• 2021年第53卷第5期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • 不同搅拌方式对厌氧氨氧化污泥复壮及运行影响

      2021, 53(5):1-8. DOI: 10.11918/201908042

      摘要 (2091) HTML (313) PDF 2.70 M (1331) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究在常温(21±1) ℃条件下不同搅拌方式对于厌氧氨氧化污泥复壮及运行影响,采用3组反应器(R1、R2、R3)搅拌方式分别为连续搅拌、间歇搅拌、间歇搅拌方式(R2、R3转速不同),对系统复壮及运行过程的脱氮性能、颗粒污泥性能等进行分析.结果表明,R1、R2、R3分别用0,2,2 d的时间氨氮、亚硝酸盐氮去除率接近100%,R2、R3的厌氧氨氧化速率更高,更适合厌氧氨氧化菌生长;周期实验结果可知,间歇搅拌方式形成的水流流化状态较弱,使反应器呈较低溶解氧的时间较长,更易抑制AOB活性,从而提高厌氧氨氧化菌活性;R1系统提供剪切力大,且持续与基质溶液接触,产生EPS多,稳定运行时期末,R1、R2、R3的颗粒污泥平均粒径为3,5,649 μm.

    • 阴极电场活化过硫酸盐原位再生饱和活性炭纤维

      2021, 53(5):9-15. DOI: 10.11918/201907220

      摘要 (1600) HTML (174) PDF 4.98 M (1235) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统电再生活性炭过程中存在的高能耗、再生液二次污染严重等问题,采用阴极电场活化过硫酸盐原位再生苯酚饱和活性炭纤维(ACF),考察ACF的再生效能以及再生液中污染物的降解效能.通过Langmuir和Freundlich吸附等温模型对ACF吸附的过程进行拟合;探究电流密度、过硫酸盐浓度、再生时间对电阴极/过硫酸盐再生体系的影响;通过ACF的多次吸附饱和-再生循环实验分析该体系应用潜力并阐述再生机理.结果表明:ACF对苯酚的吸附更符合Freundlich吸附等温模型,为非均一吸附;电阴极/过硫酸盐体系的再生效率为62.71%,且再生液中苯酚总量仅为ACF最大吸附容量的3.10%;最优工况为电流密度57.14 mA/cm2,过硫酸盐浓度0.1 mol/L,再生时间6 h.在电阴极/过硫酸盐体系多次再生的过程中,过硫酸盐及其产生的硫酸根自由基会对ACF的孔隙结构和表面形貌产生一定的破坏.3次再生后,再生效率仍能达到40%左右,表明该体系具有较强的应用潜力.

    • BioMnOx对非甾体药物氧化协同Fe(III)吸附的研究

      2021, 53(5):16-23. DOI: 10.11918/201910014

      摘要 (966) HTML (189) PDF 3.41 M (1109) 评论 (0) 收藏

      摘要:恶臭假单胞球菌(Pseudomonas Putida)可氧化Mn2+生成生物锰氧化物,生物锰氧化物的形成过程及其吸附氧化活性对水体中有机/重金属复合污染的控制具有重要意义.为此,通过研究生物锰氧化物对APAP(乙酰氨基酚,acetaminophen)氧化以及Fe(III)吸附探讨其吸附氧化活性的相互影响.结果表明,BioMnOx为无定型的纳米颗粒,在形成过程中自身结构发生变化,表面由平整变为密集、突出的颗粒状,颗粒边界更为清晰,颗粒粒径从约49.9 nm长至约70 nm.BioMnOx在形成过程中对Fe(III)的吸附发生在对APAP的氧化之前,对Fe(III)的吸附并未对APAP的氧化速率产生影响.APAP氧化降解过程和Mn2+氧化速率过程均符合一级动力学方程.BioMnOx的氧化活性对APAP降解造成一定的影响.Mn2+质量浓度增大,可减少APAP的降解时间.GC-MS结果显示,APAP的降解途径为先被氧化为乙酰胺及对苯二酚、对氨基苯酚等苯酚类物质,继而转化为乙二酸、苯醌等更加简单的物质后最终矿化.

    • 改性磁性壳聚糖去除水中双氯芬酸

      2021, 53(5):24-32. DOI: 10.11918/201908120

      摘要 (1155) HTML (90) PDF 5.03 M (1389) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善壳聚糖的吸附能力,探究壳聚糖吸附水中双氯芬酸的作用机理,采用原位共沉淀法制备磁性壳聚糖小球,并利用乙二胺对其进行改性.分别研究戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺等交联剂的投加量不同时,改性磁性壳聚糖对水中双氯芬酸吸附能力的差异.当戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺的投加量分别为4,2和6 mL时,制备的吸附剂(EMMCS-G)吸附效果最佳.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等对EMMCS-G表征分析,讨论反应时间、温度、pH、吸附剂投加量以及再生次数等因素对EMMCS-G吸附双氯芬酸的影响.结果表明,壳聚糖已成功包覆Fe3O4颗粒,且改性后的磁性壳聚糖氨基数量明显增多,具有良好的磁学性能和重复利用性.反应最适pH为6.5.当双氯芬酸初始质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为100 mg时,反应12 h后,去除率达到76%以上.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型,结合热力学分析及溶液酸碱度实验表明该吸附过程是物理吸附和化学吸附共同作用的自发吸热反应.

    • 猪粪堆肥过程中可培养耐药菌的抗性研究

      2021, 53(5):33-41. DOI: 10.11918/201910206

      摘要 (1257) HTML (171) PDF 3.05 M (1159) 评论 (0) 收藏

      摘要:饲料中常添加抗生素,导致猪粪携带一些耐药病原菌,堆肥是降低猪粪返田环境风险的有效手段,但猪粪堆肥产品耐药菌的特性仍不清晰.为揭示猪粪源堆肥产品中耐药细菌的种类、数量和分布,利用平板计数法、抗生素最小抑制浓度、16S rRNA测序等手段,对猪粪原样和额外添加金霉素CTC(chlortetracycline)猪粪的堆肥产品展开对耐药细菌的数量、抗性和种类的研究.结果表明:堆肥过程中可培养细菌数量是逐渐升高后逐步降低的规律,堆体可培养细菌菌落数远远低于粪便样品.猪粪样品检测到CTC、恩诺沙星ENR(Enrofloxacin)、红霉素ERY(Erythromycin)和磺胺甲基嘧啶SMZ (Sulfamerazine)等药物残留,堆肥结束时,堆体中ENR耐药菌略有增加,SMZ、ERY和CTC 3种耐药菌有效削减.筛选出可培养耐药细菌共25株,多重耐药菌的检出率为20%.粪便好氧堆肥对于耐药菌的数量和种类削减非常有效,但是仍有少部分多重耐药菌存在,对环境造成潜在威胁.

    • 应用改进ICA-R算法的供水管网漏失量估计

      2021, 53(5):42-47. DOI: 10.11918/201906060

      摘要 (1353) HTML (225) PDF 2.24 M (1172) 评论 (0) 收藏

      摘要:漏失量作为城市供水管网漏损量的主要组成成分,可作为管网漏损控制的重要参考指标.现有漏失量计算方法存在准确度不高,计算过程复杂等问题,而盲源分离法具有数据需求量少,分析结果准确特点.针对盲源分离中约束独立成分分析(CICA)算法在漏失量估计中存在误收敛,限制盲源分离法进一步应用的问题,提出利用改进的带参考信号的独立成分分析(改进ICA-R)算法进行供水管网漏失量估计思路.对目标函数选取、信号处理过程进行分析说明,同时设计算例管网模型并搭建漏失实验平台验证算法分离效果,并与快速独立成分分析(FastICA)算法处理效果进行对比.采用皮尔逊相关系数评价漏失量分离效果,利用平均相对误差评价改进ICA-R分离精度.结果证明,使用改进ICA-R算法分离漏失量所得相关系数维持在90%附近,平均相对误差维持在15%以内,优于FastICA算法,该方法避免加装大量计量仪表,降低了漏失量计算成本,可为漏失量计算提供参考,便于各水司有针对性地采取漏损控制措施.

    • 供水管网计算分区方法的比较分析

      2021, 53(5):48-58. DOI: 10.11918/201908144

      摘要 (969) HTML (486) PDF 4.51 M (1659) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的供水管网计算分区方法研究多基于单个管网案例进行验证,缺乏不同案例、不同需求下的比较和适用性分析的问题,基于深度优先搜索-部分接近度算法(DFS-PCC)、快速迭代模块度的贪心算法(CNM)和遗传优化的谱聚类算法(GA-SC)3种方法,采用标准化互信息(NMI)、模块度、节点数均衡性、联络管数量等分区结果评价指标,在5个标准管网案例上比较其分区效果.比较分析时考虑了不同管网案例的拓扑结构、水源数量和类型、控制元件等固有属性差异,并讨论方法的赋权和分区数的确定问题.结果表明:DFS-PCC对区域供水特征明显、树状特性较高的案例分区,所得结果模块度较高,但联络管数量较多;CNM对区域供水特征明显、树状特性较高的案例分区,所得结果NMI较高,联络管数量较少;GA-SC在5个不同案例中,模块度较高、区域间节点数较均衡、联络管数量较少,总体适用性良好;使用该方法1/q的赋权形式,可有效选择流量和流量波动性大的管道作为联络管.

    • GA优化ELM神经网络的排水管道缺陷诊断

      2021, 53(5):59-64. DOI: 10.11918/201908056

      摘要 (1532) HTML (189) PDF 2.07 M (1401) 评论 (0) 收藏

      摘要:为及时发现排水管道安全隐患,准确掌握管道状况,结合极限学习机(extreme learning machine,ELM)神经网络和管道闭路电视(closed circuit television,CCTV)检测,建立一个数据驱动的排水管道缺陷诊断模型.采用遗传算法(genetic algorithm,GA)优化ELM神经网络的输入权值矩阵和隐含层偏置,改善网络参数随机生成带来的ELM模型输出不稳定、分类精度偏低的问题.以上海市洋山保税港区排水管道破裂、渗漏等主要结构性缺陷的诊断为例,对GA-ELM模型进行仿真分析,并与ELM模型诊断结果进行对比.结果表明,GA-ELM模型能够更好地识别管道缺陷,获得更佳的分类性能,参数优化提高ELM模型的拟合能力和泛化能力,可应用于城市排水管道状况评价,为排水管网养护计划和修复计划的制订提供技术依据.

    • 固态发酵反应器流场数值分析及搅拌参数优选

      2021, 53(5):65-71. DOI: 10.11918/201911179

      摘要 (1397) HTML (257) PDF 4.51 M (1144) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究厨余垃圾固态发酵反应器中机械搅拌装置的搅拌流场特性及优选机械搅拌设计参数,采用计算流体力学技术(CFD)方法模拟5种机械搅拌桨型的混合流场,并对搅拌桨的桨径比、转速等参数通过搅拌功率、混合时间、混合能和死区百分比等指标进行定量分析.模拟结果表明:二折叶搅拌桨、六折叶涡轮搅拌桨死区百分比大,对物料扰动范围小,不能有效进行混合;双螺带搅拌桨死区百分比最小,对物料扰动范围最大,搅拌功率也最大.对于双螺带搅拌桨桨径,物料死区随桨径比的增加而减小,当桨径比增大至0.75后不再减小,而搅拌功率随桨径比增大而一直增大.对于双螺带搅拌桨,随着转速增加,搅拌功率呈直线式增加,混合时间以抛物线式降低,混合能逐渐增加.综合考虑混合效果和搅拌功耗,转速为20 r/min、桨径比为0.75的双螺带搅拌桨是本研究反应器中的最佳搅拌设计.

    • 流域尺度视角下海绵城市建设途径及区域径流控制

      2021, 53(5):72-78. DOI: 10.11918/202005015

      摘要 (1797) HTML (356) PDF 3.78 M (1171) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着城市化的快速发展,城市不透水区域面积逐年增加,导致城市洪涝风险加剧、径流污染负荷增加等突出雨水问题,也给流域的水安全及水环境带来严重影响.针对上述问题,近年来基于流域管理的城市雨水管理模式得到快速发展.通过流域尺度城市单元土地开发前后峰值流量和雨水径流污染负荷变化的分析,提出以受纳水体过流能力和水环境自净容量为约束条件的流域尺度海绵城市建设管控方法,建立基于水量、水质总量控制为主要目标的多层级雨水径流控制方法,构建流域-城市尺度的场地可持续开发雨水管理模式,并以某开发区为例,分析区域径流总量控制、径流峰值削减及径流污染控制等目标的实施途径,以期为未来流域管理和海绵城市建设的统筹协调提供支撑.

    • 绅士化街区城市形态特征与模糊综合评估

      2021, 53(5):79-86. DOI: 10.11918/201912098

      摘要 (931) HTML (249) PDF 2.63 M (1144) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于对上海市虹镇老街和世博园北岸两个典型绅士化改造片区城市形态的空间强度特征值和空间结构特征值量化分析,建立模糊数学综合评估模型,综合评估城市形态模糊系数(IUF),揭示城市绅士化改造对城市形态的影响以及绅士化街区城市形态特征.研究结果表明,与保留街区或部分绅士化街区相比,大部分绅士化程度高的街区具有高容积率、封闭性和空间隔离等空间形态特征,城市形态模糊系数较高的绅士化街区,其城市形态特征主要表现在具有良好的可达性和多功能的土地开发利用;模糊数学综合评价法能够客观地反映研究区域的城市形态特征,为城市形态的综合定量分析提供了一种有效途径.在存量规划语境下,本研究结果为制定可持续的城市改造、设计和规划方案提供参考.

    • 考虑软黏土流变效应的静压桩长期承载力计算方法

      2021, 53(5):87-94. DOI: 10.11918/201911149

      摘要 (948) HTML (152) PDF 2.71 M (1813) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对软黏土流变效应引起土体的体积压密,使其强度随时间逐渐提高,从而软黏土中的静压桩在桩周超孔隙水压力消散后承载力仍持续增长的问题,在考虑静压桩的沉桩效应和桩周土初始固结的基础上,采用双曲线型函数描述桩侧和桩端的荷载传递特性,结合荷载传递法推导承载条件下桩周土的应力状态.在此基础上,根据流变模型和桩周土体的受力状态,采用拟似超固结比的变化模拟桩周土体的流变行为,分析桩周土体长期流变过程中力学特性的变化规律,提出软黏土中静压桩长期承载力的理论预测方法.通过现场静载荷试验对本文解答进行验证,研究软黏土中静压桩长期承载力随时间的变化规律,并探讨土体参数对静压桩长期承载力的影响.结果表明:软黏土中静压桩承载力的长期时效性主要来源于桩身下部侧摩阻力随桩周土流变的发展,承载力在流变初期增长迅速,随流变时间发展速率逐渐变缓,且流变系数和回弹系数越大的土层中承载力的增长较为显著.该计算方法可为上部结构拆除后旧桩的承载力确定及其再利用提供参考.

    • 不同注浆工况对砂土-混凝土接触面剪切特性影响

      2021, 53(5):95-103. DOI: 10.11918/201905042

      摘要 (1193) HTML (143) PDF 7.78 M (1146) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究后注浆对土与结构物接触面力学特性的影响,采用自主研发的注浆装置和可注浆的大型直剪仪,通过3种注浆压力、3种注浆量和4种荷载工况下的共计22组后注浆砂土-混凝土接触面大型直剪试验,分析不同注浆工况和荷载工况对砂土-混凝土接触面剪切力学特性、剪胀(缩)性以及强度参数等的影响.结果表明:在注浆压力和法向应力一定的情况下,接触面峰值剪切应力随着注浆量的增大而增大,但随着法向应力的增大,增加注浆量对接触面力学特性的改善效果逐渐减弱;在注浆量和法向应力一定的情况下,注浆压力较低时,接触面峰值剪切应力变化不大,当注浆压力达到一定值,其对接触面峰值剪切应力提高效果较为明显;不同注浆和荷载工况下接触面抗剪强度增强系数介于1.1~2.0;浆液主要通过提高接触面等效黏聚力改善接触面力学特性,等效内摩擦角近似与未注浆接触面一致;接触面在未注浆工况下均发生剪缩,且最大剪缩量随着法向应力的增大而增大;后注浆能够转变较低法向应力下的接触面剪胀(缩)性;同一法向应力下,接触面最大剪胀量均随着注浆压力和注浆量的增大而增大,而最大剪缩量则随着注浆压力和注浆量的增大而减小.

    • 常吸力下非饱和土水-力耦合循环塑性的模拟

      2021, 53(5):104-112. DOI: 10.11918/201907209

      摘要 (1637) HTML (232) PDF 3.84 M (1708) 评论 (0) 收藏

      摘要:为描述非饱和黏性土在静、动态荷载作用下的应力-应变特征及水-力耦合效应,在塑性增量流动理论的框架内建立一个描述常吸力条件下非饱和黏性土水-力耦合效应的弹塑性双面模型.基于BBM(Barcelona basic model)及Li和Meissner提出的一种塑性硬化准则,并考虑非饱和土的典型土水特征,通过边界面和加载面在应力空间中的演化表征非饱和土在循环荷载作用下的应力-应变特征及水-力耦合效应.考虑不同初始饱和度、初始孔隙比、吸力、净围压和动应力幅值等因素影响,采用相关研究者室内各向等压和静、动态三轴试验结果对所建模型进行验证,模拟结果与试验数据的对比显示模型具有良好的模拟能力.此外,为检验模型的合理性,在室内试验的基础上采用该模型预测非饱和土在循环荷载下的一些典型水-力耦合行为.结果表明,模型能够较好地模拟和预测非饱和黏性土在常吸力静态和循环动态加载作用下的水-力耦合特性.

    • 考虑非Darcy渗流的砂井地基弹黏塑性固结分析

      2021, 53(5):113-122. DOI: 10.11918/201907173

      摘要 (1084) HTML (104) PDF 6.39 M (1156) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步研究饱和软黏土的砂井固结机制,采用Hansbo渗流方程描述渗流速度与水力梯度之间的非线性关系,同时引入考虑时间效应的统一硬化(UH)本构模型描述土体的弹黏塑性变形,重新推导理想砂井地基固结方程,给出隐式有限差分法求解的离散格式,并编制相应的Fortran计算程序.通过与已有砂井地基非线性固结解析解的对比,证明了求解方法的有效性.随后,探讨UH模型参数及Hansbo渗流参数对砂井地基弹黏塑性固结的影响规律.结果表明:土体主、次固结耦合机制是引起固结初期超孔隙水压力升高的主要原因,而且土体的黏滞性和渗流的非达西特性延缓了固结中后期砂井地基中孔隙水压力的整体消散.另外,在流变固结后期,增大渗透指数将加快固结进程.

    • 暴雨气候下砂土边坡植被护坡模型试验研究

      2021, 53(5):123-133. DOI: 10.11918/201908166

      摘要 (1239) HTML (231) PDF 11.27 M (1400) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究植被护坡固土机理,首先进行“裸露边坡”和“植被边坡”的室内模型暴雨对比试验,进一步对3种速生草本植物的护坡稳定性进行对比分析,结果表明:在植物生长过程中,生长曲线基本呈“S”型,根系深度约为植被地面高度的1.7~2.1倍;在相同降雨条件下植被护坡的持续稳定状态时间是裸露边坡的2倍多,并且裸露砂土边坡发生整体破坏时具有突发性、直线型的特点;在3种植物护坡试验中,根系的几何形态较为重要.其中,狗牙根(倒三角型根系)边坡的整体稳定性效果最好,其次是四季青(均匀型根系)边坡,高羊茅(锥形根系)边坡的稳定性效果最弱.植物的根系,在生长中可以分泌大量黏胶物质将周围细小的砂土颗粒黏接起来,众多根系相互缠绕形成根网,并在边坡表面可形成近22 cm厚的根-土复合体保护层结构,起到了明显的浅层固土加筋作用.此外,当降雨导致坑内积水时,四季青边坡的均匀型根系可以有效防止砂土边坡发生流塑性破坏,对于探索新型仿生支护工艺具有一定的启发性.

    • 高压冻(融)土-结构接触面剪切应力-应变关系

      2021, 53(5):134-140. DOI: 10.11918/201908164

      摘要 (1059) HTML (303) PDF 4.68 M (1090) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示深厚表土冻融土-混凝土结构接触面剪切力学特性,利用改进的DRS-1高压直残剪试验系统,开展系列高法向应力、升温条件下冻(融)土-结构接触面直剪试验,总结高应力作用下不同融化程度冻(融)土-结构接触面剪切应力-应变关系曲线的基本特征.通过试验分别建立峰值前和考虑应变软化特征的高应力、升温条件下冻(融)土-结构接触面剪切应力-应变经验方程,探讨接触面剪切应力极值和初始剪切模量随法向应力水平、融化程度等的变化规律.结果表明:随融化程度的加深,冻(融)土-结构接触面剪切应力-应变关系曲线形态由具有应变软化特征逐渐转变为具有应变硬化特征;当接触面剪切应变较小时(峰值前),标准的双曲线模型对高应力、升温条件下冻(融)土-结构接触面剪切应力-应变关系仍具有良好的适用性;而具有应变软化特征的全过程剪切应力-应变关系可采用改进的双曲线模型描述.

    • 非饱和分散性黏土多次冻融特性试验

      2021, 53(5):141-147. DOI: 10.11918/201909158

      摘要 (1058) HTML (122) PDF 3.33 M (1587) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对中国季节性冻土区分散性黏土,通过室内非饱和冻融试验,探索其在不同初始含水率、干密度、多次冻融下的冻胀融沉特性.结果表明:分散性黏土的冻融特性明显区别于一般性非分散性黏土,其冻胀量远大于非分散土;多次冻融后,分散性黏土冻胀表现为冻胀后松散特性,而非分散土冻胀表现为冻融密实特性;初始含水率、干密度和冻融次数对融沉系数和冻胀率影响较大;初始含水率越大,冻胀量和融沉量越大;多次冻融后,分散性黏土内部含水率重新分布,初始含水率越低,相应部位含水率增大百分率越大;在有外界补水下,初始含水率较高的分散性黏土经过2次以上冻融后均可表现为强冻胀;不同干密度的分散性黏土,融沉系数随冻融次数增大而增大,后趋于稳定.试验得到的新认识可为“一带一路”北线黑龙江和吉林两省公路、铁路和水利工程建设提供指导,以采用必要措施减小分散性黏土冻融破坏.

    • 利用双参数地基模型修正反应位移法弹簧

      2021, 53(5):148-155. DOI: 10.11918/201906201

      摘要 (1583) HTML (217) PDF 4.14 M (1132) 评论 (0) 收藏

      摘要:为得到一种模型简单、计算精度高,且能更好反映土-结构相互作用的地下结构抗震设计方法,根据双参数地基模型的原理,用比传统单参数模型更加接近土体性质的双参数模型简化土体,并根据受力和变形特性对双参数计算模型进行简化,最终得到能考虑土体间相互作用的修正反应位移法.修正方法计算模型与传统反应位移法相比,仅仅是法向弹簧的基床系数进行了一定的修正,仍然是一种模型简单的计算方法.建立数值模型进行分析,以动力时程计算结果为基准,并与传统反应位移法作对比验证修正方法的正确性.结果表明,相比传统采用离散弹簧模拟土体的反应位移法,修正方法的内力及变形误差能减小一半左右,由此得到修正方法是一种模型简单且计算精度较高的设计方法,能够应用到地下结构抗震设计中.

    • 循环冲击荷载下轴压对花岗岩动力学特性的影响

      2021, 53(5):156-164. DOI: 10.11918/201908134

      摘要 (1086) HTML (183) PDF 5.61 M (1122) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究循环冲击荷载下轴压对花岗岩动态力学特性的影响,利用改进的动静组合式SHPB装置对5种轴压σA(0,0,0,0和120 MPa)下的花岗岩试样进行等幅循环冲击.结果表明:在相同的循环冲击荷载下,试样的总循环冲击次数随轴压的增加呈现先增加后减小的趋势,在σA=60 MPa时达到最大.5种轴压下的试样都表现为典型Ⅱ型应力-应变曲线.σA=0,0,90和120 MPa下试样的平均应变率和峰值应变随着冲击次数的增加而增加,峰值应力和弹性模量趋势相反,σA=0和120 MPa试样的力学参数劣化速率较快;σA=60 MPa下试样的平均应变率和峰值应变随着冲击次数的增加呈现先减小后增加的趋势,峰值应力和弹性模量则相反,其动力学参数劣化速率较慢.结合静态压缩声发射能量计数可以发现,当轴压超过起裂应力时,轴压对循环冲击荷载下岩石动力学特性的影响由强化向劣化效应转变.

    • 厚径比对高阻尼橡胶材料的缓冲吸能特性实验

      2021, 53(5):165-172. DOI: 10.11918/201908029

      摘要 (1231) HTML (489) PDF 5.11 M (1286) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减少深部强扰动诱发的岩石冒落、岩爆等动力灾害,将具有良好防冲和吸能特性的高阻尼橡胶材料应用于拟研发的新型小应变吸能锚杆中.为系统评价厚径比对高阻尼橡胶材料缓冲吸能的影响,采用落锤冲击系统和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对不同厚径比的高阻尼橡胶试样和“橡胶-花岗岩”组合试样进行冲击实验.落锤实验结果表明,相同冲击条件下,随着厚径比增大材料的动力响应呈幂函数趋势递减,且当厚径比大于0.6时材料动力响应变化幅度趋于平稳.同时,在同落距的6次单独重复冲击中,材料每次动力响应峰值与第一次动力响应相比其改变幅值均在15%以内;SHPB冲击结果表明,材料在厚径比0.3处取得最大吸能率为0.336.在相同气压冲击下,“橡胶-花岗岩”组合试样的花岗岩分形维数(D)随着厚径比增大呈幂函数递减,在厚径比大于0.3时D值趋于平稳,变化幅值较小.

    • 铁盐调理联合真空预压法填埋污泥排水加固试验

      2021, 53(5):173-181. DOI: 10.11918/201909165

      摘要 (1007) HTML (138) PDF 3.64 M (1211) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前中国多地污泥填埋库库容已严重不足的现状,为恢复库容并加固坑体,采用FeCl3对上海某污泥填埋库区的填埋污泥进行调理改性,并进行真空预压排水加固试验.试验过程中,对污泥的累计排水量、累计沉降量进行记录,试验后分别进行含水率、十字板剪切强度和压汞试验.结果表明:直接采用真空预压法对原状污泥进行深度脱水的效果有限,经FeCl3调理改性后污泥脱水性能改善,排水速率加快,排水量增加,试验后平均含水率由75.8%降至66.6%;真空预压后污泥的含水率和抗剪强度分布不均,越靠近排水板变化越大,含水率沿径向和深度方向逐渐增大,抗剪强度沿着径向和深度方向逐渐减小;调理污泥在真空预压后,孔径主要分布在200~100 000 nm,小孔占比最高,其次是中孔,且离排水板越近,大孔越多,微孔越少; 调理后污泥含水率和体积分别减小了9.2%和28.8%,强度提升了10倍. 表明铁盐联合真空预压对污泥处理效果较好,可从优化药剂组合和真空预压工艺参数两方面进一步提升脱水减容效果.

    • 盾构切刀切削混凝土过程中的动态响应试验

      2021, 53(5):182-189. DOI: 10.11918/201905250

      摘要 (999) HTML (161) PDF 5.86 M (1112) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究盾构切刀与混凝土的相互作用规律,开展室内切削试验,验证切削的实质是刀具与试件反复碰撞、挤压、切削和剥落的循环过程.通过切削力测试系统得到刀具前后角、刀具形状、切削深度和试件强度等因素对刀具法向切削力Fn与切向切削力Ft的影响规律,并分析得到各影响因素作用下Fn、Ft及切削合力Fc的波动范围.结果表明:刀具切削混凝土的实质是碰撞、切削、剥落的反复循环,切削力始终处于波动状态;刀具前刃面承担主要的破岩任务,前角越大,所需的Fn和Ft及其波动性越小,刀具对试件的拉剪效果越明显;Fn、Ft均值与试件强度和切削深度均呈线性关系,试件强度和切削深度越大,Fn和Ft越大,其方向上的波动性越小;切削深度比试块强度对Fc波动性的影响更为显著,切削深度越大,因剥离而产生的碎屑粒径越大,而刀尖处碎屑均呈粉末状.

    • 静态破碎技术研究综述与建议

      2021, 53(5):190-200. DOI: 10.11918/201907034

      摘要 (1366) HTML (450) PDF 2.34 M (1157) 评论 (0) 收藏

      摘要:静态破碎技术是将搅拌好的静态破碎剂填充在岩石或混凝土的孔内,利用静态破碎剂膨胀产生的膨胀压力“静悄悄”地使岩石或混凝土松散酥碎的方法.为促进静态破碎技术的发展及应用,介绍静态破碎剂的主要膨胀性能及其测试方法,分析孔直径、孔间距、孔排距、孔边距、孔深度对破碎效果的影响,展示静态破碎拆除技术在建筑拆除、混凝土及岩石破碎等方面的应用.结果表明:由氧化钙、水泥、石膏和减水剂等组成的石灰系静态破碎剂在工程中应用最多;静态破碎剂的体积膨胀主要来源于反应过程中固相体积和孔隙体积的增加;膨胀压力随氧化钙掺量的增加而增大;破碎首先发生在孔边与自由面距离最小处;孔径越大、孔深越深,破碎剂用量越多,膨胀压力越大,破碎效果越好,但破碎剂用量过大易引起破碎剂从孔洞喷出;在一定范围内,破碎剂在孔附近某点处产生的应力与该点至孔边缘距离的平方呈反比,适当缩减孔距能够取得更好的破碎效果.

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

浏览排行

引用排行

下载排行