2018, 50(8):1-7. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707137
摘要:为研究不同污泥龄(SRT)条件下厌氧氨氧化菌的脱氮效能和动力学特性,采用一组SBR反应器研究梯度降低污泥龄过程中系统的NO2--N去除负荷(Nr)和NO2--N污泥负荷(Ns),并对各阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.结果表明,污泥龄由21 d梯度降低到12 d,Nr由0.590 kg/(m3·d)降低到0.493 kg/(m3·d),单位MLVSS Ns由0.178 kg/(kg·d)提升到0.297 kg/(kg·d),系统整体的脱氮性能有所下降,但单位质量的厌氧氨氧化菌脱氮效率显著提升;采用莫诺(Monod)模型可以较好地模拟不同污泥龄运行阶段厌氧氨氧化菌的动力学行为,动力学分析表明,随着污泥龄的降低,NO2--N的最大比降解速率vmax由0.406 d-1提高到0.826 d-1,半饱和常数Ks由23.3 mg/L增加到95.3 mg/L,梯度降低污泥龄能够筛选纯化生长速率较快的厌氧氨氧化菌菌种,提升NO2--N的最大比降解速率,但厌氧氨氧化菌对底物的亲和性会逐渐变差,稳定性降低.
李冬 , 赵世勋 , 王俊安 , 关宏伟 , 朱金凤 , 张杰
2018, 50(8):8-13. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201704073
摘要:为研究污水处理厂厌氧氨氧化(Anammox)工艺可行性,在实际生活污水处理厂中进行厌氧氨氧化工艺的小试实验.向污水厂A/O除磷工艺出水中投加亚硝酸盐作为基质,启动厌氧氨氧化滤柱.反应器启动成功后,进水改为A/O除磷和亚硝化工艺处理后的生活污水,观察厌氧氨氧化工艺实际工程应用的效果.结果表明,第106~144天,进水温度为15~20 ℃,最大出水氨氮和总氮质量浓度为4.1和13.4 mg/L,出水氮素满足国家一级A排放标准;第168~204天,反应器运行进入冬季,进水温度为12~15 ℃,采用延长水力停留时间的方法实现污水处理达标;第222~240天时,水温降低到10~12 ℃,在进水投加125 mg/L碳酸氢钠,总氮去除负荷提高了40%,最大出水氨氮和总氮质量浓度为1.4和13.6 mg/L,冬季出水氮素达标.在整个过程中滤柱生物膜厚度持续增加,最终达113 μm,单位MLSS污泥厌氧氨氧化负荷大于5 kg/(kg·d),厌氧氨氧化工艺在市政污水处理厂高效稳定运行.
张肖静 , 周月 , 傅浩强 , 陈涛 , 张蓉蓉 , 张俊 , 张杰
2018, 50(8):14-19. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201706009
摘要:为考察纳米铜对自养脱氮亚硝化工艺的影响,在SBR反应器内分别进行短期影响实验(8 h)及长期影响实验(20 d),研究氨氮氧化速率、氮素转化规律及污泥性能的变化规律.短期实验结果表明,低质量浓度的纳米铜(≤1 mg/L)对亚硝化有促进作用,纳米铜质量浓度在3~30 mg/L内严重抑制自养脱氮亚硝化,氨氮氧化速率降低率为21.9%~44.9%.纳米铜为50 mg/L时,由于质量浓度过高导致纳米颗粒团簇,降低了真正作用于细胞的量,亚硝化活性得到强化.长期实验结果表明,长期暴露在低质量浓度(1 mg/L)的纳米铜环境中,氨氮氧化速率受到严重抑制,氨氮去除率从90%降低为44.8%,氨氧化细菌比亚硝酸盐氧化细菌对纳米铜更加敏感.在长期作用后,污泥中的铜含量增加,胞外聚合物含量增加,解除纳米铜抑制后,两者均降低.纳米铜对自养脱氮亚硝化工艺的微生物活性、脱氮能力、污泥性能均具有较大的影响.
2018, 50(8):20-26. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201706036
摘要:为探讨KMnO4氧化降解阻燃剂四氯双酚A(TCBPA)的动力学、氧化产物及反应路径, 在不同pH条件下, 研究KMnO4氧化降解TCBPA的动力学规律, 利用三重四级杆液相质谱联用仪(LC-MS/MS)对KMnO4降解TCBPA的氧化产物进行检测分析, 并推测反应路径.结果表明, KMnO4氧化降解TCBPA的二级反应速率常数k(40.1~981.7 L/(mol·s))随着pH的升高先增加而后降低, 在接近pKa(7.5/8.5)时最大.子找母质谱扫描方法(LC-MS/MS-PIS)测得KMnO4氧化降解TCBPA产生4个主要产物, 质量数(m/z 35)分别为219/221(Ⅰ)、201/203(Ⅱ)、379/381/383/385(Ⅲ&Ⅲ′)、523/525/527/529/531/533(Ⅳ).KMnO4氧化降解TCBPA的反应路径为TCBPA首先发生一电子反应形成酚氧自由基, 并进一步断裂形成碳正离子中间体, 然后反应形成产物4-(2-羟基异丙基)-2, 6-二氯苯酚(Ⅰ)、4-异丙烯-2, 6-二氯苯酚(Ⅱ)和两个聚合产物(Ⅲ&Ⅲ′和Ⅳ).
2018, 50(8):27-32. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201705029
摘要:为考察壳聚糖对常规混凝-气浮工艺除污效能的影响, 对壳聚糖分别用作助凝剂与微气泡表面改性剂时, 低温低浊淮河原水的气浮处理效果进行研究.利用超滤膜及树脂吸附技术对水中的NOM进行分离, 并分析各NOM组分的THMFP和HAAFP及其去除情况.结果表明:壳聚糖作为助凝剂时, 气浮对NOM的去除表现出明显的选择性, 更偏向于高分子质量疏水性NOM的去除.在溶气系统循环水中投加壳聚糖, 可以对微气泡进行表面改性.循环水pH由7.0降低为5.5(小于壳聚糖pKa), 促进了壳聚糖改性气浮对小分子亲水性NOM的去除, 且浮后水Zeta电位未见明显升高, 壳聚糖分子紧密的黏附在微气泡表面.此外, THMFP与HAAFP的去除率也得到提升.壳聚糖微气泡改性技术为强化气浮去除NOM提供了新选择.
2018, 50(8):33-38. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201704088
摘要:电镀废水中常含有EDTA等络合剂,部分重金属呈现络合态,这给重金属的去除带来了极大的挑战.微电解法处理络合废水破络效果好,成本低廉.为此,采用铁铜微电解法处理EDTA络合铜溶液,通过微电解过程的金属离子变化及沉淀物红外光谱分析可知,在微电解过程中主要变化为铁屑溶解、Fe2+和Fe3+质量浓度升高、Cu2+质量浓度降低,并伴随EDTA质量浓度略微下降和Fe(OH)3沉淀生成;采用MINTEQ软件模拟Cu2+、Fe2+和Fe3+与EDTA的络合形态分布,发现加入Fe3+能使EDTA与Cu2+解络,Fe3+与Cu2+摩尔比越大,pH越低,解络效果越好;在碱性条件下加入Fe2+能使EDTA与铜解络.Fe2+与Cu2+摩尔比越大,pH越高,解络效果越好.结合实验和模拟结果可以明确Fe3+在酸性条件下的解络作用和铁屑对游离态Cu2+的还原作用是微电解去除Cu2+-EDTA的主要原因.
吕永涛 , 闫建平 , 张瑶 , 刘婷 , 曾玉莲 , 王磊
2018, 50(8):39-44. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201612121
摘要:为实现N2O的减量化控制或资源化利用,接种普通活性污泥,以乙酸钠和硝酸盐为基质,通过淘洗反硝化聚磷菌,在SBR中以厌氧/缺氧交替运行的方式启动內源反硝化,单周期内约50%的NO3--N转化为NO2--N,N2O释放速率随着亚硝酸的积累逐渐增大,N2O转化率(释放量占TN去除的比例)为2.04%.在此基础上,分别取缺氧末和厌氧末污泥,对比研究胞内聚合物PHB合成前后,外碳源投加量(碳氮比为0,0.75和2.50)对亚硝酸型反硝化过程N2O释放特性的影响,结果表明,外碳源存在时,N2O释放量随总碳源的增加呈略微减少的趋势,转化率在0.24%~1.61%;而当仅利用內源物质进行反硝化时,N2O的转化率高达15.90%,单位SS最大释放速率达71.29 μg/(min·g),释放量是其余条件下的14~26倍.表明单独利用PHB进行亚硝酸型反硝化会大幅增加N2O的释放.
2018, 50(8):45-50. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201706024
摘要:为进一步去除煤化工废水生化出水中残留的有机污染物,采用以剩余污泥和铁泥为原材料制备的SAC-Fe作为催化粒子电极构建三维电Fenton体系深度处理煤化工废水,对过程参数进行优化,并探讨催化反应机理.结果表明:制备的SAC-Fe对煤化工废水生化出水中的污染物具有较高吸附性能,单位COD吸附容量为101.1 mg/g;采用RSM优化的三维电Fenton过程参数为电流密度16.78 mA/cm2、Fe浓度14.75 mmol/L、pH 3.92,此时TOC去除率为67.12%;通过体系内H2O2和·OH生成量分析,结合吸附作用探讨三维电Fenton深度处理煤化工废水的催化反应机理,SAC-Fe表现出较高的(电)催化活性,显著提升三维电Fenton体系内H2O2和·OH的生成量和生成速率,吸附作用提高·OH利用率和污染物降解率,进而提升三维电Fenton深度处理煤化工废水的效能.
2018, 50(8):51-55. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707148
摘要:为考察高铁酸盐氧化法对四溴双酚A的降解规律、毒性控制效能和降解机理,利用烧杯试验研究了氧化剂投加量、溶液pH对四溴双酚A降解的影响,利用发光细菌考察急、慢性生物毒性的变化及控制效果,并提出可能性降解机理.结果表明,高铁酸盐可高效地降解四溴双酚A,当两者质量浓度均为0.15 mg/L时,在不同pH条件下(6.0~9.0)四溴双酚A均能被完全降解.更高毒性有机中间产物的积累导致反应初期水样的急、慢性毒性有所增强,但随着反应时间延长高铁酸盐氧化法对急、慢性毒性均有良好的控制效果,最佳反应pH为8.0,此时急、慢性毒性当量分别降低至0.02和10.5 TU.机理分析表明,四溴双酚A的降解途径主要包括加成反应、β位断裂反应、去质子化反应和脱溴反应.
2018, 50(8):56-63. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707192
摘要:为了利用复杂网络理论对供水管网进行结构测度和鲁棒性分析,提出一个新的管网模型——管线对偶图模型.该模型将顺序相连、无大角度转折的同口径同材质管段序列看作统一实体,即管线.将管线抽象为节点,两相交管线对应的节点用边相连,由此形成的无向图即为管线对偶图.使用这一模型对3个城市的供水管网进行结构测度,结果显示,管线对偶图具有明显的无标度特性.利用无标度网络鲁棒性分析方法中的模拟攻击方法,使用3种攻击策略进行实验.结果表明,管网在不同攻击策略下结构变化规律呈现较强的相似性,都会经过初始期、分裂期和崩溃期3个阶段;不同的攻击策略下供水管网进入分裂期和崩溃期的进程差异明显;基于节点度的攻击策略对管网的影响最大,基于节点介数中心性其次,随机攻击对管网的影响最小,高度连接的管线是供水管网中关键和脆弱的部分.对结构测度和模拟攻击的结果进行分析,发现谱隙和进入分裂期的去点率可作为衡量供水管网可靠性的重要指标.针对管线对偶图模型提出的可靠性分析方法可以用于指导供水管网的设计和运维.
2018, 50(8):64-69. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201705013
摘要:针对制药企业生化出水中污染物难生化降解,且微波再生过程中活性炭加热不均匀、损耗率大等问题,采用活性炭掺杂膨胀石墨的方法制得AC-EG吸附材料,并使用该材料(AC-EG)吸附处理某制药厂生化处理后的尾水.在对该制药企业的废水进行组分分析的基础上,研究该材料对污染物的吸附热力学和动力学机制,并对AC-EG吸附材料的微波再生效果进行考察.结果表明,该尾水中含有多种吡啶类、酰胺类、唑类、吡嗪等难生化降解有机污染物;在膨胀石墨掺杂量为15%(质量分数)时,通过吸附处理后,尾水中COD去除率达58.25%,并且该掺杂量的AC-EG吸附材料对制药废水中污染物的吸附过程是放热(ΔH=-16.918 kJ/mol)、熵减(ΔS=-54 J/(mol·K))的物理吸附(符合Freundlich模型);该吸附过程更符合拟二级动力学模型;掺杂膨胀石墨的活性炭吸波受热更加均匀,且随着掺杂量的升高,吸附剂再生率升高,损耗率下降.
2018, 50(8):70-75. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201706020
摘要:随着高纯石墨日益成为现代科技与工业发展的重要原料,石墨精制产生的酸性含氟废水量也会越来越大,其处理结果监测的准确性对控制该行业的环境冲击有着重要作用.实验中发现氟离子选择电极法测定石墨精制废水沉淀处理出水时,测量结果随水样稀释倍数增加而增高的问题.本文通过水质分析和理论计算对可能存在的氟化钙微晶稀释溶解、离子强度波动、共存离子干扰等因素进行排查,并用离子色谱法对测量结果进行核对.结果表明:稀释液中过量的掩蔽剂TISAB将溶液中络合态的氟离子释放出来,是导致离子选择电极法氟离子质量浓度测定结果随稀释倍数增加而增高的主要原因;石墨精制废水处理出水中氟离子质量浓度在0~30 mg/L,用国家标准方法对其氟离子质量浓度测定需先将水样稀释100倍.
2018, 50(8):76-82. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201705061
摘要:针对以往大气污染排放源强估算时多采用排放因子法计算大气排放源强,存在着受排放源类别不全、排放清单的不确定性、人力物力财力因素制约,以及企业上报数据不准确,存在偷排多排的情况等问题,利用重污染天气城市各区域空气质量数据,采用泰森多边形确定区域特征长度、大气箱式模型估参的方法,快速确定各污染物的排放源强,建立较为简便的大气污染排放源强估算模式.对哈尔滨市采暖期的大气污染源强估算结果表明:NOx、SO2、CO总的估算排放源强为436.33,154.82和8 566.82 t/d.对源强估算算法进行精确度检验,其相对中值误差小于30%,适合作为区域大气污染物排放模拟与预测的模型理论基础.
2018, 50(8):83-87. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201703048
摘要:为解决最小二乘支持向量机的参数确定问题,提出采用自适应差分进化最小二乘支持向量机法预测日用水量.引入改进粗糙集算法分析日用水量主要影响因素,利用自相关系数法确定序列的相关性,并将自适应差分进化算法(SADE)用于优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的参数,建立了基于SADELSSVM的预测模型.结果表明,与传统差分进化算法(DE)和自适应遗传算法(SAGA)相比,SADE具有更快的最优个体搜索速度和群体进化速度,与基于SAGALSSVM和基于DELSSVM的模型相比,本文提出模型的预测能力更强.
2018, 50(8):88-94. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201706028
摘要:中国积极推进300万平方公里海洋国土建设,目前正在大力建设南海的西沙群岛和南沙群岛海域.海洋中的岛屿、岛礁气候与陆地气候差异较大,具有高温、高湿、强辐射的海洋气候特点.在这种特殊的气候条件下,结合岛上资源匮乏的事实,研发低能耗建筑成为必然.为确定与岛礁气候相适宜的低能耗建筑的围护结构特点,以西沙的气象实测数据为例分析海洋气候特点,采用动态模拟的方法,以岛礁上拟建宾馆建筑为对象,分析不同朝向窗墙比变化对建筑全年能耗的影响.结果表明:湿负荷约占空调负荷的40%,在夏季西向房间空调负荷最高,南向最低;窗墙比每增加0.1,单位建筑面积空调负荷可增加3~5 kWh,但空调负荷随东西向窗墙比的增长速度较南北向快;采用综合遮阳方式的节能率最高,约为7%.本研究结果旨在为中国南部海域岛礁建筑窗墙比的合理取值提供参考.
何梅玲 , 李念平 , 何颖东 , 贺德 , 章文杰 , 王宽
2018, 50(8):95-101. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201703068
摘要:个体主动调节行为在满足人体舒适的同时还具有节能的潜力,但现有的文章很少有关于热湿环境下,个体主动调节行为对热舒适影响研究.为此,在热湿环境下对给定风速和个体主动调节风速的情况进行人体主观感觉的实验研究.本次实验共有24名受试者参与,背景环境温度分别为26, 28, 30 ℃,风速模式分为固定风速模式和自由调控风速模式两种.实验对比分析不同工况下受试者的舒适性情况,结果表明,使用风扇能有效提高受试者在高温环境下的舒适性.个体主动调节的行为不仅可以使受试者在热湿环境中的舒适度优于固定风速下,其调节模式还能在一定程度上起到节约能源的作用.当受试者可以自由控制风扇时,其热感觉最接近于中性,电风扇平均功率最小.
2018, 50(8):102-107. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707178
摘要:火力发电厂汽轮机房内部存在很多高温散热设备以及走向复杂的热力管道,导致大量余热聚集在机房顶部.对于此类特殊的高大空间建筑,以往研究重点多放在夏季通风状态下的余热排除,少有将此余热回收用于冬季采暖技术的研究.为研究冬季自平衡采暖方案在寒冷地区发电厂汽机房的可行性,采用CFD模拟技术进行分析.按实际汽机房空间结构建立几何模型,并在此基础上采用结构化网格进行划分,完成数值计算.对比分析汽机房冬季采暖的两种预置方案,并结合模拟结果提出采用射流口代替风机直接射流的优化方案.模拟结果表明:自平衡采暖方式能满足寒冷地区汽机房冬季供暖需求,减少汽机房内部散热器的布置;综合考虑节能与采暖效果,选用方案二的通风量;采用射流口的气流组织优于直接射流,在改善工作层平台处气流组织的同时使速度场分布更加均匀,达到较好的采暖效果.模拟结果从余热利用角度为寒冷地区高大厂房的采暖方案设计提供有益的参考.
陈忠灿 , 汪彬 , 李鹏 , 孙培杰 , 蒋文兵 , 黄永华
2018, 50(8):108-113. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707129
摘要:热力排气系统(TVS)是通过流体混合与节流换热排气双重作用实现低温推进剂在轨长期贮存的一种有效的压力控制技术.为深入研究推进剂贮箱在轨过程中非均匀受热时热力排气系统的控压特性,在工作于室温温区的TVS模拟装置上,以R141b为气液相变贮存介质,研究非均匀热流(仅气相受热、仅液相受热、气液一侧同时受热)对TVS作用下的贮箱增压特性及排气损失的影响.对比不同部位受热时,贮箱的增压速率、TVS运行特性和排放损失.结果表明,仅贮箱气相区受热时,贮箱升压速率最快,TVS启动频率最高,排放损失最大;仅贮箱液相区受热时,贮箱升压速率最慢,TVS启动频率最低,排放损失最小,相比仅气相区受热分别减少了42%,29%和33%.综合考虑贮箱的增压速率、流体热分层和排气损失,在空间微重力环境下,贮箱内壁面宜进行亲液处理或采用毛细结构来避免气枕空间的直接受热.
2018, 50(8):114-123. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707024
摘要:液化天然气运输船(LNGC)旁靠浮式液化天然气生产系统(FLNG)卸载作业时,两船体之间会产生明显的相互水动力干扰。由于单点系泊的风标效应,目前大多数研究针对迎浪条件下水动力分析.在实际环境中,斜浪对两船运动的影响不可忽视.为此,利用理论分析和模型试验相结合,基于三维势流理论和在两船间自由液面添加人工阻尼的方法,对迎浪和斜浪条件下间隙水体的共振现象和两船的一阶水动力性能进行研究.并采用中场法计算两船的二阶水动力参数,揭示浪向对FLNG和LNGC平均漂移力的影响.结果表明:浪向的变化在一定角度范围内不影响自由面阻尼的取值,但是对间隙水体的共振模态和幅值有影响.浪向的改变影响两船间的遮蔽效应,使得FLNG对LNGC在斜浪下的运动响应产生显著的抑制作用.同时,不同浪向下两船平均漂移力的主要成分也发生变化.
2018, 50(8):124-131. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201803100
摘要:为明确填料布置及配水对冷却塔冷却性能的影响,以浙江国华宁海电厂二期工程6#冷却塔为原型,建立三维数值模型,通过自定义函数加载质量、动量和能量计算程序,与实测对比,模拟结果准确.对比分析3种填料和5种填料布置对超大型冷却塔冷却性能的影响,发现与双向波和双斜波相比,S波冷却效率最优.与S波1.5 m填料等高布置相比,沿径向按无量纲半径
2018, 50(8):132-141. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201706170
摘要:为研究锈蚀钢筋与高强再生混凝土之间的黏结滑移性能,采用通电加速锈蚀法获得36个中心拉拔钢筋被锈蚀的试件并进行中心拉拔试验.试件设计参数有5个:再生粗骨料取代率、钢筋外形、钢筋直径、锚固长度和钢筋锈蚀率.依据试验结果,对试件的黏结破坏形态和每个设计参数对锈蚀钢筋与高强再生混凝土间黏结性能的影响进行分析.结果表明:锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结破坏形式有3种,即钢筋拔断、钢筋拔出和混凝土劈裂;高强再生混凝土与锈蚀后螺纹钢筋间的黏结强度要明显高于锈蚀后光圆钢筋;锈蚀钢筋与高强再生混凝土间的黏结强度,随着再生粗骨料取代率的增加整体呈减小趋势,随着钢筋直径的增大而减小,随着锚固长度的增大而减小,随着钢筋锈蚀率的增大而减小,但当钢筋锈蚀率达到某一界限后这种减小便不明显.
2018, 50(8):142-149. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201802050
摘要:为研究混凝土材料在多轴循环荷载作用下的非线性特性,基于经典塑性力学理论和边界面模型理论,提出一个改进的边界面模型.模型中,屈服面为封闭、光滑曲面,在子午面内为梨形;边界面与屈服面的形状相似;选择应力的第一不变量和应变偏量作为屈服面函数中的自变量;相应的加卸载判据中的微分变量也是上述两种变量;根据屈服面和边界面形状的相似性,通过比例关系定义映射法则;对于处在屈服面上的任意一个当前应力点,根据此法则,都能够找到与之对应的处在边界面上的映射点,两个点对应的曲面法线方向相同;采用非相关流动法则描述塑性变形.对沿着偏平面上的压缩方向,对混凝土试块分别进行单调加载和循环加载时的试验结果,用本构模型进行模拟,模型计算结果与试验结果吻合.模型能够统一地描述应力-应变曲线的上升-下降段,能够描述剪胀现象.
2018, 50(8):150-155. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707144
摘要:为研究锈蚀对钢筋与混凝土间黏结性能的影响,制作20个中心拉拔试件.通过电化学加速锈蚀得到理论锈蚀率为0%、0.5%、1%、2%、5%的拉拔试件,完成了不同锈蚀率下钢筋与混凝土的拉拔试验.从钢筋几何外形特征与混凝土强度在锈蚀过程中变化的角度分析了锈蚀率对极限黏结强度的影响,以割线刚度的方法定量研究了锈蚀率对黏结刚度的影响.阐述了锈胀裂纹、黏结刚度及试件破坏模式随锈蚀率变化的规律.试验结果表明:随着锈蚀率增大,钢筋与混凝土间的黏结强度、黏结刚度呈现先增大后减小趋势.黏结刚度的退化与锈胀裂纹的出现具有一定相关性.通过整理国内外学者黏结强度退化数据,得到了两段式黏结强度退化试验模型及一定程度上可供工程参考的黏结强度退化保守模型.最后,基于两段式黏结-滑移模型得到了不同锈蚀率下钢筋与混凝土间黏结-滑移本构模型.
2018, 50(8):156-160. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201710110
摘要:为建立基于受力状态的剪切破坏配筋砌体剪力墙的失效判定准则,以低周往复荷载作用下发生剪切破坏的290 mm厚配筋砌块剪力墙试验数据为基础,推导结构受力状态与外荷载之间的关系并给出相应的计算公式,通过分析构件在不同受力阶段的破坏机理,引入构件基于受力状态承载能力包络线的概念及相关计算方法.结合承载能力包络线与结构受力状态-荷载关系曲线,建立构件基于受力状态的失效判定准则,从而确定其开裂、失效和极限荷载.与试验的对比分析表明,本文建立的准则能够准确预测剪切破坏配筋砌块剪力墙的开裂、失效和极限荷载.该准则为结构分析和墙体失效荷载的确定提供了一种全新的途径,并拓展了试验数据的应用途径.
苏晓波 , 纪洪广 , 裴峰 , 权道路 , 张同钊 , 高宇
2018, 50(8):161-167. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201710130
摘要:为探究能量演化在含黏结面不完整岩石受载过程中的规律,选取带有矿物质黏结斜面的花岗岩进行单轴循环加卸载压缩试验,同时在试验过程中进行声发射检测.得到以下结论:“有效能比”(累积弹性能/输入岩石的总能)可以作为岩石储能水平的表征,也可间接反映岩石内部结构随应力状态的改变; 从整个加载过程来看,黏结面部位破坏的声发射释能短促、强烈,峰值强度时声发射持续时间较长,但声发射释能率相比黏结面破坏时较低; 应力水平较低时,卸载过程中一般不会有声发射现象或声发射现象基本可以忽略,但当应力水平达到一定值时,即花岗岩积聚的弹性能超过了黏结面部位破坏的耗散能时,花岗岩在卸载时会发生短促、强烈的脆性破坏; 由于声发射能量属于耗散能的一部分,定义“声发射检测效率”(声发射累积能量/累积耗散能),对于本次试验对象而言,“声发射检测效率”在压密阶段降低,弹性阶段升高,黏结面局部破坏时达到峰值,之后直至峰值强度该值呈现持续降低趋势; 从能量角度分析,卸载破裂所对应的应力水平低于加载强度,但不应低于与峰值强度时耗散能大小相等的弹性能所对应的应力水平.
2018, 50(8):168-173. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201707059
摘要:为有效地获得用户的真实情感状态,促进和谐的人机交互体验.结合AVS情感空间和大五人格理论,提出一种基于高斯混合模型的增量式情感映射模型.首先,在AVS情感空间的3种属性(A, V, S)坐标轴上,利用高斯混合模型对情感类型进行依次建模,计算情感概率值及其空间分布;其次,针对用户的个体差异性,采用层次分析法研究人格五因素与情感属性之间的关联,获得用户的个性化认知参数,实现具有个性化认知的情感映射结果;之后,采用增量式学习方法对情感类型的分布空间进行实时修正,保证情感分类的高准确率.最后,实验结果验证了该方法的情感映射结果与用户的真实情感状态具有高度一致性,并有较好的自适应性.
2018, 50(8):174-180. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201703075
摘要:为改善镀铬板的可焊性,用间歇电沉积法在钢板表面获得了呈粒状分布的铬镀层.采用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射研究了电流中断时间对粒状铬形貌和结晶取向的影响;然后利用库伦电解法测量了镀层的铬含量;最后通过测量接触电阻和观察焊接面评价了其可焊性.实验结果表明:粒状铬镀层呈现为分散粒状铬均匀分布在连续层状铬上,随电流中断时间的延长,粒状铬密度逐渐增加,焊接电阻逐渐变小.相比于连续电沉积,间歇电沉积所得铬镀层出现了铬(211)晶面的择优取向.相同电荷量下,间歇电沉积所得铬镀层的镀铬量比连续电沉积的要高.电流中断时,生成不连续的氧化膜使得层状铬局部钝化,而活性点优先放电形成分散的粒状铬.同一压力下,间歇电沉积所得镀铬板的接触电阻远小于连续电沉积的; 一定焊接电流下,前者可以焊接,而后者不能.电流中断期间,局部钝化的出现有助于粒状铬的生成,使得镀铬板的可焊性提高.
2018, 50(8):181-187. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201705120
摘要:为研究城市信号交叉口电动自行车在行驶过程中侵入机动车道时对机动车交通流产生的影响,建立一个适用于机动车-电动车的异质交通流模型来描述电动车侵入机动车道的场景.新建模型在原始社会力模型的基础上,引入了间隙力、跟驰力和排斥力,更加精确地描述异质交通流的特征,利用真实数据对模型进行标定和验证.在搭建真实案例仿真平台后,分析电动车的排队数量及到达率对机动车的流量及通行速度的影响.模型标定结果显示:车流量、平均速度的eMAE、eMARE和U值均小于12%,证明新建模型能较大程度还原真实交通流特征.仿真发现当电动车排队数量大于20辆时,需要采取合适的交通组织和控制方法来减少电动车和机动车的冲突.最后提出让电动车提前2~3 s的时间行驶或提前非机动车停车线等建议来提高交叉口机动车的通行能力.
2018, 50(8):188-198. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.201803156
摘要:中国城镇污水处理行业重水轻泥现象严重,致使大量市政污泥积聚并亟待处理处置.在污泥处理处置过程中,重金属不断富集,其广泛存在严重制约了污泥最终的土地利用,因此,重金属在污泥中的吸附特征及存在形式受到广泛关注.胞外聚合物(EPS)作为污泥有机物的主要成分,主要由蛋白质、腐殖酸和多糖类物质等构成,具有多孔聚合结构,含有大量以羰基、羧基、羟基等官能团为代表的潜在吸附位点,能够有效吸附重金属离子,其物化特性对污泥中重金属含量及分布特征影响巨大.本文首先介绍中国市政污泥处理现状以及典型城镇污泥中EPS的化学组成、物理特性和结构特征,并对可能含有的吸附位点进行分析总结;在此基础上,重点概括近年来污泥重金属在EPS上吸附的研究进展,对EPS吸附重金属研究中常见的表征手段进行总结;最后,针对性地提出未来EPS吸附重金属研究方向的建议.
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