2020, 52(11):1-9. DOI: 10.11918/201905130
摘要:曝气强度是调控间歇曝气DO的重要参数,为明晰总曝气强度相同、曝气强度不同对间歇曝气SBR亚硝化工艺的影响,在25~28 ℃下,接种亚硝化性能良好的活性污泥于间歇曝气SBR反应器中,结合响应面分析研究间歇曝气下曝气强度对亚硝化系统稳定性的影响.结果表明,控制曝气强度为1.2 L/(h·L),亚硝态氮积累率可达93%,但氨氮去除率仅为80%.增加曝气强度到1.58 L/(h·L),随着运行周期增加,亚硝化性能逐渐恶化.控制曝气强度为1.93 L/(h·L),系统的平均氨氧化率和亚硝酸盐积累率为90%和91.6%,实现了较高的氨氧去除和亚硝酸盐积累.批次实验及响应面分析表明,曝气强度及曝气时长对氨氮去除及亚硝酸盐的积累均有显著影响,曝气时间越短亚硝酸盐积累率越高,曝气强度越大氨氮去除率越高.但低曝气强度下AOB的活性受到抑制,通过延长曝气时长并不能保持良好的氨氮去除.在过高曝气强度下,AOB的活性不能得到相应的增强,氨氮去除率及亚硝酸盐积累率只受曝气时长的影响,因此,在总曝气强度相同下,可采取较高的曝气强度配合短曝气时长来实现高氨氮去除及亚硝酸盐积累.
2020, 52(11):10-17. DOI: 10.11918/201906097
摘要:为研究在常温低基质(NH+4-N、NO-2-N为(40±10)mg/L)启动AAOB颗粒污泥的过程,采用SBR反应器逐渐缩短实验周期来启动AAOB颗粒污泥,并且对系统中的氮去除率、氮负荷及各个阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.同时,对各个阶段的颗粒污泥形态、平均粒径、EPS含量以及EPS的三维荧光特性进行分析.结果表明,逐渐缩短实验周期(24 h→12 h→10 h→8 h),氮负荷由0.074 g/(L·d)提高到0.204 g/(L·d).Grau second-orders模型较好地表征启动厌氧氨氧化(AAOB)颗粒污泥过程,基质去除速率常数k2值由0.15上升为0.22,脱氮性能逐步提高.污泥的MLSS、MLVSS由初期2 989,2 348 mg/L最后稳定到2 0,1 776 mg/L,随着反应进行,厌氧氨氧化污泥充分利用基质,颗粒污泥逐渐稳定,最终污泥颗粒平均粒径达410 μm.PN质量分数以及PN与PS比呈现先上升后趋于稳定的趋势,且PN质量分数以及PN与PS比随着粒径增大而变大.利用PARAFAC法分析污泥EPS中三维荧光成分,其由辅酶NADH、核黄素和腐殖酸组成.
2020, 52(11):18-25. DOI: 10.11918/201905134
摘要:为明确秸秆污泥厌氧消化体系中微生物群落的结构特征,采用Ⅰllumina HiSeq高通量测序技术,研究在高低两种基质负荷条件下微生物群落结构的变化和多样性,并监测其产气性能.结果表明:高负荷基质条件下(TS 20 g/(L·d)),平均日产气量为4.1 L;低负荷基质条件下(TS 12 g/(L·d)),平均日产气量为2.1 L.高负荷基质条件下细菌的相对丰度为91.57%,产甲烷古菌的相对丰度为8.43%;低负荷基质条件下细菌的相对丰度为94.35%,产甲烷古菌的相对丰度为5.65%,高负荷基质条件下产甲烷古菌的丰度比在低负荷基质条件下相对增加了49.2%,表明产甲烷古菌的相对丰度和产气量有一定的正相关性.高负荷基质条件下的前3种优势菌群分别为:相对丰度为51.06%的拟杆菌门(Bacteroidetes)、11.65%的厚壁菌门(Firmicutes)、8.25%的广古菌门(Euryarchaeota).低负荷条件下的前3种优势菌群分别为:相对丰度为50.78%的拟杆菌门(Bacteroidetes),7.67%的Cloacimonetes、6.46%的互养菌门(Synergistetes).两种基质条件下都检测到12种产甲烷菌属,分属氢营养型、甲基营养型、乙酸营养型,说明整个秸秆污泥厌氧消化体系的代谢途径较为丰富,各种微生物群落生长代谢相互依存、相互平衡,具有一定的抗冲击负荷,建立了较为平衡的稳态缓冲体系.
2020, 52(11):26-32. DOI: 10.11918/201901100
摘要:为明确秸秆废弃物生物炭制备过程中的热解特性及其与生物炭产率之间的关联,探寻秸秆废弃物制备生物炭的最佳热解条件,以4种不同类型的秸秆废弃物为研究对象,通过热重模拟结合秸秆废弃物的组分特征,考察秸秆废弃物种类、热解终温、升温速率对秸秆废弃物热解特性及生物炭产率的影响.结果表明,4种秸秆废弃物在热解过程中其最大失重量和最大失重速率均出现在热解阶段,最大失重速率排序为:小麦秸秆>玉米秸秆>水稻秸秆>芦苇秸秆,与秸秆自身的纤维素含量相关.统计分析表明,秸秆废弃物种类、升温速率、热解终温、终温保持时间对生物炭产率均有显著影响.热解终温越高、升温速率越大、保留时间越长,生物炭产率越低.热解终温、升温速率对秸秆生物炭产率的影响规律均与热重模拟实验结果相吻合.综合热解特性、生物炭产率统计分析结果及能耗,选定生物炭的最佳制备条件为以10 ℃/min的升温速率升至500 ℃,保持30 min.
2020, 52(11):33-39. DOI: 10.11918/201906127
摘要:针对含有天然有机物的原水经过液氯或次氯酸钠消毒后生成多种含卤素的化合物——消毒副产物(DPBs)问题,尤其三氯甲烷(TCM)的出现引起广泛关注,其生成影响因素主要包括水中的有机质含量、pH、水温、投氯量、消毒接触时间等.经调查,东北地区许多市、县净水厂规模多为5万t/d以下的小型水厂,由于检测能力及成本的问题,无法实现对出厂水中TCM的检测,一旦原水水质发生变化则无法保证出厂水水质安全.因此,建立常规指标与TCM生成量之间的预测模型,将更好地帮助不具备TCM检测能力的水厂预测TCM的生成情况.以东北某大型净水厂为例,采用国家标准方法检测各指标含量,通过多元线性回归分析方法,对原水常规指标水温、pH、浑浊度、高锰酸盐指数、投氯量这些基于原水和消毒工艺的主要参数进行统计分析,建立TCM的生成模型,为具有类似水源及消毒方式的中小型净水厂预测TCM的生成提供了很好的预判方式.
2020, 52(11):40-45. DOI: 10.11918/201903213
摘要:为探索垃圾焚烧飞灰的资源化利用,使用流化床焚烧炉产出的焚烧飞灰、燃煤飞灰及矿渣粉为主要原料,由氢氧化钠及硅酸钠调制为碱激发剂制备碱激发砖材.当焚烧飞灰最大添加比为40%时,其28 d的抗压强度达28.69 MPa,符合混凝土实心砖规范(GB/T21144—2007)要求.环境兼容性方面,28 d的垃圾焚烧飞灰碱激发砖材HJ/T 300浸出测试结果显示,重金属稳定于砖材中.长期pH相关联性浸出试验发现,砖材中重金属Ba的浸出量随pH的降低而增加;重金属Zn在pH小于7的环境下可检测到有浸出,而重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb只有在pH为6以下的环境才会有浸出现象.桶槽扩散浸出试验结果显示,焚烧飞灰碱激发砖材环境稳定pH在11.0~11.5,且仅有微量重金属钡(Ba)及铬(Cr)出现释出现象,分析显示其浸出量为微量.
2020, 52(11):46-52. DOI: 10.11918/201902104
摘要:为高效去除液体中邻苯二甲酸酯(PAEs),以邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)为模板分子,邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)为辅助模板分子,二氧化硅改性磁性纳米四氧化三铁(Fe3O4@SiO2)为载体,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用本体热引发聚合法制备吸附性能优于传统单模板分子印迹聚合物,且能对两种目标物质同时进行吸附的双模板分子印迹聚合物(D-MIPs),并对其具体吸附性、选择性及再生性进行详细研究.结果表明:辅助模板分子DNOP的引入对DEHP的吸附性能起到优化促进作用;D-MIPs对于10种不同浓度DEHP的单位吸附量为0.49~6.16 mg/g,其单位吸附量与吸附速率均优于其单模板印迹聚合物(DEHP-MIPs);两种模板分子均与所选单体之间存在多位点的协同作用;D-MIPs在30 min前可达到最佳吸附平衡状态;第5次的吸附容量为第1次的84.02%,且具有良好的再生性能.静态吸附过程拟合表明,聚合物体系更加符合单层特异性吸附的Langmuir吸附模型,D-MIPs与DEHP-MIPs对目标分子的吸附符合伪二级动力学过程;FT-IR红外光谱对印迹聚合物进行官能团表征证实聚合效果良好.
2020, 52(11):53-62. DOI: 10.11918/201905053
摘要:为了解大城市城区黑碳气溶胶(black carbon,BC)来源及其污染特性,以上海城区为例,通过2014年在线连续监测黑碳气溶胶、PM2.5、主要污染气体的浓度及气象参数变化的实验研究,获得相关参数以评估上海市城区BC污染特征、来源分布及对大气消光作用的影响.结果表明:黑碳质量浓度年均值达(3.11±2.40) μg/m3,有典型的双峰型日变化;黑碳质量浓度冬季高((3.82±3.32) μg/m3),夏季低((2.56±1.37) μg/m3),与PM2.5有较好的相关性,最高的BC与PM2.5比7.37%出现在功能秋季.黑碳气溶胶的光学吸收系数为(44.8±31.8)Mm-1,在消光作用中的比例为14.9%.低风速、低降雨量和低温都不利于黑碳气溶胶的扩散传输和沉降.此外,研究结果表明,上海北部及西北部地区的传输对黑碳质量浓度影响较大,不同方向的各类气团轨迹对应的黑碳质量浓度有季节性差异,表明黑碳气溶胶污染为局地排放源和外来传输共同作用的结果.
2020, 52(11):63-70. DOI: 10.11918/201903189
摘要:为得到考虑不同程度中主应力影响的柱孔卸荷缩孔解析解,对柱孔开挖卸荷过程中一定卸荷程度下的缩孔和塑性变形进行量化预测,采用统一强度理论(unified strength theory, UST)并引入卸荷因子和缩孔系数,推导得到无量纲化的柱孔卸荷缩孔近似解.对比不考虑中主应力影响的大应变解,给出中间主应力影响系数对孔周位移和应力的分布以及土体刚度、黏聚力、摩擦角对卸荷缩孔的具体影响,结果表明:中间主应力影响参数b越大,卸荷缩孔效应越小,其本质是b的增大使初始屈服卸荷压力降低,推迟外围峰值环向应力的出现,有助于减小孔周塑性区;b对孔周径向位移和环向应力的影响不可忽略,而孔周径向应力受其影响较小;土体刚度对卸荷缩孔关系的影响很大,刚度越大,中间主应力对卸荷缩孔的影响越小.根据无量纲化的卸荷缩孔解析解,可对某指定卸荷程度的柱孔孔径变化进行更合理的定量预测,用于指导隧道支护和开挖、桩基开挖卸荷后的承载特性以及钻井稳定性分析的具体实践.
2020, 52(11):71-79. DOI: 10.11918/201902121
摘要:为研究黏土中考虑土体卸荷条件下后注浆的压密效应,基于球孔扩张理论并通过土体弹性模量折减值来考虑不同卸荷程度的影响,建立考虑土体卸荷效应影响的压密注浆模型,计算不同卸荷程度下压密注浆极限注浆压力、浆体扩张率、塑性区扩张率、径向和环向应力以及径向位移沿径向的分布关系.结果表明:压密注浆极限注浆压力以及塑性区半径随浆体扩散半径增长的速率均随土体卸荷比的增大而非线性减小;同一注浆压力下,当卸荷比小于0.8时,土体卸荷程度不同对土体内部径向应力、环向应力以及径向位移沿径向分布不产生显著影响,当卸荷比大于0.8时,注浆体周围同一位置处的土体径向应力、环向应力以及径向位移显著高于卸荷比小于0.8时的情况;同一注浆量下,相同位置处的土体径向应力,达到最小环向应力、稳定环向应力和稳定径向应力对应的径向距离均随卸荷程度的增大而减小,但是土体径向位移分布不受卸荷程度改变的影响;同一卸荷比下,相同位置处的径向应力,达到最小环向应力、稳定环向应力、稳定径向应力以及稳定径向位移对应的径向距离均随注浆量的增大而增大;最小环向应力值不受卸荷程度和注浆量改变的影响.
2020, 52(11):80-87. DOI: 10.11918/201812179
摘要:针对工程中存在大量的土与结构物相互作用,使接触面的力学特性对土体和结构物的受力变形及其相互作用产生重要影响的问题,利用塑性滑移理论,将粗粒土与结构接触面的宏观变形分解为一个宏观法向变形和剪切面内一系列不同方向分布的相互独立虚拟微观剪切变形;通过虚功原理,在粒状土的状态相关和边界面弹塑性理论框架内建立一个粗粒土与结构接触面的多重剪切边界面模型.每个微观剪切变形包含一个微观剪应力-应变关系和一个微观应力-剪胀关系.引入一个与接触面土体密度和法向应力相关的状态参数,用以描述不同状态下土与结构接触面的变形和强度特性.对不同粗粒土与结构接触面在二维或三维应力条件下的单调和循环剪切试验进行模拟计算,模型预测与试验结果吻合良好,说明模型能够合理地描述粗粒土与结构接触面的非线性力学行为.
2020, 52(11):88-96. DOI: 10.11918/201905025
摘要:天然软土地基在地铁运营期受到周期性振动和间歇的反复作用,间歇期内软土力学特性的变化将影响其刚度软化,但以往关于交通荷载下软土刚度软化的研究大多忽视发车间歇的影响.为此,考虑不同动应力比、单位间歇时长和振动时长,设计不排水连续和停振循环三轴试验,对试样采用真实K0固结,研究原状淤泥质软黏土在列车非连续荷载下的长期刚度软化规律.通过对比连续振动和间歇振动试验结果,发现间歇对刚度软化有削弱作用,可减少大循环周数下残余软化指数,缩短快速软化期经历的循环周数.基于试验结果深入分析间歇的影响机制,发现加载初期软土受激振作用影响,土体结构动态调整滞后至间歇期,导致孔压持续增长,软土软化,平均软化速率提高;一定循环周数后,软土由于在前期间歇和振动阶段集中对结构进行调整,土体结构提前进入稳定状态,间歇期消散部分孔压,恢复部分刚度,导致下一次振动软化速率降低,间歇期恢复的刚度随振动次数增加而累积,致使最终残余软化指数显著提高;同等条件下,间歇时长越长,初期软化速率越大,软化速率随振动次数增加的衰减也越显著,导致进入稳定期所需的振动周数越少,整体软化程度削弱越明显.
2020, 52(11):97-106. DOI: 10.11918/201907039
摘要:盐溶液与钠质膨润土的化学相容性研究对评估防污屏障的服役性能起到重要作用,为此,采用渗透试验、自由膨胀试验和界限含水率试验研究不同浓度的NaCl溶液和CaCl2溶液对钠质膨润土渗透性、膨胀特性、可塑性的影响规律.结果表明,随着溶液中阳离子浓度增加,钠质膨润土的渗透系数增大,膨胀指数先增长再下降,塑性指数减小;相同浓度下,钠质膨润土在NaCl溶液中的渗透系数低于在CaCl2溶液中的渗透系数,膨胀指数高于CaCl2溶液中的膨胀指数,塑性指数高于CaCl2溶液中的塑性指数;12~800 kPa的固结压力范围内,在CaCl2溶液中,渗透系数分别与膨胀指数、塑性指数具有较好的相关性;在NaCl溶液中,当溶液浓度超过临界浓度(200 mmol/L)时,渗透系数与膨胀指数、塑性指数也具有较好的相关性.因此,界限含水率测试和自由膨胀试验可作为工程中初选渗透系数的手段.
2020, 52(11):107-112. DOI: 10.11918/201904113
摘要:考虑到饱和黏性土流变的非线性特点,假定次固结系数是时间对数的双曲线函数,提出一种修正的次固结计算式,并基于这种思想修正统一硬化(UH)本构模型. 为验证修正UH本构模型的有效性,以河南某地重塑黏性土为例,进行一维单面排水流变固结试验. 结果表明,在按Cassagrande方法确定的主固结完成时,土样中仍有一定的孔隙水压力有待消散. 应用修正UH本构模型对不同荷载等级下试验结果进行的模拟表明,该模型能够较好地拟合试验结果. 最后,为进一步验证修正UH模型的适用性,又对文献中的一些固结试验结果进行模拟.
2020, 52(11):113-119. DOI: 10.11918/201904050
摘要:管桩施工会使土体产生扰动,从而引起桩周土体沿桩基径向的不均匀性,为同时考虑桩周土体此种径向非均质效应和纵向成层特性对管桩纵向振动动力阻抗的影响规律,提出基于土体黏性阻尼的多圈层平面应变模型,建立双向非均质土中管桩纵向振动简化分析模型,利用拉普拉斯变换和阻抗函数的传递性,推导得出管桩桩顶动力阻抗解析解答,计算结果表明,纵向软硬夹层对一定低频区间内动力阻抗曲线振幅水平影响显著,夹层越软(硬),共振频率处对应的动力阻抗曲线振幅水平越高(低).施工扰动引起桩周土径向非均匀性对管桩桩顶复刚度曲线影响显著,在对管桩进行纵向振动特性分析时宜采用双向非均质黏性阻尼土-管桩相互作用模型推导所得解析解答更为合理.
2020, 52(11):120-126. DOI: 10.11918/201901012
摘要:为研究用新鲜培养基重悬巴氏球菌菌体(RF)对砂土加固效果是否有促进作用及其作用机理,通过一系列溶液及砂柱试验对比分析4种不同形式生物液的尿素水解、诱导生成碳酸钙(MICP)及砂土加固能力.结果表明:培养完成后未经任何处理的原菌液(US)的尿素水解及MICP能力主要来源于菌体内脲酶,另一部分源于菌体裂解释放的游离脲酶;高菌液浓度时,用新鲜培养基重悬菌体可一定程度促进菌液中菌体的MICP能力,但由于RF制备时移除上清液(SS),造成脲酶损失,导致RF的总体MICP能力与原菌液基本相同;经原菌液加固的砂柱具有更高的抗剪强度及碳酸钙产量, 且原菌液中上清液和菌体的共存使砂颗粒间产生的胶结接触更有效.相比RF,原菌液兼顾简便、经济及高效性,因此,在MICP处理需快速加固的地基问题时原菌液应被优先选用.
2020, 52(11):127-136. DOI: 10.11918/201905216
摘要:为研究重复侵彻下花岗岩靶板的动力响应,运用非线性动力分析软件AUTODYN并基于FEM-SPH耦合算法开展花岗岩的侵彻模拟.首先,通过理论分析初步确定出JH-2模型参数;然后,根据花岗岩单次侵彻实验的模拟结果对参数进行调整优化;最后,在220 m/s ≤Vs≤420 m/s弹速下,采用优化后的参数对花岗岩的重复侵彻过程进行模拟分析.结果表明:JH-2模型与拉伸断裂软化模型相耦合,能够弥补JH-2模型在描述岩石低应力区由主拉伸应力作用所产生的动力响应方面的不足;花岗岩靶板初次侵彻时形成的“锥形开坑区+隧道区”破坏模式为后续的重复稳定侵彻提供了必要条件;随冲击次数的增加,绝对侵彻深度逐渐增大而每次的相对侵彻深度则呈减小趋势,且冲击次数越多或冲击速度越高,弹体侵彻过程越稳定.此外,本文所提出相对侵彻系数概念以及基于冲击次数和弹速的重复侵彻深度的理论公式均具有一定实用价值.
2020, 52(11):137-146. DOI: 10.11918/201905117
摘要:为研究卸围压条件下花岗岩强度特性和三维裂隙演化规律,对花岗岩开展了常规三轴压缩、卸围压-加轴压和分级卸围压-加轴压循环加卸载3种不同应力路径力学试验,获得对应的轴、径向应力-应变曲线;采用CT扫描三维重构技术获得岩石卸围压过程中和破坏后内部裂隙分布三维图像.结果表明:相对于常规三轴压缩试验,试件在卸荷条件下脆性破坏特征更加显著,分级卸围压-加轴压循环加卸载会增大花岗岩的峰后延性,降低破坏轴压和破坏剧烈程度;两种卸围压方案都会使花岗岩的承载能力降低30%左右;卸荷作用下花岗岩宏观破裂为拉剪组合状,拉剪过渡不明显,表观裂隙是内部裂隙向外扩展的结果;花岗岩在卸荷作用下峰前产生的裂隙量较少,大量裂隙在峰后产生,破裂具有突发性和瞬时性,围压较低时宏观裂隙首先在试件边缘产生,围压较高时宏观裂隙首先在试件中部产生.
2020, 52(11):147-156. DOI: 10.11918/201906094
摘要:脆性评价对岩石(尤其是深部岩石)的可压裂、开挖损伤及岩爆等特性的研究具有重要意义.为此,总结国内外岩石脆性评价方法,基于现有脆性指数在定量表征岩石脆性程度中的局限性,考虑能够模拟岩石应力-应变全过程曲线的统计损伤本构模型,分析岩石的损伤演化特征,提出一种基于统计损伤本构关系的岩石脆性特征评价新方法,建立脆性指数BD定量表征岩石的脆性程度,通过模型理论论证和室内三轴压缩试验验证脆性指数的合理性.结果表明:脆性指数BD能很好地表征岩石的脆性特征,基于统计损伤本构关系的岩石脆性评价方法具有较好的适用性;通过大理岩、花岗岩以及塔木素黏土岩不同围压下的物理实验,验证脆性指数BD的正确性及相比其他方法的优越性;随着围压的增大,塔木素黏土岩表现出明显的脆性破坏向塑性破坏转变的特征.
2020, 52(11):157-166. DOI: 10.11918/201905067
摘要:垃圾填埋场的稳定性事关填埋场工程安全,为此,采用离心机试验和数值仿真模拟研究垂直扩容垃圾填埋场挡土土坝的稳定性.利用离心机试验检验陡峭垃圾挡坝在纯素填土材料填筑和加筋填土两种工况下的稳定性,验证其设计的合理性.通过与离心机试验获得的位移进行比对验证数值模型的可靠性,而后通过数值仿真扩展离心机试验结果,研究施工阶段和运营阶段,考虑加筋填土坝在施工运营阶段不同工况下的坝体安全系数和潜在滑移面的位置和形状,并对坝体填料渗透性、加固措施、坝体填料强度、筋材刚度和布置形式等影响因素进行对比分析.研究结果显示:对于垂直扩容垃圾挡坝扩容工程,加筋挡土坝的采用能有效提高由于场地限制的陡峭挡土坝的稳定性,使其达到设计要求.
2020, 52(11):167-174. DOI: 10.11918/201904203
摘要:为获悉应用非开挖离心喷涂法对缺陷管道的修复效果,并揭示修复后界面及“管道-内衬”体系的破坏机理,建立两层叠合曲梁模型,并应用变截面法推导不同材料叠合曲梁结构的截面应力及界面应力的解析公式,以修复后管道受集中荷载作用的三边承载力试验为例,验证公式的准确性.给出“管道-内衬”体系协调变形的判断标准,即当界面抗力大于荷载时形成叠合结构,抗力小于荷载时形成复合结构.通过对相关参数分析,得到界面剪切应力τ和内衬厚度与既有管道壁厚比值β、弹性模量比η和既有管道直径D的简化公式,与力学模型的精确结果误差小于1%.最终给出既有管道不同破坏模式的内衬修复设计方法.
2020, 52(11):175-182. DOI: 10.11918/201906047
摘要:现有砂层可注性评价方法多为分类评价,且分类标准不一,不利于实际工程应用.为此,采用粒子群算法(PSO)对最小二乘支持向量机(LSSVM)进行优化,提出可注性量化预测模型.选取水泥浆液水灰比RWC、相对密实度Dr、细颗粒(直径<0.075 mm)含量θ、砂层特征粒径D10和D15为控制变量,开展129组可注性室内试验,以每组试验浆液扩散距离作为可注性量化评价指标.基于PSO-LSSVM方法建立砂层可注性与各控制变量间的关系模型,采用傅里叶幅度敏感性测试法(FAST)对可注性影响因素进行全局敏感性分析.结果表明:PSO-LSSVM模型具有较高的预测精度,砂层可注性模型预测值与试验值基本一致,拟合优度R2为0.982;各影响因素对可注性的敏感性排序为:D10>D15>Dr>θ>RWC,其中D10和D15敏感性显著高于Dr、θ和RWC.
2020, 52(11):183-191. DOI: 10.11918/201905190
摘要:为探讨结构性和各向异性影响下湿地湖泊相黏土的应力-应变特性和屈服特性,分析结构性和应力路径对湿地湖泊相黏土应力-应变关系的影响,基于应力路径试验系统研究湿地湖泊相黏土的屈服特性.结果表明:湿地湖泊相黏土的应力-应变特性受胶结和组构的显著影响,当土体球应力增量大于0时,胶结和组构共同承担荷载,能提高土体的抗压强度并减小压缩变形;当土体球应力增量小于0时,组构不能承受拉应力,仅有胶结承担荷载,胶结能够提高土体承受拉应力的能力并产生较大的膨胀变形.由于不同应力路径下湿地湖泊相黏土均受球应力和偏应力的交互影响,导致其应变方向与应力路径方向存在一定偏差,但塑性应变增量与屈服轨迹却存在较好的正交性,可以采用相关联法则描述塑性流动特性.最后,由于受沉积时的K0固结和胶结影响,湿地湖泊相黏土的屈服轨迹为一旋转椭圆形,并和临界状态线一起与p′轴交于q-p′平面原点左侧.
2020, 52(11):192-200. DOI: 10.11918/201907084
摘要:为给出黏土砖、砂浆和砖砌体高温力学性能的量化表达,论述了黏土砖、水泥砂浆、砖砌体等高温力学性能的研究进展,总结了现有研究存在的问题.分析表明,高温下黏土砖抗压强度随温度的升高而线性减小,历经温度为1 000 ℃时,高温下黏土砖抗压强度折减系数为0.53.历经温度不高于600 ℃时,高温后黏土砖抗压强度随历经温度的升高而线性降低, 600 ℃时黏土砖抗压强度约为常温下的56.2%.高温后水泥砂浆抗压强度随历经温度升高而降低,历经温度介于300~800 ℃且水灰比不大于0.45时,高温后水泥砂浆抗压强度折减系数随水灰比增大而增大;若水灰比大于0.45,高温后水泥砂浆抗压强度折减系数随水灰比增大而减小.黏土砖砌体抗压强度随历经温度升高而降低.建立了高温后黏土砖、砂浆及黏土砖砌体抗压强度计算公式.
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