用SEM和XRD分析了GDC固化剂与黏土之间的相互作用机理,并与同掺量的传统水泥固化方案进行对比。结果表明:矿渣、脱硫石膏、电石渣的最佳配合比为11.93︰1.53︰6.01,GDC固化黏土的无侧限抗压强度均随固化剂掺量和养护龄期的增加而增大;相较于水泥固化土,GDC固化土具有更好的水稳定性,且随着养护龄期的增长,GDC固化土呈现出更高的抗压强度、抗劈裂性以及更低的脆性;SEM和XRD分析显示,GDC固化土在养护过程中会不断生成水化硅酸钙(C-S-H)、水化铝酸钙(C-A-H)等胶凝性水化物以及膨胀性水化产物钙矾石(Aft),与水泥土相比,28 d龄期的GDC固化土微观结构更密实,水化产物的覆盖范围更广。GDC固化剂对废弃黏土改性效果显著,具有较好应用前景。

双碳目标下钢铁行业清洁生产评价中降碳指标比较研究——以南京某个钢铁厂为例

清洁生产在中国各行各业得到广泛应用,在整个生产活动的节能减排评价和控制中发挥着重要作用。因此,应进一步发展清洁生产以实现双碳目标。发展清洁生产的根本问题是更新各行业的清洁生产指标。本文以第二产业为例,在评价钢铁行业清洁生产指标体系中减碳项目现状的基础上,强化了以基本降碳项目为主的具体指标的必要性,如一些与能源相关的低碳项目指标。通过比较近年来国内外最新的碳减排相关规范和指标,探索持续加入的新降碳项目,得出实际存在改进空间的结论。最后,根据综合分析,建议今后加强碳减排指标项目建设。

用有限元法分析水树尺寸对电场分布的影响

鉴于水树是交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆的主要劣化现象之一,而正确的评价电场分布对理解水树的生长机理及水树引起的介质击穿非常重要,利用有限元方法研究了水树枝初步生长阶段其几何参数(宽度和长度)对水树内部电场的影响。有限元分析结果显示:在相同宽度和相同介电常数的条件下,发散型水树越长,水树尖端的电场增强越明显;而在相同水树长度的条件下,水树枝宽度对水树尖端最大电场强度的影响很小;水树枝长度对电场分布的影响随内部介电常数的大小而变化,水树内部介电常数越大,水树长度对电场分布的影响越小。

静态破碎的物理与数值试验

本文对静态破碎剂作用下混凝土模型的破坏过程进行了物理和数值模拟试验,试验研究结果表明,单孔方形混凝土模型裂纹的扩展和破坏不是通常认为的像开采中的大理石破坏那样:第一条裂纹产生以后,在其对称连线上产生第二条裂纹,而是以三条主裂纹的形式破坏。并用数值模拟的方法再现了在静态破碎剂作用下,这三条主裂纹的萌生、扩展到最后的失稳扩展过程。

基于机器视觉的刀具磨损检测技术

针对当前国内外刀具磨损检测的缺点和存在的问题,设计了基于机器视觉的刀具磨损检测方案,分析了刀具磨损检测的原理和识别过程,并结合图像处理的方法,采用自适应中值滤波对刀具图像进行平滑去噪,进一步得到刀具的二值化图像,再采用Canny边缘检测技术提取刀具轮廓信息.最后提出基于人工神经网络的刀具磨损检测算法.

热老化对交联聚乙烯电缆绝缘中水树的影响研究

热老化过程不但会影响交联聚乙烯电缆绝缘的电磁学和物理化学性能,还对绝缘内水树的产生与生长有着一定的影响。通过研究热老化过程对XLPE电缆绝缘中的水树现象的影响,以及在几个有可能的影响因素当中,哪个因素对水树现象的影响最大。实验结果表明,在与XLPE电缆绝缘的热老化有关的各种因素对水树现象的影响中,热氧化对XLPE电缆绝缘表层水树的产生和生长的影响最大。尽管热氧化所引起的缺陷有可能就是XLPE电缆绝缘中水树生长过程中的起始点,但是它在一定程度上抑制着水树的成长,甚至有着"水树延迟效果"的美称。

低渗透砂砾岩油层相对渗透率曲线的形态及其变化特征

以宝浪油田低渗透砂砾岩储层为例 ,主要分析了低渗透储层相对渗透率曲线的形态及变化特征和影响相对渗透率曲线形态变化的原因。分析结果表明 ,低渗透砂砾岩储层的非达西渗流使油相的相对渗透率增大 ,使水相的相对渗透率减小。孔隙结构的非均质性 ,特别是粘土矿物的含量和注入水水质对相对渗透率曲线的影响都很大。

难处理金矿浸出预处理过程的FeS_2-FeAsS-H_2O系电位-pH图

难处理金矿中,金为微细浸染型嵌布在黄铁矿和毒砂的晶格中而不能被充分浸出.本文通过热力学计算绘制了298.15KFeS2-FeAsS-H2O系的电位-pH图,由图可知黄铁矿和毒砂均可以被O2等氧化剂分解.FeAsS的稳定区完全包含在FeS2的稳定区范围内,说明在酸性条件下毒砂比黄铁矿的稳定性差,更容易被分解.当电位及酸度较高时,黄铁矿及毒砂中的硫以稳定的HSO4-、SO42-形式存在,而砷以H3AsO4的形式存在,表明预处理过程能够将包裹在金表面的硫化矿物解离脱除.热力学计算的结果为难处理金矿的浸出预处理过程提供了理论依据.

难处理金精矿的加压氧化-氯化浸出实验

采用加压氧化法对国内某难处理金精矿进行预处理,考察了反应温度、精矿粒度、氧分压、初酸浓度、反应时间对金精矿脱硫率和金浸出率的影响.利用XRD,XRF,SEM,EDX技术对金精矿原矿及浸出渣进行分析表征,实验结果表明,在反应温度180℃,精矿粒度-0.075^+0.061 mm,氧分压0.8 MPa,初酸质量浓度60 g/L,液固比4∶1,反应时间120 min,搅拌转速600 r/min条件下,金精矿的脱硫率为93.85%.以50 g/L的NaCl和8 g/L的NaClO混合溶液作为浸出剂,对加压氧化渣进行氯化浸出,在反应温度30℃,pH值4.5~5.0,液固比3∶1,搅拌转速300 r/min,浸出时间180 min条件下,金的浸出率为94.54%.未作预处理的金精矿直接氯化浸出,金的浸出率仅为42.65%,加压氧化对提高金的浸出率效果显著.

Li_2CO_3在含碳球团还原中催化机理的研究

通过在氧化铁中添加碳粉和少量Li2CO3添加剂，考察了碱金属化合物和温度对含碳球团还原过程的影响，探讨了减金属化合物的催化机理，实验结果表明，球团还原车随着碱金属化合物添加量而增大，但增大幅度随添加剂增多、温度升高而减小在球团还原初期，Boudouard反应是还原的限制环节，添加Li2CO3可以降低反应活化能较高温度下球团还原后期，氧化铁的气相还原是反应的限制性环节，添加Li2CO3可以加快Fe／FeO界面上FeO的还原反应,实验条件范围内，温度升高和Li2CO3添加量增加。

不同侧压系数下各向异性巷道围岩破坏模式研究

针对各向异性初始应力状态（不同的侧压力系数下）的岩体巷道开挖问题,利用复合材料的Hoffman强度准则考察各向异性对巷道周围应力、位移和塑性破坏区的影响.结果表明：巷道围岩的最大主应力与侧压系数无关,当θ=30°~60°时为最大,θ=0°,90°时为最小.随θ的增加,巷道围岩的水平位移增加,垂直位移减小.在各向异性岩体中强度较大的方向与最大应力方向一致时,破坏发生在此方向,塑性破坏区的范围为最大.

难处理金矿浸出预处理过程的电位-pH图

通过热力学计算绘制了298.15 K下FeS2-H2O系、FeAsS-H2O系的电位-pH图,为难处理金矿浸出预处理过程中黄铁矿与毒砂的氧化分解提供了热力学依据.由FeS2-H2O系的电位-pH图可知,黄铁矿可以被O2等氧化剂氧化分解.在水的稳定区范围内,元素硫的稳定区较小,浸出预处理过程中硫基本上以HSO-4,SO24-形式存在.由FeAsS-H2O系的电位-pH图可知,毒砂比黄铁矿更容易被氧化分解.浸出预处理过程应提高氧化电位使毒砂中的砷和硫氧化至最高价脱去,避免亚砷酸盐和元素硫的生成.以难处理金精矿为原料进行加压氧化验证实验,在反应温度180℃、精矿粒度为-0.075 mm^+0.061 mm、氧分压为0.8MPa、初始酸质量浓度60 g/L、液固质量比4∶1、反应时间120 min、搅拌转速600 r/min条件下,金精矿的平均脱硫率93.85%,平均脱砷率为95.91%,实验结果与热力学计算结果一致.

基于MPI的一维大地电磁并行计算研究

在大地电磁中运用并行处理技术来减少计算时间,提高运算效率.结合一维广义逆矩阵法反演的计算特点,详细分析了串行程序并行化方法,主要采用主从并行模式、分频并行计算的并行方案.在Linux系统上使用Fortran和MPICH2相结合的开发工具编写了并行程序,通过理论模型和实测数据对实现的并行程序进行试算,并与串行程序对比验证了该算法的可行性、正确性,为二维、三维的正反演并行计算提供了研究基础.

青霉素发酵过程的模型仿真与补料优化

补料分批式青霉素发酵的机理模型已得到深入研究,但是模型往往难以用于补料的优化和批次内的控制。为了对模型进行优化控制,针对Birol等提出的青霉素发酵非结构动力学模型,合理调整了温度和pH变化的影响,得到了青霉素发酵过程的简化机理模型。反应基质的补料是青霉素优化控制的关键,选择对补料速率进行优化来提高青霉素的产量。由于机理模型具有非线性和约束条件,采用序贯二次规划算法来进行求解,其中将补料轨线进行分段处理提高了优化效率。优化计算结果表明改进的补料过程可以提高青霉素的浓度和产量。

大地电磁二维陡边界反演应用效果分析

针对石油勘探中常常遇到大块具有均匀电导率的地质单元被高陡边界分割的情况,传统的光滑反演各具特色但均有边界位置模糊的缺点,而陡边界反演方法可以有效地克服这种缺点.本文从应用的角度出发,对陡边界反演方法的原理作了详细的介绍,并应用该反演方法对两个块状结构模型的合成数据进行了反演,反演结果的拟合差分别为rms=1.66和rms=1.27,表明该方法反演结果能准确地恢复到真实模型附近;通过对比该方法与快速松弛法在实测数据中的应用,表明该方法有助于提高MT反演分辨率.但是该方法对模型参数设置和所知道的地质信息的准确性要求较高.

复杂形体重磁异常的等参数有限元积分算法研究

重力及磁法勘探的正演问题从本质上说均涉及到积分计算。当前的重磁勘探正演计算方法大部分可归为解析积分法,但是对于一些复杂的形体还难以导出解析式。本文提出了一种计算重力和磁力异常的新算法,其原理是利用在等参数有限元上的高斯数值积分公式,直接计算面积元、体积元的异常而实现积分。理论研究和模型计算结果表明,该方法不必计算对数函数及反三角函数,可以保证较高的精确性,程序易实现。特别是此法可以利用曲线、曲面表述任何复杂形态的地质体,为计算任意复杂形体的重磁异常提供了一种新途径。

三维各向异性材料数值模型的计算方法

各向异性材料模型的一般计算方法需要编辑偏轴坐标系中的弹性矩阵,其推导过程十分复杂.针对这一问题,提出了一种基于FEM软件中两个坐标系(基本坐标系与辅助坐标系)的新方法.FEM软件自动转换两个坐标系的关系,因此该方法没必要编辑偏轴坐标系中的弹性矩阵,可简化各向异性模型的计算过程.计算结果很好地反映了各向异性材料的方向变化对巷道围岩应力分布的影响.

低配碳比含碳球团直接还原的实验研究

根据低配碳比含碳球团还原熔分工艺制备粒铁的技术思想,对低配碳比含碳球团的直接还原进行实验研究.结果表明,这种低配碳比的含碳球团还原速度较快,还原反应进行了10 min时表观还原度为84%,20min时表观还原度可达88%;继续延长反应时间,球团表层还原得到的少量金属铁会再次被氧化成FeO.还原反应结束后,球团内仍存在少量尚未还原的FeO,它们与脉石中的SiO2形成低熔点的铁橄榄石,有利于工艺后期渣铁的熔化及分离.

保证闭环系统鲁棒稳定性的干扰观测器系统性设计方法

研究带有干扰观测器(Disturbance observer,DOB)的反馈控制系统对模型不确定性鲁棒稳定的充分条件,在此基础上,选取满足此充分条件的加权函数,使得标准H∞干扰观测器设计方法保证对受控对象参数变化的鲁棒稳定性.提出了在H∞干扰观测器设计中兼顾鲁棒性设计指标和结构约束的频率加权函数的选取方法.利用加权函数选取的自由度,在干扰观测器低通滤波器设计中,实现Q-滤波器在截止频率上的高峰幅度与干扰抑制性能之间的最佳折中,使得干扰观测器在满足其幅度指标的条件下,具有最优干扰抑制性能.实验结果表明该方法保证了闭环反馈系统的鲁棒稳定性,同时,具有实现其他设计指标的自由度.