2012年第34卷第1期文章目次
2012, 34(1):1-6.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.002
摘要:
结构裂缝监测是评估结构安全性的重要依据之一,分布式光纤裂缝监测技术可有效避免点式检测空间不连续造成的漏检现象,且易于实现自动化监测。该文提出了布里渊光频域分析计(BOTDA)结合斜交光纤组的裂缝监测方法,通过几何分析得到了光纤应变和裂缝宽度及开展方向的理论模型,并采用标定试验建立了由光纤测试应变反算裂缝宽度及开展方向的数值方程。同时开展了光纤裂缝传感器标距和预拉力大小对测量精度影响的试验研究,并标定了300 mm标距的光纤裂缝传感器实测应变和裂缝宽度及夹角的定量关系。最后通过裂缝模拟试验对裂缝开展进行了跟踪监测,结果表明斜交光纤组能有效得到光纤与裂缝之间夹角值并实时监测裂缝宽度变化。
结构裂缝监测是评估结构安全性的重要依据之一,分布式光纤裂缝监测技术可有效避免点式检测空间不连续造成的漏检现象,且易于实现自动化监测。该文提出了布里渊光频域分析计(BOTDA)结合斜交光纤组的裂缝监测方法,通过几何分析得到了光纤应变和裂缝宽度及开展方向的理论模型,并采用标定试验建立了由光纤测试应变反算裂缝宽度及开展方向的数值方程。同时开展了光纤裂缝传感器标距和预拉力大小对测量精度影响的试验研究,并标定了300 mm标距的光纤裂缝传感器实测应变和裂缝宽度及夹角的定量关系。最后通过裂缝模拟试验对裂缝开展进行了跟踪监测,结果表明斜交光纤组能有效得到光纤与裂缝之间夹角值并实时监测裂缝宽度变化。
2012, 34(1):7-11.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.003
摘要:
以防护工程中新型分配层的设计为背景,对含单层和两层柱壳的混凝土结构中应力波的衰减和演化规律进行理论和数值分析,经过大量的计算发现,柱壳的纵向位置、层间距和排列形式对结构的削波性能有着较大的影响。计算结果表明：含单层柱壳时,柱壳距离被保护区域越近,结构的削波性能越好;当含双层结构时,被保护区域的应力时程曲线呈现明显的“驼峰”状,柱壳的层间距越小,结构对应力波的隔离效应越明显,且两层柱壳错开结构防护效果优于对齐结构。
以防护工程中新型分配层的设计为背景,对含单层和两层柱壳的混凝土结构中应力波的衰减和演化规律进行理论和数值分析,经过大量的计算发现,柱壳的纵向位置、层间距和排列形式对结构的削波性能有着较大的影响。计算结果表明：含单层柱壳时,柱壳距离被保护区域越近,结构的削波性能越好;当含双层结构时,被保护区域的应力时程曲线呈现明显的“驼峰”状,柱壳的层间距越小,结构对应力波的隔离效应越明显,且两层柱壳错开结构防护效果优于对齐结构。
2012, 34(1):12-16.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.004
摘要:
环境的温度和相对湿度是影响混凝土中钢筋锈蚀速度的重要因素,这2个因素对混凝土中钢筋的腐蚀电流强度的影响并不是孤立的,而是互相交织在一起彼此产生影响的。通过试验研究了温湿度共同作用下混凝土中钢筋腐蚀速度的变化规律。研究表明,温度愈高,钢筋的腐蚀电流强度达到最大峰值时所对应的相对湿度愈大;相对湿度不同,温度升高对钢筋的腐蚀电流强度提高的幅度也不同。
环境的温度和相对湿度是影响混凝土中钢筋锈蚀速度的重要因素,这2个因素对混凝土中钢筋的腐蚀电流强度的影响并不是孤立的,而是互相交织在一起彼此产生影响的。通过试验研究了温湿度共同作用下混凝土中钢筋腐蚀速度的变化规律。研究表明,温度愈高,钢筋的腐蚀电流强度达到最大峰值时所对应的相对湿度愈大;相对湿度不同,温度升高对钢筋的腐蚀电流强度提高的幅度也不同。
2012, 34(1):17-20.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.005
摘要:
FRP约束混凝土的应力-应变曲线模型是土木工程的一个重要课题。结合第1段斜率、转折点坐标、第3段斜率等数学特征分析了应力-应变曲线的发展过程,指出理想模型需满足的条件,并指出传统模型的不足。提出了一个复合指数-直线模型,该模型对强化型和软化型曲线都适用,满足理想模型条件,克服了传统模型的缺陷。给出了模型参数的求解思路。对比分析表明新模型拟合结果与实测数据吻合良好,具有广泛的适用性。
FRP约束混凝土的应力-应变曲线模型是土木工程的一个重要课题。结合第1段斜率、转折点坐标、第3段斜率等数学特征分析了应力-应变曲线的发展过程,指出理想模型需满足的条件,并指出传统模型的不足。提出了一个复合指数-直线模型,该模型对强化型和软化型曲线都适用,满足理想模型条件,克服了传统模型的缺陷。给出了模型参数的求解思路。对比分析表明新模型拟合结果与实测数据吻合良好,具有广泛的适用性。
2012, 34(1):21-28.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.006
摘要:
研制了一种新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑,设计6个新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑试件,对其进行轴向循环荷载试验,并对其中的4组试件采用ABAQUS有限元数值模拟分析。研究结果表明：新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑在受拉和受压时都能屈服而不屈曲,支撑的滞回曲线稳定、饱满,具有稳定的承载能力和良好的滞回耗能能力;新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑的恢复力模型可采用双线性模型来描述;新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑构造合理,耗能机理明确,采用钢筋混凝土约束核心钢管的设计思想是可行的。
研制了一种新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑,设计6个新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑试件,对其进行轴向循环荷载试验,并对其中的4组试件采用ABAQUS有限元数值模拟分析。研究结果表明：新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑在受拉和受压时都能屈服而不屈曲,支撑的滞回曲线稳定、饱满,具有稳定的承载能力和良好的滞回耗能能力;新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑的恢复力模型可采用双线性模型来描述;新型外包钢筋混凝土钢管防屈曲耗能支撑构造合理,耗能机理明确,采用钢筋混凝土约束核心钢管的设计思想是可行的。
2012, 34(1):29-34.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.007
摘要:
基于铅芯橡胶隔震垫、组合碟形弹簧和钢板阻尼器的各自力学性能特点,设计开发出一种新型的三维隔震装置,首先简要介绍了该三维隔震装置的组成构造和力学性能设计方法;通过一足尺三维隔震装置分别进行了水平向和竖向力学性能试验。试验结果表明,该三维隔震装置具有构造合理、传力机制明确等优点,在水平向和竖向都能够具有适宜的隔震刚度和阻尼耗能性能,并且在较大水平剪切变形时仍具有良好的整体稳定性。
基于铅芯橡胶隔震垫、组合碟形弹簧和钢板阻尼器的各自力学性能特点,设计开发出一种新型的三维隔震装置,首先简要介绍了该三维隔震装置的组成构造和力学性能设计方法;通过一足尺三维隔震装置分别进行了水平向和竖向力学性能试验。试验结果表明,该三维隔震装置具有构造合理、传力机制明确等优点,在水平向和竖向都能够具有适宜的隔震刚度和阻尼耗能性能,并且在较大水平剪切变形时仍具有良好的整体稳定性。
2012, 34(1):35-41.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.008
摘要:
针对环境作用具有空间分布特性,借鉴空间多尺度环境作用模型框架(包括全局环境、地区环境、工程环境、构件表面环境、内部环境)及其数学模型,对相对湿度进行了空间多尺度研究：在分析空间各尺度上相对湿度的不同影响因素的基础上,由全局环境尺度开始,通过地区环境尺度、工程环境尺度以及构件表面环境尺度上环境因素的逐步调整,最终计算得到混凝土内部的相对湿度值。研究结果表明,采用“常规统计模型+空间残差”的方法,可有效建立地区环境尺度上的相对湿度值与工程环境尺度上相对湿度值的定量关系;混凝土结构构件的表面相对湿度与表面温度有关;实际工程结构应考虑构件表面相对湿度与内部相对湿度之间的不同。
针对环境作用具有空间分布特性,借鉴空间多尺度环境作用模型框架(包括全局环境、地区环境、工程环境、构件表面环境、内部环境)及其数学模型,对相对湿度进行了空间多尺度研究：在分析空间各尺度上相对湿度的不同影响因素的基础上,由全局环境尺度开始,通过地区环境尺度、工程环境尺度以及构件表面环境尺度上环境因素的逐步调整,最终计算得到混凝土内部的相对湿度值。研究结果表明,采用“常规统计模型+空间残差”的方法,可有效建立地区环境尺度上的相对湿度值与工程环境尺度上相对湿度值的定量关系;混凝土结构构件的表面相对湿度与表面温度有关;实际工程结构应考虑构件表面相对湿度与内部相对湿度之间的不同。
2012, 34(1):42-46.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.009
摘要:
高架结构是城市轨道交通的重要部分,其引起的结构辐射噪声问题引起了越来越多的关注。基于边界元Helmholtz积分公式和有限元流固耦合系统理论,推导了结构振动加速度与辐射声压之间的声传递向量,该传递向量可通过单元辐射叠加法求得,结合采用直线电机车辆的北京首都机场快轨线某段高架桥梁段现场试验结果进行了比较分析。结果表明：使用该方法计算的声压结果与实测结果的声压频谱分布及变化趋势吻合较好,该方法可用于城市轨道交通高架结构辐射噪声的预测研究。
高架结构是城市轨道交通的重要部分,其引起的结构辐射噪声问题引起了越来越多的关注。基于边界元Helmholtz积分公式和有限元流固耦合系统理论,推导了结构振动加速度与辐射声压之间的声传递向量,该传递向量可通过单元辐射叠加法求得,结合采用直线电机车辆的北京首都机场快轨线某段高架桥梁段现场试验结果进行了比较分析。结果表明：使用该方法计算的声压结果与实测结果的声压频谱分布及变化趋势吻合较好,该方法可用于城市轨道交通高架结构辐射噪声的预测研究。
2012, 34(1):47-53.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.010
摘要:
预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固技术是为解决合龙段与相邻主梁节段之间的湿接缝失效问题而提出的。为分析这种加固技术的受力特点,介绍了这种加固技术的实现途径和施工要点,建立了典型的预应力混凝土斜拉桥的结构计算模型,系统地给出了施工阶段分析的方法,包括合龙段置换的结构基准计算模型的建立和合龙段置换施工过程的模拟,依据计算结果,分析了合龙段置换过程中桥面线形、索力以及塔顶偏位等结构状态参数的变化。研究表明,采用该方法能够反映斜拉桥结构状态的实际变化历程和现状检测结果,模拟计算结果与合龙段置换施工监测结果较为吻合,从而揭示了合龙段置换施工过程结构的变化特点,可为预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固的设计计算和施工控制提供依据。
预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固技术是为解决合龙段与相邻主梁节段之间的湿接缝失效问题而提出的。为分析这种加固技术的受力特点,介绍了这种加固技术的实现途径和施工要点,建立了典型的预应力混凝土斜拉桥的结构计算模型,系统地给出了施工阶段分析的方法,包括合龙段置换的结构基准计算模型的建立和合龙段置换施工过程的模拟,依据计算结果,分析了合龙段置换过程中桥面线形、索力以及塔顶偏位等结构状态参数的变化。研究表明,采用该方法能够反映斜拉桥结构状态的实际变化历程和现状检测结果,模拟计算结果与合龙段置换施工监测结果较为吻合,从而揭示了合龙段置换施工过程结构的变化特点,可为预应力混凝土斜拉桥合龙段置换加固的设计计算和施工控制提供依据。
11 裂隙岩体损伤局部化分析
2012, 34(1):54-59.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.011
摘要:
裂隙岩体损伤局部化与裂隙扩展状态密切相关,裂隙扩展到一定长度后裂隙的扩展状态发生分叉,一部分裂隙继续扩展,另一部分裂隙停止扩展。裂隙岩体损伤局部化是由裂隙扩展状态分叉产生的,损伤局部化起始位置也取决于裂隙扩展状态。通过对多裂隙扩展状态的分叉分析,得到了含矩形分布裂隙岩体损伤局部化弯折裂纹临界扩展长度及临界应力。根据系数矩阵的特征值与特征向量,确定了裂隙岩体损伤局部化的位置,而且考虑了裂隙之间的相互作用。最后,通过算例分析得到了裂隙岩体损伤局部化临界应力与裂隙列间距、行间距、围压和原生裂隙倾角的关系。
裂隙岩体损伤局部化与裂隙扩展状态密切相关,裂隙扩展到一定长度后裂隙的扩展状态发生分叉,一部分裂隙继续扩展,另一部分裂隙停止扩展。裂隙岩体损伤局部化是由裂隙扩展状态分叉产生的,损伤局部化起始位置也取决于裂隙扩展状态。通过对多裂隙扩展状态的分叉分析,得到了含矩形分布裂隙岩体损伤局部化弯折裂纹临界扩展长度及临界应力。根据系数矩阵的特征值与特征向量,确定了裂隙岩体损伤局部化的位置,而且考虑了裂隙之间的相互作用。最后,通过算例分析得到了裂隙岩体损伤局部化临界应力与裂隙列间距、行间距、围压和原生裂隙倾角的关系。
2012, 34(1):60-65.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.012
摘要:
增强型管桩采用离心旋转法制作,并经高温蒸养,在制桩时预埋应变计难以实现,本文研制了一种桩身埋设混凝土应变计的新方法,成功解决了这一难题。通过静载试验研究了深厚软土地基中增强型管桩的荷载传递规律及桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状,探讨了增强型管桩桩身肋的荷载分担情况。试验结果表明,在竖向荷载作用下,增强型管桩桩身上部的肋比下部的肋先发挥作用,肋对桩侧摩阻力的发挥起到了明显地加强作用。
增强型管桩采用离心旋转法制作,并经高温蒸养,在制桩时预埋应变计难以实现,本文研制了一种桩身埋设混凝土应变计的新方法,成功解决了这一难题。通过静载试验研究了深厚软土地基中增强型管桩的荷载传递规律及桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状,探讨了增强型管桩桩身肋的荷载分担情况。试验结果表明,在竖向荷载作用下,增强型管桩桩身上部的肋比下部的肋先发挥作用,肋对桩侧摩阻力的发挥起到了明显地加强作用。
2012, 34(1):66-70.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.013
摘要:
雨季施工时基坑工程受暴雨入渗以及邻近河流水位涨落耦合作用,容易发生渗透破坏事故。基于裘布依(Dupuit)假定建立分层地基地下水耦合渗流方程,以此确定在暴雨入渗以及河流水位涨落耦合作用下基坑周边地下水位。同时基于渗流-应力耦合分析理论与Midas分析软件,以某基坑工程实例为研究对象,建立基坑工程渗流-应力耦合分析模型,对基坑工程渗流破坏现象进行分析研究,由此得出了对其它工程有重要参考价值的结论。
雨季施工时基坑工程受暴雨入渗以及邻近河流水位涨落耦合作用,容易发生渗透破坏事故。基于裘布依(Dupuit)假定建立分层地基地下水耦合渗流方程,以此确定在暴雨入渗以及河流水位涨落耦合作用下基坑周边地下水位。同时基于渗流-应力耦合分析理论与Midas分析软件,以某基坑工程实例为研究对象,建立基坑工程渗流-应力耦合分析模型,对基坑工程渗流破坏现象进行分析研究,由此得出了对其它工程有重要参考价值的结论。
2012, 34(1):71-75.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.014
摘要:
为了解决国际照明委员会(CIE)推荐的照明计算公式不适合具有混合光反射性质的现代建筑饰面材料的问题,寻找一个能符合现代建筑饰面材料的亮度计算方法,达到建筑节能与城市夜景亮度控制目的。在光度学实验室对30种常用建筑饰面材料不同方向的亮度进行了测量,用测量获得的不同方向亮度值计算出亮度修正系数K(i,β),还分析了光在传播过程中受大气影响衰减与反射亮度的关系。将K(i,β)值与视看距离、光源种类、灯具利用、材料清洁程度、照明系统维护等作为修正系数补充CIE计算公式,建立一个新的计算模型。通过计算比对,新模型计算的照度值仅为传统公式计算的1/3。
为了解决国际照明委员会(CIE)推荐的照明计算公式不适合具有混合光反射性质的现代建筑饰面材料的问题,寻找一个能符合现代建筑饰面材料的亮度计算方法,达到建筑节能与城市夜景亮度控制目的。在光度学实验室对30种常用建筑饰面材料不同方向的亮度进行了测量,用测量获得的不同方向亮度值计算出亮度修正系数K(i,β),还分析了光在传播过程中受大气影响衰减与反射亮度的关系。将K(i,β)值与视看距离、光源种类、灯具利用、材料清洁程度、照明系统维护等作为修正系数补充CIE计算公式,建立一个新的计算模型。通过计算比对,新模型计算的照度值仅为传统公式计算的1/3。
2012, 34(1):76-79.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.015
摘要:
通过测试3种不同色温、3种照度下学生脑电图α波、β波指数的变化,观察光照对人体生理节律的影响。实验发现,不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加,大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低,呈负相关关系。推测原因似与高色温、高照度状态下更易出现疲劳,低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用,以及大脑功能分区、光源光谱组成有关。实验结果显示教室光环境的选择,应考虑学生学习的长期性、高负荷等特点,考虑“时间累积”效应的综合影响,并值得进一步研究。
通过测试3种不同色温、3种照度下学生脑电图α波、β波指数的变化,观察光照对人体生理节律的影响。实验发现,不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加,大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低,呈负相关关系。推测原因似与高色温、高照度状态下更易出现疲劳,低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用,以及大脑功能分区、光源光谱组成有关。实验结果显示教室光环境的选择,应考虑学生学习的长期性、高负荷等特点,考虑“时间累积”效应的综合影响,并值得进一步研究。
2012, 34(1):80-84.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.016
摘要:
由小尺度污物引起的污垢等问题成为污水源热泵推广应用的瓶颈,该文首先探讨污水取水换热过程中污垢的形成机理;进而将液固循环流化床技术引入污水源热泵污水侧的防、除垢应用中,考虑碰撞应力以接触面中心呈对称分布的特点,对已有碰撞应力模型进行修正,并以垢层所受到的剥离力(液固两相流对垢层的剪应力与固体粒子对垢层的碰撞应力)来探讨液固循环流化床的防、除垢机理;最后进行液固循环流化床换热器防、除垢特性的实验研究。研究结果表明循环流化床换热技术可有效解决污水中小尺度污物所引起的污垢等问题。
由小尺度污物引起的污垢等问题成为污水源热泵推广应用的瓶颈,该文首先探讨污水取水换热过程中污垢的形成机理;进而将液固循环流化床技术引入污水源热泵污水侧的防、除垢应用中,考虑碰撞应力以接触面中心呈对称分布的特点,对已有碰撞应力模型进行修正,并以垢层所受到的剥离力(液固两相流对垢层的剪应力与固体粒子对垢层的碰撞应力)来探讨液固循环流化床的防、除垢机理;最后进行液固循环流化床换热器防、除垢特性的实验研究。研究结果表明循环流化床换热技术可有效解决污水中小尺度污物所引起的污垢等问题。
2012, 34(1):85-90.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.017
摘要:
大型现代建筑大都安装了能源管理与控制系统(EMCS),EMCS系统储存的大量监控数据为空调系统的在线故障检测与诊断提供了方便。提出了一种利用参数自整定空调部件模型在线检测变风量空气处理机组故障的方法。利用遗传算法优化模型参数使模型预测数据与实测值数据的残差最小,因此空调部件模型有较高的预测精度。若模型预测数据与实测数据的残差超出了预先设定的阈值,就意味着变风量空气处理机组可能存在故障。针对在实际应用时确定故障检测阈值的困难,给出了用统计方法确定阈值的方法。故障检测方法在真实建筑中进行了应用和验证,结果表明该故障检测方法可以结合EMCS系统准确有效的检测变风量空气处理机组故障。
大型现代建筑大都安装了能源管理与控制系统(EMCS),EMCS系统储存的大量监控数据为空调系统的在线故障检测与诊断提供了方便。提出了一种利用参数自整定空调部件模型在线检测变风量空气处理机组故障的方法。利用遗传算法优化模型参数使模型预测数据与实测值数据的残差最小,因此空调部件模型有较高的预测精度。若模型预测数据与实测数据的残差超出了预先设定的阈值,就意味着变风量空气处理机组可能存在故障。针对在实际应用时确定故障检测阈值的困难,给出了用统计方法确定阈值的方法。故障检测方法在真实建筑中进行了应用和验证,结果表明该故障检测方法可以结合EMCS系统准确有效的检测变风量空气处理机组故障。
2012, 34(1):91-95.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.018
摘要:
针对东北某石油污染场地地层分布情况,探讨了复杂介质条件下空气曝气法(air sparging, AS)去除地下水中石油类污染质苯、萘的去除效果和最佳实验条件。结果显示,对于复杂地层有机污染,利用AS技术进行修复是有效的;曝气量为300 mL/min曝气效果最好,苯、萘的去除率分别为99.54%和11.58%;对于异质分层多孔介质,连续曝气的去除效果优于间歇曝气;实验过程中萘的去除效率较低,这除与其自身的结构和性质有关,还与介质的异质性有关,在应用AS修复此类污染物时要联合使用其他修复技术。
针对东北某石油污染场地地层分布情况,探讨了复杂介质条件下空气曝气法(air sparging, AS)去除地下水中石油类污染质苯、萘的去除效果和最佳实验条件。结果显示,对于复杂地层有机污染,利用AS技术进行修复是有效的;曝气量为300 mL/min曝气效果最好,苯、萘的去除率分别为99.54%和11.58%;对于异质分层多孔介质,连续曝气的去除效果优于间歇曝气;实验过程中萘的去除效率较低,这除与其自身的结构和性质有关,还与介质的异质性有关,在应用AS修复此类污染物时要联合使用其他修复技术。
2012, 34(1):96-101.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.019
摘要:
运用超声、H 2O 2以及2种技术相结合的超声协同H 2O 2方法处理苯酚模拟废水,比较3种方法处理效果的差异,并讨论了超声功率、溶液pH值、超声作用时间和亚铁离子(Fe2+)的量对处理效果的影响。结果表明,超声协同H2O2处理组对模拟废水的处理效率优于超声处理组和H2O2处理组。通过正交实验得出影响苯酚的降解率的大小次序先后为pH值>超声功率>超声时间 >加入FeSO4量,在实验参数的基础上,为了获得较高的降解率和节省成本,各因素的优化工艺参数为超声时间60 min,功率为200 W,pH值为3,加入0.1 mmol·L-1FeSO4量为1.0 mL。在该最佳条件下试验,苯酚的降解率为81.50％。相对单独超声和单独过氧化氢而言,采用超声协同过氧化氢法对苯酚具有降解率高、节省时间、降解速度快等优点。
运用超声、H 2O 2以及2种技术相结合的超声协同H 2O 2方法处理苯酚模拟废水,比较3种方法处理效果的差异,并讨论了超声功率、溶液pH值、超声作用时间和亚铁离子(Fe2+)的量对处理效果的影响。结果表明,超声协同H2O2处理组对模拟废水的处理效率优于超声处理组和H2O2处理组。通过正交实验得出影响苯酚的降解率的大小次序先后为pH值>超声功率>超声时间 >加入FeSO4量,在实验参数的基础上,为了获得较高的降解率和节省成本,各因素的优化工艺参数为超声时间60 min,功率为200 W,pH值为3,加入0.1 mmol·L-1FeSO4量为1.0 mL。在该最佳条件下试验,苯酚的降解率为81.50％。相对单独超声和单独过氧化氢而言,采用超声协同过氧化氢法对苯酚具有降解率高、节省时间、降解速度快等优点。
2012, 34(1):102-107.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.020
摘要:
土壤脲酶活性的测定有多种方法,其中靛酚蓝比色法由于测量结果精确性较高,重现性较好,应用最为广泛。但也有培养后土壤过滤液浑浊、带色、脲酶活性受底物浓度影响较大等缺点。以此方法为基础,针对过滤方式、培养时间、底物浓度及缓冲液选择等4个重要参数进行了对比试验,以期进一步改进靛酚蓝比色法的测定准确性。结果表明,培养时选择5%的底物浓度、pH10.0的硼酸盐缓冲液、培养24 h后再经KCl溶液浸提过滤比色测定,其结果比传统靛酚蓝比色法高约2.46倍,改良靛酚蓝比色法的测定结果更接近土壤真实脲酶活性。
土壤脲酶活性的测定有多种方法,其中靛酚蓝比色法由于测量结果精确性较高,重现性较好,应用最为广泛。但也有培养后土壤过滤液浑浊、带色、脲酶活性受底物浓度影响较大等缺点。以此方法为基础,针对过滤方式、培养时间、底物浓度及缓冲液选择等4个重要参数进行了对比试验,以期进一步改进靛酚蓝比色法的测定准确性。结果表明,培养时选择5%的底物浓度、pH10.0的硼酸盐缓冲液、培养24 h后再经KCl溶液浸提过滤比色测定,其结果比传统靛酚蓝比色法高约2.46倍,改良靛酚蓝比色法的测定结果更接近土壤真实脲酶活性。
2012, 34(1):108-112.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.021
摘要:
通过超滤膜过滤粉末活性炭预处理长江水和混凝沉淀预处理太湖水的上清液试验,比较各工艺中有机物极性含量的变化,结合膜的扫描电镜照片,探讨粉末活性炭和混凝沉淀预处理技术对膜污染的减缓作用。结果表明,疏水性有机物是造成膜污染的主要因素,亲水性有机物对膜污染的影响较小。超滤膜分别过滤经20 mg/L投量的粉末活性炭预处理的长江水样和25 mg/L投量的聚合氯化铝预处理的太湖水样时,相比直接过滤2种原水,超滤膜反洗后膜通量可有效恢复。粉末活性炭和混凝沉淀预处理后,膜表面形成的滤饼层较松散,易被周期性反洗排出膜组件,滤饼层可阻止疏水性有机物直接沉积在膜表面,减缓超滤膜污染,同时也可提高超滤膜出水的化学安全性。
通过超滤膜过滤粉末活性炭预处理长江水和混凝沉淀预处理太湖水的上清液试验,比较各工艺中有机物极性含量的变化,结合膜的扫描电镜照片,探讨粉末活性炭和混凝沉淀预处理技术对膜污染的减缓作用。结果表明,疏水性有机物是造成膜污染的主要因素,亲水性有机物对膜污染的影响较小。超滤膜分别过滤经20 mg/L投量的粉末活性炭预处理的长江水样和25 mg/L投量的聚合氯化铝预处理的太湖水样时,相比直接过滤2种原水,超滤膜反洗后膜通量可有效恢复。粉末活性炭和混凝沉淀预处理后,膜表面形成的滤饼层较松散,易被周期性反洗排出膜组件,滤饼层可阻止疏水性有机物直接沉积在膜表面,减缓超滤膜污染,同时也可提高超滤膜出水的化学安全性。
2012, 34(1):113-117.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.022
摘要:
生物过滤塔在挥发性有机物和恶臭气体处理方面具有良好的应用前景,但生物量过度累积是影响其运行稳定性的主要问题。为了探讨利用臭氧控制生物量过度累积的可行性,该研究系统考察了连续投加臭氧对于生物过滤塔甲苯去除性能、填料层压降及空隙率、生物量增长以及碳平衡的影响。研究结果表明,臭氧浓度为0~220 mg/m3时,投加臭氧不会降低生物过滤塔的甲苯去除性能;臭氧浓度为100~220 mg/m3时,投加臭氧可以显著控制生物量过度累积、优化填料层结构和控制压降快速升高。进一步研究表明,提高甲苯的矿化率是臭氧控制生物量快速累积的主要途径。
生物过滤塔在挥发性有机物和恶臭气体处理方面具有良好的应用前景,但生物量过度累积是影响其运行稳定性的主要问题。为了探讨利用臭氧控制生物量过度累积的可行性,该研究系统考察了连续投加臭氧对于生物过滤塔甲苯去除性能、填料层压降及空隙率、生物量增长以及碳平衡的影响。研究结果表明,臭氧浓度为0~220 mg/m3时,投加臭氧不会降低生物过滤塔的甲苯去除性能;臭氧浓度为100~220 mg/m3时,投加臭氧可以显著控制生物量过度累积、优化填料层结构和控制压降快速升高。进一步研究表明,提高甲苯的矿化率是臭氧控制生物量快速累积的主要途径。
2012, 34(1):118-123.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.023
摘要:
从处理高浓度蛋白质废水的BAF反应器中经富集分离出一株能以KNO3为唯一氮源生长的好氧反硝化菌N1。为进一步研究其分子生物学特性,采用传统的生理生化特征鉴定法及16S rDNA序列分析法对该菌株进行研究,并与已知种和相关种的菌株进行比较,得到系统发育树状图。结果表明,菌株N1的16S rDNA的核苷酸序列与蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii strain CIP 104883)的同源性为99.2%,在细菌系统发育分类学上属于假单胞菌属,蒙氏假单胞菌。好氧反硝化菌株N1的序列已向GenBank提交并得到登录号为HQ840771。关于蒙氏假单胞菌的反硝化研究在国内尚未见报道,此研究对于利用微生物技术治理环境中的氮污染具有较高的研究和应用价值。
从处理高浓度蛋白质废水的BAF反应器中经富集分离出一株能以KNO3为唯一氮源生长的好氧反硝化菌N1。为进一步研究其分子生物学特性,采用传统的生理生化特征鉴定法及16S rDNA序列分析法对该菌株进行研究,并与已知种和相关种的菌株进行比较,得到系统发育树状图。结果表明,菌株N1的16S rDNA的核苷酸序列与蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii strain CIP 104883)的同源性为99.2%,在细菌系统发育分类学上属于假单胞菌属,蒙氏假单胞菌。好氧反硝化菌株N1的序列已向GenBank提交并得到登录号为HQ840771。关于蒙氏假单胞菌的反硝化研究在国内尚未见报道,此研究对于利用微生物技术治理环境中的氮污染具有较高的研究和应用价值。
2012, 34(1):124-129.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.024
摘要:
选用萘系高效减水剂(萘系)、木质素磺酸钙(木钙)、葡萄糖酸钠、砂浆塑化剂、C18H29SO3Na、C15H34ClN,测试其对碱矿渣水泥砂浆性能的影响。结果表明：木钙和萘系均对碱矿渣水泥砂浆有一定的塑化作用,且前者比后者的效果明显;萘系与引气剂复掺较单掺萘系对碱矿渣水泥砂浆的塑化作用明显;木钙与萘系复掺,较单掺一种减水剂对碱矿渣水泥砂浆的塑化作用效果明显;在相同用水量情况下,木钙可提高碱矿渣水泥砂浆的强度,而萘系会降低碱矿渣砂浆的强度。木钙对碱矿渣水泥的凝结时间影响较大,掺木钙的碱矿渣水泥流动度经时损失较小。
选用萘系高效减水剂(萘系)、木质素磺酸钙(木钙)、葡萄糖酸钠、砂浆塑化剂、C18H29SO3Na、C15H34ClN,测试其对碱矿渣水泥砂浆性能的影响。结果表明：木钙和萘系均对碱矿渣水泥砂浆有一定的塑化作用,且前者比后者的效果明显;萘系与引气剂复掺较单掺萘系对碱矿渣水泥砂浆的塑化作用明显;木钙与萘系复掺,较单掺一种减水剂对碱矿渣水泥砂浆的塑化作用效果明显;在相同用水量情况下,木钙可提高碱矿渣水泥砂浆的强度,而萘系会降低碱矿渣砂浆的强度。木钙对碱矿渣水泥的凝结时间影响较大,掺木钙的碱矿渣水泥流动度经时损失较小。
2012, 34(1):130-135.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.025
摘要:
试验研究了污水污泥掺量、烧成温度对页岩烧成试样性能的影响;选择3种代表性重金属,超量掺入污泥页岩混合料中,研究烧结过程中的重金属挥发和烧成试样对重金属的固化能力。结果表明：污水污泥掺量达到30%,烧成温度在900℃时,可以制备出抗压强度大于10 MPa的污泥页岩烧成试样;掺加污水污泥有利于提高砖坯混合料的塑性,可以明显降低页岩烧成试样的体积密度,但会增加砖坯干燥和烧成收缩,污泥掺量宜控制在30%以内,烧成温度宜控制在900~1 000℃之间;掺入污水污泥会使烧成试样出现泛霜,掺量越多泛霜程度越严重,提高烧成温度能在一定程度上抑制泛霜;污泥页岩烧成试样在烧结过程中的重金属挥发远低于纯污泥焚烧过程,其总铜、总铬、总铅浸出浓度远低于安全标准控制值。
试验研究了污水污泥掺量、烧成温度对页岩烧成试样性能的影响;选择3种代表性重金属,超量掺入污泥页岩混合料中,研究烧结过程中的重金属挥发和烧成试样对重金属的固化能力。结果表明：污水污泥掺量达到30%,烧成温度在900℃时,可以制备出抗压强度大于10 MPa的污泥页岩烧成试样;掺加污水污泥有利于提高砖坯混合料的塑性,可以明显降低页岩烧成试样的体积密度,但会增加砖坯干燥和烧成收缩,污泥掺量宜控制在30%以内,烧成温度宜控制在900~1 000℃之间;掺入污水污泥会使烧成试样出现泛霜,掺量越多泛霜程度越严重,提高烧成温度能在一定程度上抑制泛霜;污泥页岩烧成试样在烧结过程中的重金属挥发远低于纯污泥焚烧过程,其总铜、总铬、总铅浸出浓度远低于安全标准控制值。
2012, 34(1):136-140.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.026
摘要:
沥青混合料的性能与其细观结构密切相关,离散元方法在解决沥青混合料这种复杂、多相、不连续介质材料的细观问题时,具有很大优势。针对以往沥青混合料离散元建模不能较好模拟集料颗粒形状的问题,结合数字图像处理技术,提出了一种新的沥青混合料离散元几何建模方法,主要有3个步骤：1)使用特征聚类方法,将沥青混合料切片图像中的集料与沥青砂浆分离;2)并利用链码边界跟踪和线段表算法将分离的集料区域填充为离散元中的“聚粒”;3)用离散元的圆盘单元填充沥青胶砂区域,实现沥青混合料切片图像的二维离散元几何建模。利用该模型,较好地模拟了沥青混合料在贯入荷载作用下变形的动态过程。
沥青混合料的性能与其细观结构密切相关,离散元方法在解决沥青混合料这种复杂、多相、不连续介质材料的细观问题时,具有很大优势。针对以往沥青混合料离散元建模不能较好模拟集料颗粒形状的问题,结合数字图像处理技术,提出了一种新的沥青混合料离散元几何建模方法,主要有3个步骤：1)使用特征聚类方法,将沥青混合料切片图像中的集料与沥青砂浆分离;2)并利用链码边界跟踪和线段表算法将分离的集料区域填充为离散元中的“聚粒”;3)用离散元的圆盘单元填充沥青胶砂区域,实现沥青混合料切片图像的二维离散元几何建模。利用该模型,较好地模拟了沥青混合料在贯入荷载作用下变形的动态过程。
