2024年第46卷第2期文章目次
2024, 46(2):1-10.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.129
摘要:
负摩阻力对湿陷性黄土地基中桩基的承载变形性状具有重要影响，现行桩基规范及黄土规范推荐的负摩阻力计算方法不能反映黄土桩基负摩阻力的实际性状。对近30年来在黄土地区开展的钢筋混凝土灌注桩现场浸水试验实测数据进行统计，分析黄土浸水完成后桩身中性点深度、桩身最大负摩阻力深度及负摩阻力系数与桩长径比的关系，通过线性拟合得到了中性点深度比、最大负摩阻力深度比及负摩阻力系数与桩长径比的经验表达式，提出湿陷性黄土地基中桩基负摩阻力计算的新方法。新方法用三角形表示负摩阻力沿深度的分布，能反映负摩阻力从桩顶向下先逐渐增大、达到最大值后随深度增加逐渐减小、最终在中性点处减小为零的分布特征。将提出的方法、桩基规范及黄土规范方法的计算结果与实测结果进行对比，结果表明，桩基规范预测的中性点深度比优于黄土规范，黄土规范预测的最大下拉荷载优于桩基规范，而用新方法计算的负摩阻力最接近实测结果。
负摩阻力对湿陷性黄土地基中桩基的承载变形性状具有重要影响，现行桩基规范及黄土规范推荐的负摩阻力计算方法不能反映黄土桩基负摩阻力的实际性状。对近30年来在黄土地区开展的钢筋混凝土灌注桩现场浸水试验实测数据进行统计，分析黄土浸水完成后桩身中性点深度、桩身最大负摩阻力深度及负摩阻力系数与桩长径比的关系，通过线性拟合得到了中性点深度比、最大负摩阻力深度比及负摩阻力系数与桩长径比的经验表达式，提出湿陷性黄土地基中桩基负摩阻力计算的新方法。新方法用三角形表示负摩阻力沿深度的分布，能反映负摩阻力从桩顶向下先逐渐增大、达到最大值后随深度增加逐渐减小、最终在中性点处减小为零的分布特征。将提出的方法、桩基规范及黄土规范方法的计算结果与实测结果进行对比，结果表明，桩基规范预测的中性点深度比优于黄土规范，黄土规范预测的最大下拉荷载优于桩基规范，而用新方法计算的负摩阻力最接近实测结果。
2024, 46(2):11-22.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.049
摘要:
基于Bockingham π定理，对具有建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系开展振动台模型试验，通过分析预应力锚索、建筑桩基的应变以及边坡坡顶加速度，研究支护体系的动力响应规律。结果表明，预应力锚索的应变在地震波加速度达到峰值时达到最大值，且上排锚索受力大于下排锚索，随着地震幅值的增大，最上排锚索锚固段率先发生滑移破坏失去锚固作用；建筑桩基应变最大值点位于滑动面以下一定深度，且远离边坡坡面的建筑桩基受力大于邻近边坡坡面的建筑桩基；坡顶各点峰值加速度随地震波幅值增大整体表现为线性增大，但在Wenchuan-Wolong波（0.55g）和Sin波（0.4g）工况时，各点峰值加速度相对有所下降，随着地震波幅值增大，各点峰值加速度放大系数在汶川波和正弦波作用下并非单调变化，而是表现为先减小后增大波动变化特点。
基于Bockingham π定理，对具有建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系开展振动台模型试验，通过分析预应力锚索、建筑桩基的应变以及边坡坡顶加速度，研究支护体系的动力响应规律。结果表明，预应力锚索的应变在地震波加速度达到峰值时达到最大值，且上排锚索受力大于下排锚索，随着地震幅值的增大，最上排锚索锚固段率先发生滑移破坏失去锚固作用；建筑桩基应变最大值点位于滑动面以下一定深度，且远离边坡坡面的建筑桩基受力大于邻近边坡坡面的建筑桩基；坡顶各点峰值加速度随地震波幅值增大整体表现为线性增大，但在Wenchuan-Wolong波（0.55g）和Sin波（0.4g）工况时，各点峰值加速度相对有所下降，随着地震波幅值增大，各点峰值加速度放大系数在汶川波和正弦波作用下并非单调变化，而是表现为先减小后增大波动变化特点。
2024, 46(2):23-32.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.258
摘要:
斜坡土体侵蚀是丘陵地区和水库岸坡普遍存在的灾害现象，其主要动力因素是降雨或者波浪上爬产生的薄层水流对土体产生的冲刷剪切作用。为探索水流冲刷作用下的斜坡土体临界起动条件，采用自主研发的冲刷起动试验装置，开展斜坡土体的冲刷起动试验和理论研究。通过颗粒染色和高倍数电子显微等技术手段观测无黏性土颗粒的起动现象，确定了无黏性岸坡土体的起动模式与水流流速的相互关系；探索了不同干密度、不同黏粒含量及不同坡度与黏土斜坡临界起动流速的相互关系，土体的黏粒含量、干密度及坡度对黏性土体的起动流速影响较大，与干密度和土体坡度相比，黏粒含量对黏土斜坡的起动流速影响更为明显。验证了无黏性岸坡土体的临界起动方程，其中滚动起动流速方程具有较强的可靠性；基于黏土的起动模式构建了黏土斜坡的起动力学平衡方程，获得了黏土斜坡半经验半理论的起动流速方程，用试验结果求解了起动流速方程的相关参数，最终确定的起动流速公式与试验结果拟合度较好，同时验证了起动流速公式的可靠性。
斜坡土体侵蚀是丘陵地区和水库岸坡普遍存在的灾害现象，其主要动力因素是降雨或者波浪上爬产生的薄层水流对土体产生的冲刷剪切作用。为探索水流冲刷作用下的斜坡土体临界起动条件，采用自主研发的冲刷起动试验装置，开展斜坡土体的冲刷起动试验和理论研究。通过颗粒染色和高倍数电子显微等技术手段观测无黏性土颗粒的起动现象，确定了无黏性岸坡土体的起动模式与水流流速的相互关系；探索了不同干密度、不同黏粒含量及不同坡度与黏土斜坡临界起动流速的相互关系，土体的黏粒含量、干密度及坡度对黏性土体的起动流速影响较大，与干密度和土体坡度相比，黏粒含量对黏土斜坡的起动流速影响更为明显。验证了无黏性岸坡土体的临界起动方程，其中滚动起动流速方程具有较强的可靠性；基于黏土的起动模式构建了黏土斜坡的起动力学平衡方程，获得了黏土斜坡半经验半理论的起动流速方程，用试验结果求解了起动流速方程的相关参数，最终确定的起动流速公式与试验结果拟合度较好，同时验证了起动流速公式的可靠性。
2024, 46(2):33-41.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.019
摘要:
为研究方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响，以某桥梁承台基坑为依托，采用数值分析手段，通过现场实测对选用参数进行验证，依托选用参数拟定不同平面尺寸计算工况，通过地层应力与桩后土压力变化分析其尺寸效应；通过对比长短桩围护结构与等长桩围护结构的变形受力差异，探明尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响。结果表明：当方形基坑尺寸较小时，在坑边一定距离处会形成连续、封闭的“类圆形”拱区域，存在与圆形基坑中环箍效应相似的“类环箍效应”，算例表明该效应在边长大于18.0 m后环箍断开，效应消失；当拱区域封闭为环箍时，围护结构桩后土压力显著降低，当其不封闭时，土压力增长，坑边中部桩后土压力增长量大于坑角处；长短桩围护结构的支护效果在尺寸效应越强的方形基坑中降低越少，基坑的尺寸效应对其变形及稳定有利，算例中边长小于等于14.4 m的基坑可充分利用其尺寸效应，采用长短桩代替等长桩围护，做到绿色环保。
为研究方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响，以某桥梁承台基坑为依托，采用数值分析手段，通过现场实测对选用参数进行验证，依托选用参数拟定不同平面尺寸计算工况，通过地层应力与桩后土压力变化分析其尺寸效应；通过对比长短桩围护结构与等长桩围护结构的变形受力差异，探明尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响。结果表明：当方形基坑尺寸较小时，在坑边一定距离处会形成连续、封闭的“类圆形”拱区域，存在与圆形基坑中环箍效应相似的“类环箍效应”，算例表明该效应在边长大于18.0 m后环箍断开，效应消失；当拱区域封闭为环箍时，围护结构桩后土压力显著降低，当其不封闭时，土压力增长，坑边中部桩后土压力增长量大于坑角处；长短桩围护结构的支护效果在尺寸效应越强的方形基坑中降低越少，基坑的尺寸效应对其变形及稳定有利，算例中边长小于等于14.4 m的基坑可充分利用其尺寸效应，采用长短桩代替等长桩围护，做到绿色环保。
2024, 46(2):42-50.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.141
摘要:
地铁车站与高架桥同位合建(站-桥合建)工程能缓解城市交通拥堵和节约建造空间，但其动力响应机制和地下结构地震反应特性不甚明确。利用有限差分软件建立站-桥合建工况和单一车站工况对应的三维模型，首先进行静力计算，分析两类工况的受力变形规律，在此基础上分析在输入El-Centro波和Kobe波时两类工况中地铁车站的层间位移角、应力变化规律以及薄弱位置；最后深入研究高架桥的桥梁荷载和高度对地铁车站地震反应的影响规律。结果表明：随着基岩输入加速度的增加，高架桥对地铁车站层间位移角和最大应力的影响增大；站-桥合建工况中车站楼板两端容易发生受拉破坏，大震时应增加对车站中柱的关注；层间位移角随桥梁荷载线性增加，随桥梁高度非线性增加，应力随两者均呈线性增加。
地铁车站与高架桥同位合建(站-桥合建)工程能缓解城市交通拥堵和节约建造空间，但其动力响应机制和地下结构地震反应特性不甚明确。利用有限差分软件建立站-桥合建工况和单一车站工况对应的三维模型，首先进行静力计算，分析两类工况的受力变形规律，在此基础上分析在输入El-Centro波和Kobe波时两类工况中地铁车站的层间位移角、应力变化规律以及薄弱位置；最后深入研究高架桥的桥梁荷载和高度对地铁车站地震反应的影响规律。结果表明：随着基岩输入加速度的增加，高架桥对地铁车站层间位移角和最大应力的影响增大；站-桥合建工况中车站楼板两端容易发生受拉破坏，大震时应增加对车站中柱的关注；层间位移角随桥梁荷载线性增加，随桥梁高度非线性增加，应力随两者均呈线性增加。
2024, 46(2):51-59.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.255
摘要:
锚杆支护是隧道施工中常见的支护手段，而随着施工工况日趋复杂，锚杆与围岩的组合结构也承受着各类动力荷载的影响。针对隧道中单根锚杆的受力特性有较多研究，而对于锚杆和围岩组合体的动力特性研究较少。对锚杆-围岩结构进行整体分析，简化出一种巷道顶板锚杆支护模型，结合动力学双梁理论，建立并求解出模型动力学方程；运用MATLAB软件进行数值模拟，研究不同支护参数下结构的自振特性以及在外荷载作用下的动力响应，提出减振措施；利用有限元软件GTS NX建立二维模型，验证支护体系的安全性。结果表明：锚杆-围岩结构的动力特性与锚固段长度、锚杆间距和锚杆直径有关。在所建模型中，随着锚固段长度与锚杆间距的适当增加，结构动力响应明显减弱；随着锚杆直径的变化，结构动力特性的变化情况较复杂，结构不同部位的动力响应变化趋势差别较大。
锚杆支护是隧道施工中常见的支护手段，而随着施工工况日趋复杂，锚杆与围岩的组合结构也承受着各类动力荷载的影响。针对隧道中单根锚杆的受力特性有较多研究，而对于锚杆和围岩组合体的动力特性研究较少。对锚杆-围岩结构进行整体分析，简化出一种巷道顶板锚杆支护模型，结合动力学双梁理论，建立并求解出模型动力学方程；运用MATLAB软件进行数值模拟，研究不同支护参数下结构的自振特性以及在外荷载作用下的动力响应，提出减振措施；利用有限元软件GTS NX建立二维模型，验证支护体系的安全性。结果表明：锚杆-围岩结构的动力特性与锚固段长度、锚杆间距和锚杆直径有关。在所建模型中，随着锚固段长度与锚杆间距的适当增加，结构动力响应明显减弱；随着锚杆直径的变化，结构动力特性的变化情况较复杂，结构不同部位的动力响应变化趋势差别较大。
2024, 46(2):60-69.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.268
摘要:
评估膨胀土的膨胀行为对于膨胀土地区的结构设计十分重要。因降雨入渗，膨胀土在垂直方向和水平方向均产生膨胀变形，当膨胀变形受抑制时将产生膨胀压力，影响其周围结构的稳定性。为揭示膨胀土在增湿膨胀过程中出现各向异性的原因，从微观角度出发，通过电镜扫描(SEM)对百色中膨胀土和枝江弱膨胀土的微观结构进行观察，并通过图像处理技术统计分析膨胀土内黏土矿物颗粒的层状排列。通过研发的二维膨胀仪和改进的试件制备方法，从宏观角度测得了侧限条件下的两向膨胀规律。研究结果表明，膨胀土的微观结构呈片状且面-面相叠；当膨胀土处于天然松散状态时，其内部的黏土矿物颗粒随机定向排列且集聚；压实后，因受各向不均等应力作用，黏土矿物颗粒开始趋向于水平层状排列;干密度越大，土样越密实，其水平层状排列越显著。侧限条件下，两向的膨胀规律表现出显著的差异，干密度越大，膨胀性越强，这种差异就越明显。然而,对黏土矿物颗粒来说，其膨胀的方向垂直于其长轴，高度的水平定向是造成膨胀土在宏观上表现出膨胀各向异性的原因,这种两向的膨胀差异受到干密度和膨胀性的影响，难以做出预测，建议在工程实践中实测两向的膨胀规律。
评估膨胀土的膨胀行为对于膨胀土地区的结构设计十分重要。因降雨入渗，膨胀土在垂直方向和水平方向均产生膨胀变形，当膨胀变形受抑制时将产生膨胀压力，影响其周围结构的稳定性。为揭示膨胀土在增湿膨胀过程中出现各向异性的原因，从微观角度出发，通过电镜扫描(SEM)对百色中膨胀土和枝江弱膨胀土的微观结构进行观察，并通过图像处理技术统计分析膨胀土内黏土矿物颗粒的层状排列。通过研发的二维膨胀仪和改进的试件制备方法，从宏观角度测得了侧限条件下的两向膨胀规律。研究结果表明，膨胀土的微观结构呈片状且面-面相叠；当膨胀土处于天然松散状态时，其内部的黏土矿物颗粒随机定向排列且集聚；压实后，因受各向不均等应力作用，黏土矿物颗粒开始趋向于水平层状排列;干密度越大，土样越密实，其水平层状排列越显著。侧限条件下，两向的膨胀规律表现出显著的差异，干密度越大，膨胀性越强，这种差异就越明显。然而,对黏土矿物颗粒来说，其膨胀的方向垂直于其长轴，高度的水平定向是造成膨胀土在宏观上表现出膨胀各向异性的原因,这种两向的膨胀差异受到干密度和膨胀性的影响，难以做出预测，建议在工程实践中实测两向的膨胀规律。
2024, 46(2):70-78.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.146
摘要:
复合型早强土壤固化剂（CRSS）具有快凝高强特性，利用自主研发的CRSS固化剂对表层淤泥快速固化并作为上覆硬壳层，通过模型试验研究不同上覆硬壳层厚度（3、6、9、12 cm）条件下硬壳层破坏形式、p-s曲线特性、弯沉盆形状以及土压力分布规律，在现有弯沉盆变形理论基础上，结合试验结果，对弯沉盆变形形状函数进行修正。研究结果表明：随硬壳层厚度增大，硬壳层破坏形式由对折破坏过渡到冲切破坏；硬壳层厚度越大，扩散作用越明显，极限承载力越高，沉降相应增大；与荷载板中心点不同距离的沉降位移可用弯沉盆形状描述，提出了修正的对数弯沉盆假设变形计算公式，比线性弯沉盆假设变形计算公式更合理；土压力从中心向外呈下降趋势，沿深度方向逐渐减小；随硬壳层厚度增大，土压力分布更均匀。
复合型早强土壤固化剂（CRSS）具有快凝高强特性，利用自主研发的CRSS固化剂对表层淤泥快速固化并作为上覆硬壳层，通过模型试验研究不同上覆硬壳层厚度（3、6、9、12 cm）条件下硬壳层破坏形式、p-s曲线特性、弯沉盆形状以及土压力分布规律，在现有弯沉盆变形理论基础上，结合试验结果，对弯沉盆变形形状函数进行修正。研究结果表明：随硬壳层厚度增大，硬壳层破坏形式由对折破坏过渡到冲切破坏；硬壳层厚度越大，扩散作用越明显，极限承载力越高，沉降相应增大；与荷载板中心点不同距离的沉降位移可用弯沉盆形状描述，提出了修正的对数弯沉盆假设变形计算公式，比线性弯沉盆假设变形计算公式更合理；土压力从中心向外呈下降趋势，沿深度方向逐渐减小；随硬壳层厚度增大，土压力分布更均匀。
2024, 46(2):79-88.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.249
摘要:
依托南通地铁二号线某区间盾构隧道施工，针对盾构穿越典型粉细砂地层条件，对双线盾构隧道施工引起的地表沉降开展现场测试和规律分析，对经典Peck公式在南通地区粉细砂地层中双线盾构施工的适用性进行探讨，并研究先行线和后行线土体损失率和地表沉降槽宽度系数的取值及影响因素。研究结果表明，在粉细砂地层中，后行线隧道施工对地层的二次扰动效应会引起先行线轴线上方地表沉降的显著增加，且二次扰动效应明显强于其他软土地层，但弱于砂土地层；相较于淤泥质土地层，在粉细砂地层中盾构停机对地表沉降的影响更为显著；先行线和后行线施工引起土体损失率比值η1/η2在1~5倍范围内，平均值为2.3，先行线和后行线地表沉降槽宽度系数比值K1/K2在1~2倍范围内，平均值为1.4；砂土、粉细砂和粉土地层中土体损失率比值η1/η2均大于1，η1/η2和K1/K2与隧道覆土深度比（H/D）相关性较弱。
依托南通地铁二号线某区间盾构隧道施工，针对盾构穿越典型粉细砂地层条件，对双线盾构隧道施工引起的地表沉降开展现场测试和规律分析，对经典Peck公式在南通地区粉细砂地层中双线盾构施工的适用性进行探讨，并研究先行线和后行线土体损失率和地表沉降槽宽度系数的取值及影响因素。研究结果表明，在粉细砂地层中，后行线隧道施工对地层的二次扰动效应会引起先行线轴线上方地表沉降的显著增加，且二次扰动效应明显强于其他软土地层，但弱于砂土地层；相较于淤泥质土地层，在粉细砂地层中盾构停机对地表沉降的影响更为显著；先行线和后行线施工引起土体损失率比值η1/η2在1~5倍范围内，平均值为2.3，先行线和后行线地表沉降槽宽度系数比值K1/K2在1~2倍范围内，平均值为1.4；砂土、粉细砂和粉土地层中土体损失率比值η1/η2均大于1，η1/η2和K1/K2与隧道覆土深度比（H/D）相关性较弱。
2024, 46(2):89-99.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.001
摘要:
针对沪昆铁路刘家庄隧道穿越煤系地层施工中发生的大变形现象，基于理论分析、数值模拟和现场监测方法，分析隧道发生大变形的原因，推导并验证了产生大变形的起始位置，得到了掌子面上方煤层单元体沿倾斜面方向的应力状态与隧道进入含倾斜煤系地层水平距离之间的变化规律，对倾斜煤层单元体与初期支护结构的应力与变形进行了分析。结果表明：掌子面上方煤体单元应力状态变化随掌子面进入倾斜煤层下方水平距离的增加，围岩经历挤压、压剪和剪切滑移3个变形阶段。围岩大变形与初期支护结构破坏均发生在剪切滑移阶段的初期，应在压剪变形阶段结合现场监测数据对掌子面进行喷射混凝土封闭、注浆加固掌子面上方松散煤层和加强初期支护结构刚度等措施以预防隧道产生大变形。
针对沪昆铁路刘家庄隧道穿越煤系地层施工中发生的大变形现象，基于理论分析、数值模拟和现场监测方法，分析隧道发生大变形的原因，推导并验证了产生大变形的起始位置，得到了掌子面上方煤层单元体沿倾斜面方向的应力状态与隧道进入含倾斜煤系地层水平距离之间的变化规律，对倾斜煤层单元体与初期支护结构的应力与变形进行了分析。结果表明：掌子面上方煤体单元应力状态变化随掌子面进入倾斜煤层下方水平距离的增加，围岩经历挤压、压剪和剪切滑移3个变形阶段。围岩大变形与初期支护结构破坏均发生在剪切滑移阶段的初期，应在压剪变形阶段结合现场监测数据对掌子面进行喷射混凝土封闭、注浆加固掌子面上方松散煤层和加强初期支护结构刚度等措施以预防隧道产生大变形。
2024, 46(2):100-107.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.024
摘要:
整体、畸变、局部等基本变形模式的划分是条理化开展薄壁杆件工程计算的必要手段。薄壁杆件的基本变形模式传统上基于简化应力-应变关系,采用变形、应变等几何特征进行定义，不利于因应复杂化应力-应变关系。提出一套完全基于力特征和正交完备性原则的基本模式定义。与广义梁理论和约束有限条法相比，提出的整体、畸变、局部3种基本变形模式关于刚度严格正交，且完整覆盖薄壁杆件全变形域。基于该定义实现了针对薄壁杆件有限条模型的屈曲模态分解和识别。算例表明，提出的基本模式定义和屈曲模态分析方法具有开、闭口和折、曲线形截面的一致适应能力，剪应变和横向伸缩的影响在基本屈曲模式中得到合理表达，曲线形截面薄壁构件具有与多边形截面薄壁构件一致的整体、畸变和局部屈曲机理。
整体、畸变、局部等基本变形模式的划分是条理化开展薄壁杆件工程计算的必要手段。薄壁杆件的基本变形模式传统上基于简化应力-应变关系,采用变形、应变等几何特征进行定义，不利于因应复杂化应力-应变关系。提出一套完全基于力特征和正交完备性原则的基本模式定义。与广义梁理论和约束有限条法相比，提出的整体、畸变、局部3种基本变形模式关于刚度严格正交，且完整覆盖薄壁杆件全变形域。基于该定义实现了针对薄壁杆件有限条模型的屈曲模态分解和识别。算例表明，提出的基本模式定义和屈曲模态分析方法具有开、闭口和折、曲线形截面的一致适应能力，剪应变和横向伸缩的影响在基本屈曲模式中得到合理表达，曲线形截面薄壁构件具有与多边形截面薄壁构件一致的整体、畸变和局部屈曲机理。
2024, 46(2):108-116.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.056
摘要:
为研究钢筋-金属波纹管浆锚连接的锚固性能，设计制作18组连接件，并完成拉拔试验。基于试验结果研究钢筋锚固长度l a ![]()
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为研究钢筋-金属波纹管浆锚连接的锚固性能，设计制作18组连接件，并完成拉拔试验。基于试验结果研究钢筋锚固长度
2024, 46(2):117-128.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.003
摘要:
高耸烟囱的风致响应可分为顺风向响应和横风向响应，其中顺风向响应以大气脉动风引起的抖振响应为主，横风向响应以Karman旋涡脱落引起的涡激振动为主，准确地预测和评估这两种风致响应对其抗风设计和结构安全性至关重要。在Tamura提出的二维平面尾流振子模型的基础上进一步推导，将该模型成功运用在三维结构上，提出可用于实际工程结构的有限元迭代计算方法，为高耸烟囱类结构横风向涡振响应的计算提供了新的方法。此外，基于结构的固有模态坐标，建立了适用于高耸烟囱耦合抖振响应分析的有限元CQC频域计算方法，并将频域计算结果与时域计算结果对比。结果表明：有限元迭代计算方法可以有效地计算三维烟囱的涡振响应，烟囱抖振响应频域计算和时域计算结果吻合良好。
高耸烟囱的风致响应可分为顺风向响应和横风向响应，其中顺风向响应以大气脉动风引起的抖振响应为主，横风向响应以Karman旋涡脱落引起的涡激振动为主，准确地预测和评估这两种风致响应对其抗风设计和结构安全性至关重要。在Tamura提出的二维平面尾流振子模型的基础上进一步推导，将该模型成功运用在三维结构上，提出可用于实际工程结构的有限元迭代计算方法，为高耸烟囱类结构横风向涡振响应的计算提供了新的方法。此外，基于结构的固有模态坐标，建立了适用于高耸烟囱耦合抖振响应分析的有限元CQC频域计算方法，并将频域计算结果与时域计算结果对比。结果表明：有限元迭代计算方法可以有效地计算三维烟囱的涡振响应，烟囱抖振响应频域计算和时域计算结果吻合良好。
2024, 46(2):129-137.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.269
摘要:
摇摆木构架是中国传统木结构的主要承载体系。对足尺单跨木构架模型施加3级竖向荷载进行拟静力试验，观察试验时木构架的位移和变形特点，得到木构架在低周水平循环加载下的滞回曲线和骨架曲线，探究其在不同竖向荷载和低周水平循环加载下的结构特性。加载过程中，木柱刚体转动行为明显、柱架层变形集中，卸载阶段木构架能自主回到初始位置。试验结果表明：各级滞回环狭长且重叠，结构构件呈现出刚体运动的特征，结构整体具有一定位移恢复能力；残余位移介于0.28~2.53 mm间，两组位移恢复系数均大于87.1%，随控制位移的增加未出现显著降低，木构架的位移恢复能力良好；初始刚度在控制位移超过屈服位移后趋于稳定；柱架层变形是斗拱层变形的2.95~86.47倍，层间位移集中系数介于1.22~2.03间，且随控制位移的增加先增后降。
摇摆木构架是中国传统木结构的主要承载体系。对足尺单跨木构架模型施加3级竖向荷载进行拟静力试验，观察试验时木构架的位移和变形特点，得到木构架在低周水平循环加载下的滞回曲线和骨架曲线，探究其在不同竖向荷载和低周水平循环加载下的结构特性。加载过程中，木柱刚体转动行为明显、柱架层变形集中，卸载阶段木构架能自主回到初始位置。试验结果表明：各级滞回环狭长且重叠，结构构件呈现出刚体运动的特征，结构整体具有一定位移恢复能力；残余位移介于0.28~2.53 mm间，两组位移恢复系数均大于87.1%，随控制位移的增加未出现显著降低，木构架的位移恢复能力良好；初始刚度在控制位移超过屈服位移后趋于稳定；柱架层变形是斗拱层变形的2.95~86.47倍，层间位移集中系数介于1.22~2.03间，且随控制位移的增加先增后降。
2024, 46(2):138-145.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.259
摘要:
胶合木植筋节点在加工和安装时通常会存在些许缺陷和误差，且植筋节点的设计和施工目前尚无标准可循。为了研究含加工缺陷在内的安装偏差对该类节点受弯承载力的影响，明确安装偏差的允许范围，基于理论计算方法初步校核所设计节点的梁端抗弯承载力，然后进行有、无安装偏差节点的有限元分析，并与有安装偏差的试验结果进行对比，运用考虑胶层开裂的有限元分析方法确定安装偏差限值。结果表明：有安装偏差节点的梁端抗弯承载力有所下降；试验中试件的破坏形态主要为植入钢筋屈服、植筋孔洞周围木材破坏及木柱顺纹方向开裂；有限元分析时考虑安装偏差和胶层开裂，则分析结果与试验吻合度较高；相对于通常预留间隙10 mm的节点模型，安装偏差控制在10~25 mm以内时，受弯承载力的降低幅度低于5%。
胶合木植筋节点在加工和安装时通常会存在些许缺陷和误差，且植筋节点的设计和施工目前尚无标准可循。为了研究含加工缺陷在内的安装偏差对该类节点受弯承载力的影响，明确安装偏差的允许范围，基于理论计算方法初步校核所设计节点的梁端抗弯承载力，然后进行有、无安装偏差节点的有限元分析，并与有安装偏差的试验结果进行对比，运用考虑胶层开裂的有限元分析方法确定安装偏差限值。结果表明：有安装偏差节点的梁端抗弯承载力有所下降；试验中试件的破坏形态主要为植入钢筋屈服、植筋孔洞周围木材破坏及木柱顺纹方向开裂；有限元分析时考虑安装偏差和胶层开裂，则分析结果与试验吻合度较高；相对于通常预留间隙10 mm的节点模型，安装偏差控制在10~25 mm以内时，受弯承载力的降低幅度低于5%。
2024, 46(2):146-153.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.142
摘要:
钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同，为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响，以某钢拱塔斜拉桥为工程背景，首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据，分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应；然后以斜拉索为研究对象，通过该桥的有限元模型升降温模拟，分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响；最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入，索力为输出，利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射，实现数据压缩和特征提取，建立温度-索力预测模型，再对网络模型输入新的温度监测数据，以预测索力。研究结果表明：主梁和钢拱塔温度变化具有周期性，且滞后于环境温度；主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性，环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律；索力与环境温度呈线性负相关，且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应；长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好，建立的温度-索力关系模型准确度高，可用于该桥索力的实时预测。
钢拱塔斜拉桥的受力体系与传统斜拉桥有所不同，为研究环境温度变化对这种异形桥塔斜拉桥主要受力部件的影响，以某钢拱塔斜拉桥为工程背景，首先基于在线监测获取的环境和部件温度数据，分析斜拉索索力、拱塔倾角和主梁应变的温度时变效应；然后以斜拉索为研究对象，通过该桥的有限元模型升降温模拟，分析各部件温差引起的温度耦合效应对拉索索力的影响；最后以环境温度、主梁温度、桥塔温度为输入，索力为输出，利用长短期记忆神经网络对实测索力-温度数据进行映射，实现数据压缩和特征提取，建立温度-索力预测模型，再对网络模型输入新的温度监测数据，以预测索力。研究结果表明：主梁和钢拱塔温度变化具有周期性，且滞后于环境温度；主梁应变与环境温度的变化趋势基本一致但具有一定的滞后性，环境温度变化对拱塔倾角的影响很小且没有周期性规律；索力与环境温度呈线性负相关，且需要考虑斜拉桥各部件的温差所引起的温度耦合效应；长短期记忆神经网络对带有时序特性的数据训练效果好，建立的温度-索力关系模型准确度高，可用于该桥索力的实时预测。
2024, 46(2):154-164.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.045
摘要:
针对高速铁路桥梁新旧线并行修建引起的横桥向墩台不均匀沉降的问题，利用ABAQUS有限元分析方法，选取高速铁路常用的32 m标准双线多跨简支梁桥，建立CRTS Ⅲ型单元板式无砟轨道-桥梁-墩台空间静力耦合模型；考虑不同沉降类型和沉降幅值，研究横桥向桥墩不均匀沉降对轨道结构层间受力及其轨面变形规律，在此基础上提出适用于该桥型的单、双墩横桥向不均匀沉降静态损伤分级及维修建议。结果表明：横桥向墩台不均匀沉降对轨面高低不平顺影响最大，其次为扭曲和水平不平顺，且沉降墩顶处易出现变形极值；横桥向墩台仅单侧沉降时，单墩沉降差10、15、20 mm，伤损等级依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级；需要关注桥墩横桥向双侧沉降情形，损伤比单侧沉降更严重；当沉降差达到20 mm时，自密实混凝土层横向拉应力超过C40混凝土抗拉强度限值，轨道结构存在开裂风险。建议日常保养时单、双墩横桥向不均匀沉降控制在10 mm及以下，应避免出现沉降15 mm及以上的不利情形。
针对高速铁路桥梁新旧线并行修建引起的横桥向墩台不均匀沉降的问题，利用ABAQUS有限元分析方法，选取高速铁路常用的32 m标准双线多跨简支梁桥，建立CRTS Ⅲ型单元板式无砟轨道-桥梁-墩台空间静力耦合模型；考虑不同沉降类型和沉降幅值，研究横桥向桥墩不均匀沉降对轨道结构层间受力及其轨面变形规律，在此基础上提出适用于该桥型的单、双墩横桥向不均匀沉降静态损伤分级及维修建议。结果表明：横桥向墩台不均匀沉降对轨面高低不平顺影响最大，其次为扭曲和水平不平顺，且沉降墩顶处易出现变形极值；横桥向墩台仅单侧沉降时，单墩沉降差10、15、20 mm，伤损等级依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级；需要关注桥墩横桥向双侧沉降情形，损伤比单侧沉降更严重；当沉降差达到20 mm时，自密实混凝土层横向拉应力超过C40混凝土抗拉强度限值，轨道结构存在开裂风险。建议日常保养时单、双墩横桥向不均匀沉降控制在10 mm及以下，应避免出现沉降15 mm及以上的不利情形。
2024, 46(2):165-175.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.256
摘要:
渗透性是影响混凝土耐久性的最重要指标，当前工程中所用混凝土渗透性试验方法，无论是水渗透性还是氯离子渗透性，其测试过程都存在耗时长、操作不便的缺点。为解决混凝土渗透性实时、原位监测的问题，利用基于直流阶暂态电阻法所测混凝土电阻率表征混凝土渗透性，分析了水胶比、矿物掺合料掺量、混凝土饱水度、环境温度等不同因素对各龄期混凝土暂态电阻率的影响规律，将暂态电阻率与混凝土各龄期的强度、吸水速率、抗水渗透性、抗氯离子渗透性等性能建立联系。结果表明，暂态电阻法测试结果与现有混凝土渗透性方法测试结果具有较高的关联性，提出了暂态电阻法测试结果用于混凝土渗透性评价的推荐值，验证了暂态电阻法可用于评价混凝土抗渗透性。
渗透性是影响混凝土耐久性的最重要指标，当前工程中所用混凝土渗透性试验方法，无论是水渗透性还是氯离子渗透性，其测试过程都存在耗时长、操作不便的缺点。为解决混凝土渗透性实时、原位监测的问题，利用基于直流阶暂态电阻法所测混凝土电阻率表征混凝土渗透性，分析了水胶比、矿物掺合料掺量、混凝土饱水度、环境温度等不同因素对各龄期混凝土暂态电阻率的影响规律，将暂态电阻率与混凝土各龄期的强度、吸水速率、抗水渗透性、抗氯离子渗透性等性能建立联系。结果表明，暂态电阻法测试结果与现有混凝土渗透性方法测试结果具有较高的关联性，提出了暂态电阻法测试结果用于混凝土渗透性评价的推荐值，验证了暂态电阻法可用于评价混凝土抗渗透性。
2024, 46(2):176-187.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.002
摘要:
光催化水泥基材料是先进建筑功能材料的研究热点之一，但传统内掺法制备的TiO2-水泥基复合材料中TiO2有效利用率低、经济效益差。针对此问题，采用负载法制备纳米TiO2功能集料（QST），并将QST集料负载于普通水泥砂浆表面。研究QST集料对水泥砂浆干缩性能的影响，通过拉拔法测试QST集料与水泥石的界面粘结力；采用SEM、EDS、MIP等微观测试方法，研究纳米TiO2对集料-水泥石界面过渡区水化产物、孔结构的影响。结果表明：与普通石英砂集料相比，表面负载纳米TiO2的石英砂功能集料可减少水泥砂浆的干缩，提高集料-水泥石的界面粘结力。在QST集料-水泥石的界面过渡区，纳米TiO2促进了水泥浆体的水化，减少了界面过渡区Ca(OH)2的富集，细化并改善了界面过渡区的孔结构。
光催化水泥基材料是先进建筑功能材料的研究热点之一，但传统内掺法制备的TiO2-水泥基复合材料中TiO2有效利用率低、经济效益差。针对此问题，采用负载法制备纳米TiO2功能集料（QST），并将QST集料负载于普通水泥砂浆表面。研究QST集料对水泥砂浆干缩性能的影响，通过拉拔法测试QST集料与水泥石的界面粘结力；采用SEM、EDS、MIP等微观测试方法，研究纳米TiO2对集料-水泥石界面过渡区水化产物、孔结构的影响。结果表明：与普通石英砂集料相比，表面负载纳米TiO2的石英砂功能集料可减少水泥砂浆的干缩，提高集料-水泥石的界面粘结力。在QST集料-水泥石的界面过渡区，纳米TiO2促进了水泥浆体的水化，减少了界面过渡区Ca(OH)2的富集，细化并改善了界面过渡区的孔结构。
2024, 46(2):188-196.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.012
摘要:
人员行为对建筑能耗存在较大影响，其中家庭结构是影响人行为的重要因素之一。结合问卷调研与实测方法，选取重庆地区不同人数、代数以及年龄等家庭结构信息存在差异的12户家庭，采集夏季空调开启和关闭时刻等运行参数，利用关联规则算法对家庭结构参数与空调行为间的关联规则进行分析，结果表明，家庭结构参数中的人数、代数以及成员最小年龄与空调使用时间（使用时长与开启时间段）存在明显相关性；代数为不同功能房间空调使用时长的最主要特征，代数越大，其空调使用时长越高，3代家庭在不同功能房间的空调使用时长均大于其他代数的家庭；最小年龄为不同功能房间的空调使用时长的次要特征，在同一代数的家庭中，最小年龄为青少年或学龄前儿童的家庭的空调使用时长会高于最小年龄为青年或中年的家庭。探明了家庭结构特征中与空调使用时间相关的主要参数，为预测空调能耗，助力建筑节能减排提供了基础资料。
人员行为对建筑能耗存在较大影响，其中家庭结构是影响人行为的重要因素之一。结合问卷调研与实测方法，选取重庆地区不同人数、代数以及年龄等家庭结构信息存在差异的12户家庭，采集夏季空调开启和关闭时刻等运行参数，利用关联规则算法对家庭结构参数与空调行为间的关联规则进行分析，结果表明，家庭结构参数中的人数、代数以及成员最小年龄与空调使用时间（使用时长与开启时间段）存在明显相关性；代数为不同功能房间空调使用时长的最主要特征，代数越大，其空调使用时长越高，3代家庭在不同功能房间的空调使用时长均大于其他代数的家庭；最小年龄为不同功能房间的空调使用时长的次要特征，在同一代数的家庭中，最小年龄为青少年或学龄前儿童的家庭的空调使用时长会高于最小年龄为青年或中年的家庭。探明了家庭结构特征中与空调使用时间相关的主要参数，为预测空调能耗，助力建筑节能减排提供了基础资料。
2024, 46(2):197-205.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.247
摘要:
相对传统除磷吸附剂，镧基材料对磷的亲和力强且对环境友好，因而成为近年来新型除磷吸附剂的研究热点。但在实际应用中，镧基材料存在回收难、镧利用率低等问题。以酸活化后的蛭石为载体，采用溶剂热法引入Fe3O4赋予其磁性，沉淀法负载镧（La），制备一种镧利用率高、可高效除磷及磁分离的磁性载镧酸化蛭石吸附剂(LaFeAVE)。通过吸附实验及多种表征手段对经和未经酸活化的磁性载镧蛭石吸附剂（LaFeAVE 和LaFeVE）进行对比分析，以探究二者在结构及除磷性能上的差别。此外，还探究了LaFeAVE的吸附除磷机制。结果表明，酸活化可除去蛭石中大部分Al2O3等杂质，使其比表面积增大，提高了La在蛭石上的负载量，LaFeAVE的除磷能力比未改性蛭石提高了15.97倍。LaFeAVE对磷的吸附符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程，35 °C下对磷的最大吸附量为40.01 mg/g，是LaFeVE的1.30倍，达到吸附平衡的时间比LaFeVE缩短了一半，在pH值为3.00~8.00的范围内的磷去除率均在93%以上，比LaFeVE的pH适用范围更广。LaFeAVE的再生性强于LaFeVE，重复再生5次后，对磷的吸附量下降20%。静电作用、配位体交换及球内络合反应是LaFeAVE吸附除磷的主要机制。
相对传统除磷吸附剂，镧基材料对磷的亲和力强且对环境友好，因而成为近年来新型除磷吸附剂的研究热点。但在实际应用中，镧基材料存在回收难、镧利用率低等问题。以酸活化后的蛭石为载体，采用溶剂热法引入Fe3O4赋予其磁性，沉淀法负载镧（La），制备一种镧利用率高、可高效除磷及磁分离的磁性载镧酸化蛭石吸附剂(LaFeAVE)。通过吸附实验及多种表征手段对经和未经酸活化的磁性载镧蛭石吸附剂（LaFeAVE 和LaFeVE）进行对比分析，以探究二者在结构及除磷性能上的差别。此外，还探究了LaFeAVE的吸附除磷机制。结果表明，酸活化可除去蛭石中大部分Al2O3等杂质，使其比表面积增大，提高了La在蛭石上的负载量，LaFeAVE的除磷能力比未改性蛭石提高了15.97倍。LaFeAVE对磷的吸附符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程，35 °C下对磷的最大吸附量为40.01 mg/g，是LaFeVE的1.30倍，达到吸附平衡的时间比LaFeVE缩短了一半，在pH值为3.00~8.00的范围内的磷去除率均在93%以上，比LaFeVE的pH适用范围更广。LaFeAVE的再生性强于LaFeVE，重复再生5次后，对磷的吸附量下降20%。静电作用、配位体交换及球内络合反应是LaFeAVE吸附除磷的主要机制。
2024, 46(2):206-214.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.040
摘要:
水环境中的纳米塑料（NPs）污染已成为全球性的环境问题。大型溞（Daphnia magna）作为淡水中重要的初级消费者之一，常被运用于基于生物操纵的富营养化水体修复，但关于NPs对大型溞摄食行为的影响尚不清晰。以大型溞和聚苯乙烯纳米塑料（PSNPs,1 000 nm）为研究对象，探究了大型溞21 d内对产毒铜绿微囊藻（Toxic Microcystis aeruginosa）和斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）摄食倾向的变化及其生理响应。结果表明，以单一产毒铜绿微囊藻作为食物来源时，大型溞受到的发育和生殖毒性最强；与对照组（单一斜生栅藻饲喂）相比，高浓度产毒铜绿微囊藻组大型溞体内超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量分别升高至对照组的3.97倍和4.55倍，总产卵次数和体长分别降低了73%和13%，且大型溞对产毒铜绿微囊藻的滤食率呈随时间延长而升高的趋势。但在PSNPs（3.56 mg/L）暴露下，在初始藻密度为微囊藻:栅藻为1:9和微囊藻:栅藻为2.5:7.5处理组中，大型溞的滤食能力都显著下降；对照组添加PSNPs后，大型溞对斜生栅藻的滤食率降低了32%。在产毒铜绿微囊藻和斜生栅藻共培养体系中，大型溞对产毒铜绿微囊藻的滤食率比对照组降低了66%，缓解了大型溞所受的发育和生殖毒性，但不利于降低微囊藻的生物量。
水环境中的纳米塑料（NPs）污染已成为全球性的环境问题。大型溞（Daphnia magna）作为淡水中重要的初级消费者之一，常被运用于基于生物操纵的富营养化水体修复，但关于NPs对大型溞摄食行为的影响尚不清晰。以大型溞和聚苯乙烯纳米塑料（PSNPs,1 000 nm）为研究对象，探究了大型溞21 d内对产毒铜绿微囊藻（Toxic Microcystis aeruginosa）和斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）摄食倾向的变化及其生理响应。结果表明，以单一产毒铜绿微囊藻作为食物来源时，大型溞受到的发育和生殖毒性最强；与对照组（单一斜生栅藻饲喂）相比，高浓度产毒铜绿微囊藻组大型溞体内超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量分别升高至对照组的3.97倍和4.55倍，总产卵次数和体长分别降低了73%和13%，且大型溞对产毒铜绿微囊藻的滤食率呈随时间延长而升高的趋势。但在PSNPs（3.56 mg/L）暴露下，在初始藻密度为微囊藻:栅藻为1:9和微囊藻:栅藻为2.5:7.5处理组中，大型溞的滤食能力都显著下降；对照组添加PSNPs后，大型溞对斜生栅藻的滤食率降低了32%。在产毒铜绿微囊藻和斜生栅藻共培养体系中，大型溞对产毒铜绿微囊藻的滤食率比对照组降低了66%，缓解了大型溞所受的发育和生殖毒性，但不利于降低微囊藻的生物量。
2024, 46(2):215-226.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.025
摘要:
蛋白絮凝剂是一类由动植物或微生物产生的，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒聚集和沉淀的特殊高分子物质。蛋白絮凝剂因具有良好的吸附性能和絮凝性可被直接作为某些地区的净水剂。近年来，随着天然水处理剂的蓬勃发展，蛋白絮凝剂作为高效、绿色、环保的絮凝剂广受科研人员的青睐。总结蛋白絮凝剂的提取纯化方法、分子结构和有效官能团等特性，概括蛋白絮凝剂用于去除水中新兴污染物的研究现状、性能和机理，并对蛋白絮凝剂去除水环境中的新兴污染物进行展望。蛋白絮凝剂作为水处理药剂具有一定优势，未来可通过对蛋白絮凝剂进行深入研究，发掘其在去除水中新兴污染物的潜在价值，为提高水环境安全提供一种新途径。
蛋白絮凝剂是一类由动植物或微生物产生的，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒聚集和沉淀的特殊高分子物质。蛋白絮凝剂因具有良好的吸附性能和絮凝性可被直接作为某些地区的净水剂。近年来，随着天然水处理剂的蓬勃发展，蛋白絮凝剂作为高效、绿色、环保的絮凝剂广受科研人员的青睐。总结蛋白絮凝剂的提取纯化方法、分子结构和有效官能团等特性，概括蛋白絮凝剂用于去除水中新兴污染物的研究现状、性能和机理，并对蛋白絮凝剂去除水环境中的新兴污染物进行展望。蛋白絮凝剂作为水处理药剂具有一定优势，未来可通过对蛋白絮凝剂进行深入研究，发掘其在去除水中新兴污染物的潜在价值，为提高水环境安全提供一种新途径。
2024, 46(2):227-235.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.026
摘要:
硫自养反硝化（SAD）是一种绿色低碳的污水脱氮技术，具有成本低、污泥产量少、无须外加有机碳源等优点，已成为污水脱氮技术研究的热点之一。阐述SAD填料组成与复合硫源填料的合成方法，归纳SAD固定床反应器和流化床反应器的结构及其适用条件，回顾SAD与电化学、异养反硝化、厌氧氨氧化耦合工艺等方面的研究进展，并总结SAD耦合技术的优缺点以及耦合工艺的脱氮特征。微生物的代谢功能是实现高效SAD的关键因素，列举不同代谢特性的SAD功能微生物种类，阐述代表性微生物Thiobacillus和Sulfurimonas在SAD过程中的反硝化特性及其生长条件。目前，SAD技术在填料、反应器和耦合工艺等方面取得显著进步，但仍面临诸多挑战，在SAD技术温度适应性、高处理负荷反应器设计以及工艺流程优化等方面进一步创新。
硫自养反硝化（SAD）是一种绿色低碳的污水脱氮技术，具有成本低、污泥产量少、无须外加有机碳源等优点，已成为污水脱氮技术研究的热点之一。阐述SAD填料组成与复合硫源填料的合成方法，归纳SAD固定床反应器和流化床反应器的结构及其适用条件，回顾SAD与电化学、异养反硝化、厌氧氨氧化耦合工艺等方面的研究进展，并总结SAD耦合技术的优缺点以及耦合工艺的脱氮特征。微生物的代谢功能是实现高效SAD的关键因素，列举不同代谢特性的SAD功能微生物种类，阐述代表性微生物Thiobacillus和Sulfurimonas在SAD过程中的反硝化特性及其生长条件。目前，SAD技术在填料、反应器和耦合工艺等方面取得显著进步，但仍面临诸多挑战，在SAD技术温度适应性、高处理负荷反应器设计以及工艺流程优化等方面进一步创新。
2024, 46(2):236-245.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.144
摘要:
针对天然气开采过程中的有/无组织废气排放，调研和分析川东地区16个天然气开采场站废气污染物的赋存特征，评估各场站检出的废气污染物对作业人员和周边群众的健康风险。结果表明：2020年13个单井井站气田水池无运转状态时检出的硫化氢、二氧化硫和氮氧化物的浓度范围分别为0.001~0.016、0.007~0.023、0.012~0.047 mg/m3，与2017—2019年连续3 a对JZZ井和TD71井检出的浓度相当，反映了川东气田近年来固定源排放废气浓度水平。硫化氢、二硫化碳和氨是无组织排放的主要恶臭气体，但排放浓度较低，均达到了《恶臭污染物排放标准》（GB 14554—93）中限定的二级标准要求。健康风险评价结果显示，气田水池运转时，硫化氢和氮氧化物在气田水池和转水池处的非瘤症危害商（HQ）值均大于0.1，可能会对作业人员的健康产生风险；气田水池未运转时，硫化氢、二氧化硫和氮氧化物在除TD62外的其他井站气田水池处和居民处的HQ均低于0.1，基本不会对作业人员和居民的健康产生风险。
针对天然气开采过程中的有/无组织废气排放，调研和分析川东地区16个天然气开采场站废气污染物的赋存特征，评估各场站检出的废气污染物对作业人员和周边群众的健康风险。结果表明：2020年13个单井井站气田水池无运转状态时检出的硫化氢、二氧化硫和氮氧化物的浓度范围分别为0.001~0.016、0.007~0.023、0.012~0.047 mg/m3，与2017—2019年连续3 a对JZZ井和TD71井检出的浓度相当，反映了川东气田近年来固定源排放废气浓度水平。硫化氢、二硫化碳和氨是无组织排放的主要恶臭气体，但排放浓度较低，均达到了《恶臭污染物排放标准》（GB 14554—93）中限定的二级标准要求。健康风险评价结果显示，气田水池运转时，硫化氢和氮氧化物在气田水池和转水池处的非瘤症危害商（HQ）值均大于0.1，可能会对作业人员的健康产生风险；气田水池未运转时，硫化氢、二氧化硫和氮氧化物在除TD62外的其他井站气田水池处和居民处的HQ均低于0.1，基本不会对作业人员和居民的健康产生风险。
2024, 46(2):246-248.
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.081
摘要:
