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基于MatDEM的砂土侧限压缩试验离散元模拟研究 预览
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作者 秦岩 刘春 +1 位作者 张晓宇 邓尚 《地质力学学报》 CSCD 2018年第5期676-681,共6页
离散元法基于非连续介质力学理论,尤其适用于砂土等离散介质体的数值模拟研究。利用岩土体离散元模拟软件MatDEM的二次开发功能,研发了砂土侧限压缩试验三维离散元模拟器。对三个不同级配砂土试样进行了侧限压缩试验,并且进行了与之... 离散元法基于非连续介质力学理论,尤其适用于砂土等离散介质体的数值模拟研究。利用岩土体离散元模拟软件MatDEM的二次开发功能,研发了砂土侧限压缩试验三维离散元模拟器。对三个不同级配砂土试样进行了侧限压缩试验,并且进行了与之相对应的数值模拟,通过分析对比试验结果与数值模拟结果验证了所开发模拟器的有效性。模拟结果表明:离散元法可以很好地反应砂土压缩过程中的配位数变化;每个模拟样品中,粒径较小的单元受到较大的平均压力,导致平均位移较大;数值计算结果的主要误差是由离散元颗粒自身的泊松比引起的。研究突破了常规土力学研究方法的局限性,为今后岩土工程离散元模拟研究提『盐了参考。 展开更多
关键词 砂土 侧限压缩试验 离散元法 数值模拟 误差分析
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非均匀温度场中的单桩内力响应模型试验研究
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作者 王宜安 张丹 +3 位作者 张春光 程健 刘子文 顾迪 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期565-570,共6页
浅层地温能开发利用在建筑地基中形成非均匀温度场,使桩基两侧的温度存在差异,并处于动态变化过程中,温差可能造成桩身产生弯曲变形。采用室内模型试验,构建非均匀温度场,研究在温度平衡过程中,土体温度场、桩身温度以及桩两侧应变的变... 浅层地温能开发利用在建筑地基中形成非均匀温度场,使桩基两侧的温度存在差异,并处于动态变化过程中,温差可能造成桩身产生弯曲变形。采用室内模型试验,构建非均匀温度场,研究在温度平衡过程中,土体温度场、桩身温度以及桩两侧应变的变化,分析非均匀温度场对桩身内力的影响。根据桩两侧的FBG应变分布可知,非均匀温度场会使桩身产生弯曲变形,沿深度桩身弯矩的分布与桩两侧的温差有关。因此,在应用地下能源结构或地源热泵开发利用浅层地温能时,应考虑非均匀温度场对结构内力的影响,开展相关研究对于揭示桩体内力的变化具有重要意义。 展开更多
关键词 非均匀温度场 弯矩 应变 FBG
三聚氰胺甲醛树脂废弃物制备氧还原电催化剂研究 被引量:2
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作者 赵灿云 黄林 +5 位作者 尤勇 姚颖方 苏小钢 万红 刘建国 吴聪萍 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期176-184,共9页
在燃料电池阴极催化剂的研究中,FeNx/C材料与目前广泛应用在燃料电池中的Pt基催化剂相比,不仅价格低廉,而且表现出良好的氧还原催化活性.尽管如此,设计合成性能高、成本低的FeNx/C催化剂仍面临巨大挑战.在此,作者提出废物利用的方法,以... 在燃料电池阴极催化剂的研究中,FeNx/C材料与目前广泛应用在燃料电池中的Pt基催化剂相比,不仅价格低廉,而且表现出良好的氧还原催化活性.尽管如此,设计合成性能高、成本低的FeNx/C催化剂仍面临巨大挑战.在此,作者提出废物利用的方法,以三聚氰胺甲醛树脂固体废物为前驱体,合成了具备介孔结构和较大的比表面积的非贵金属催化剂.经酸性条件半电池测试,这种电催化剂的氧还原催化活性接近5%商业Pt/C性能.本文工作为三聚氰胺甲醛树脂固体废弃物处理提供了新思路. 展开更多
关键词 三聚氰胺甲醛树脂 质子交换膜燃料电池 氧还原 FeNx/C 催化剂 废物利用
聚对苯二胺和炭黑复合物作为高效的氧还原催化剂及其稳定性研究 预览
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作者 苏小钢 姚颖方 +5 位作者 田娟 刘建国 汪忠伟 尤勇 黄林 吴聪萍 《催化学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1096-1102,共7页
近年来,氮掺杂的碳材料作为碱性氧还原催化剂得到了研究者的广泛关注.掺杂的N原子会影响C原子的自旋密度和电荷分布,导致碳材料表面产生"活性位点",因此掺氮碳材料具有优秀的氧还原活性,这已经在理论计算和实验中得到了验证.我们通过... 近年来,氮掺杂的碳材料作为碱性氧还原催化剂得到了研究者的广泛关注.掺杂的N原子会影响C原子的自旋密度和电荷分布,导致碳材料表面产生"活性位点",因此掺氮碳材料具有优秀的氧还原活性,这已经在理论计算和实验中得到了验证.我们通过调节聚对苯二胺和碳黑的比例,之后进行热解制备了一系列掺氮碳材料.其中0.88PpPD/CB样品具有最好的氧还原活性,其在KOH溶液(0.1 mol/L)中的氧还原性能超过了商业碳载铂.通过扫描电子显微镜表征,发现碳球聚集在聚对苯二胺的表面,这主要是因为聚对苯二胺没有进行酸掺杂,因此其水溶性比较差.通过氮气的吸脱附表征,发现聚对苯二胺的比表面积很小,而碳黑样品(BP2000)的比表面积很大.因此,随着聚对苯二胺量的增加,聚对苯二胺/碳黑复合物的比表面积逐渐降低.另外,聚对苯二胺表面几乎都是微孔,而介孔和大孔主要来自于碳黑.研究者认为,"活性位点"主要位于微孔内(聚对苯二胺表面),而介孔和大孔有利于物质的传输.因此,当聚对苯二胺和碳黑的比例合适时,既有大量的"活性位点"暴露,又有足够的介孔和大孔进行物质传输,所以0.88PpPD/CB样品的氧还原活性最高.但是,对于掺氮碳材料来说,一个主要的问题就是稳定性不足.不管是电化学稳定性,还是放置在空气中的稳定性,掺氮碳材料都比不上铂基催化剂,这也阻碍了它们的大规模应用.对于电化学稳定性,很多文章都进行了报道,但是很少有文章报道掺氮碳材料在空气中的稳定性.我们知道,铂基材料之所以具有优异的氧还原活性,是因为铂和氧气的结合能比较合适,既利于氧气吸附,也利于之后氧气分子键的断裂.但是,当铂基材料放置在空气中,氧气的吸附也会发生,而且之后会导致表面氧化层的形成.所以铂基材料需要活化才能达到最好的催化性能.对于掺氮碳� 展开更多
关键词 苯二胺 炭黑 复合结构 氧气还原反应 稳定性
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地铁列车进出站相邻地下空间振动烦恼率评价 被引量:1
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作者 施毅 张巍 +3 位作者 孙可 唐心煜 周远航 孙逊 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期724-729,共6页
地铁列车进出站引发相邻地下空间振动影响不容忽视,基于烦恼率模型可对该振动环境中人体舒适度做出定量评价。以紧邻地铁车站的某大型地下空间为例,基于Imote2无线传感器网络平台,对地铁列车进出站阶段该地下空间楼层Z向振动加速度... 地铁列车进出站引发相邻地下空间振动影响不容忽视,基于烦恼率模型可对该振动环境中人体舒适度做出定量评价。以紧邻地铁车站的某大型地下空间为例,基于Imote2无线传感器网络平台,对地铁列车进出站阶段该地下空间楼层Z向振动加速度进行了实测,获得了时、频响应,并对响应特性做出了分析。基于计权振动加速度谱,计算得到了不同区域条件下的最大烦恼率,据此对测区设计使用条件做出了评价。结果表明:列车减速进站时相邻地下空间振动响应较大;测试区域不宜设计为人体舒适度要求较高的I类区域,但可以设计为Ⅱ~Ⅳ类区域;弹性波在地下空间楼层内传播过程中,出现了振动放大区即烦恼率回弹区,实际使用中,应对该局部回弹区域加以规避,以降低其对人体舒适度及健康的不利影响。 展开更多
关键词 地铁车站 地下空间 振动响应 烦恼率 振动放大区
基于虚拟仪器的DMFC实时监控系统 预览
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作者 万利 王刚 +2 位作者 张祥 刘建国 顾正彬 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1779-1780,共2页
设计了一种基于虚拟仪器技术的直接甲醇燃料电池(DMFC)实时监控系统。为满足DMFC在各种条件下的性能测试,搭建了一套硬件系统。硬件系统通过RS485总线实现与上位机的通讯。上位机的设计基于Lab VIEW软件平台,能够实时监测、控制和记录... 设计了一种基于虚拟仪器技术的直接甲醇燃料电池(DMFC)实时监控系统。为满足DMFC在各种条件下的性能测试,搭建了一套硬件系统。硬件系统通过RS485总线实现与上位机的通讯。上位机的设计基于Lab VIEW软件平台,能够实时监测、控制和记录DMFC的状态,具有良好的人机界面。 展开更多
关键词 DMFC 虚拟仪器 RS485总线 监控系统
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单螺线管型高温超导磁体的设计与优化 被引量:2
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作者 朱晓辉 王海云 刘胜利 《低温与超导》 CAS 北大核心 2016年第3期1-5,37共6页
高温超导带材的各向异性严重制约着超导磁体可运行临界电流的提高,从而影响着磁体的性能。因此,电磁优化设计在高温超导磁体设计中占据着至关重要的位置。主要采用有限元软件对磁体建模仿真,根据磁体磁场的分布,采用多种带材绕制磁体,... 高温超导带材的各向异性严重制约着超导磁体可运行临界电流的提高,从而影响着磁体的性能。因此,电磁优化设计在高温超导磁体设计中占据着至关重要的位置。主要采用有限元软件对磁体建模仿真,根据磁体磁场的分布,采用多种带材绕制磁体,进行设计优化。结果表明,在相同体积的有效带材基础上,优化之后的临界电流明显提高,储能量提升了约22%;同时,在计算磁体的可运行临界电流时,采用了多次仿真、迭代计算的方式求解磁体的可运行临界电流。这种方法在仿真阶段可直接求解出磁体的临界电流,计算较为方便,而且获取的是实时运行的临界电流,更符合实际情况。 展开更多
关键词 各向异性 运行临界电流 磁体仿真 磁体优化
大功率垃圾填埋气内燃机发电机组氮氧化物排放研究 预览 被引量:1
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作者 龚惠娟 陈泽智 +2 位作者 王梦秋 樊杨梅 马怡雯 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第4期604-607,共4页
兆瓦级燃气内燃机发电机组是垃圾填埋气发电中所采用的主要机型,为了了解其烟气NOx排放状况,分别对两个不同型号和制造商的填埋气发电机组的排放性能进行了测试。结果显示:填埋气发动机的NOx排放浓度较高,但随着发电功率负荷的增加呈... 兆瓦级燃气内燃机发电机组是垃圾填埋气发电中所采用的主要机型,为了了解其烟气NOx排放状况,分别对两个不同型号和制造商的填埋气发电机组的排放性能进行了测试。结果显示:填埋气发动机的NOx排放浓度较高,但随着发电功率负荷的增加呈现降低的变化趋势,其中,NO2所占比重较大,且NO2/NO比值随发电负荷的增加而增加。由于在所测试的负荷工况中,烟气NOx浓度均高于500 mg/m3的排放限值,因此,对填埋气发电机组进行脱硝治理成为需要关注的一项工作。 展开更多
关键词 垃圾填埋气 燃气内燃机 NOx
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快速城镇化模式下苏南中小城市粮食安全绿色健康综合评价体系构建研究 预览 被引量:1
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作者 曹军军 李建龙 +2 位作者 陈奕兆 谢天宁 孙政国 《天津农业科学》 CAS 2015年第8期38-42,共5页
通过对苏南中小城市的粮食健康绿色程度调查构建科学合理的综合评价体系。运用层次分析法构建出符合苏南中小城市发展的粮食安全绿色健康综合评价体系,该体系能够很好的保证苏南地区粮食绿色健康程度,借助该体系指导生产出绿色健康的高... 通过对苏南中小城市的粮食健康绿色程度调查构建科学合理的综合评价体系。运用层次分析法构建出符合苏南中小城市发展的粮食安全绿色健康综合评价体系,该体系能够很好的保证苏南地区粮食绿色健康程度,借助该体系指导生产出绿色健康的高质量的粮食,确保人们的生活质量,产生重要的社会、经济、生态效益。 展开更多
关键词 苏南农业 城镇化 粮食安全 绿色健康农业 构建评价体系
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生物酶制剂对水蜜桃贮藏品质的影响 预览 被引量:5
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作者 李卉 赵心语 +1 位作者 梁珂珂 李建龙 《天津农业科学》 CAS 2015年第4期28-32,共5页
为探讨溶菌酶复合植酸的酶制剂保鲜方法作用于水蜜桃的保鲜效果及其机理,以期获得一种安全高效的新型酶制剂保鲜方法。以水蜜桃为试验材料,分析了在室温条件(30±5)℃下,利用溶菌酶、植酸、溶菌酶复合植酸处理对凤凰水蜜桃的保鲜... 为探讨溶菌酶复合植酸的酶制剂保鲜方法作用于水蜜桃的保鲜效果及其机理,以期获得一种安全高效的新型酶制剂保鲜方法。以水蜜桃为试验材料,分析了在室温条件(30±5)℃下,利用溶菌酶、植酸、溶菌酶复合植酸处理对凤凰水蜜桃的保鲜效果,同时设置了壳聚糖处理组作为阳性对照。结果表明:与空白对照相比,各处理均具有一定的保鲜效果,植酸在降低PPO酶活性和维持果实硬度方面优于溶菌酶单一处理组;与阳性对照组相比,溶菌酶复合植酸处理在降低呼吸速率、维持果实硬度、抑制MDA增长和降低PPO酶活性方面均显著(P〈0.05)优于阳性对照,同时也优于溶菌酶或植酸的单一处理组,而且该复合处理方法操作简便、安全高效。因此,溶菌酶复合植酸的酶制剂保鲜方法能在保证果实品质的前提下有效提高水蜜桃的耐贮性。 展开更多
关键词 水蜜桃 溶菌酶 植酸 壳聚糖 阳性对照 保鲜
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一种反射型全光纤氢气传感器的设计 被引量:3
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作者 周峰 邱孙杰 +2 位作者 罗炜 徐飞 陆延青 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期36-40,共5页
介绍了一种基于光子晶体光纤(PCF)干涉仪的新型氢气传感器。该传感器采用反射式光路设计,在氢气传感单元中引入一段PCF。该PCF的一端以及一部分包层外壁在真空条件下蒸镀了一层金属钯膜,另一端接入光路,构成一套全光纤氢气传感系... 介绍了一种基于光子晶体光纤(PCF)干涉仪的新型氢气传感器。该传感器采用反射式光路设计,在氢气传感单元中引入一段PCF。该PCF的一端以及一部分包层外壁在真空条件下蒸镀了一层金属钯膜,另一端接入光路,构成一套全光纤氢气传感系统。实验中记录了氢气浓度(体积分数)从0到5%变化时传感单元对应的干涉谐振波长的变化,谐振波长最大的移动可达1.2 nm,相比大多数基于布拉格光栅的光纤氢气传感器,相同条件下灵敏度有很大的提高。整套传感系统未引入任何分立的光学元件,在兼顾了全光纤光路的条件下,实现了较高的检测灵敏度。 展开更多
关键词 传感器 光子晶体光纤 反射型 全光纤 氢气传感器
基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良 预览
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作者 谢约翰 唐朝生 +4 位作者 刘博 程青 尹黎阳 蒋宁俊 施斌 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1438-1447,共10页
采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力.利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量... 采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力.利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量分析和评价.通过颗粒分析试验研究MICP改性前后土样粒度组分的变化,通过扫描电子显微镜(SEM)分析土样的微观结构特征.结果表明:1)素土在浸水后发生快速崩解,而在相同的时间内MICP改性土样则能较好地保持原始结构,水稳性更强;2)崩解指数是描述土体崩解过程和评价土体水稳性的定量指标.MICP改性土样的崩解速率远低于素土,且最终稳定后的崩解指数仅为素土的50%;3)MICP改性能显著改变土样的粒度组分,具体表现为细颗粒质量分数减少,粗粒土质量分数增加;4)微生物诱导所产生的碳酸钙填充了土样中的大孔隙,并在土颗粒之间形成有效的胶结,极大提高土颗粒之间的联接强度,这是MICP技术提高土体水稳性的主要作用机制. 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP) 微生物固化 黏性土 水稳性 微观结构 水土流失
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黏性土干/湿过程中土结构演化特征研究进展 预览
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作者 巩学鹏 唐朝生 +4 位作者 施斌 王宏胜 冷挺 谈云志 邓永锋 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期775-793,共19页
干湿变化是自然界中土体必然经历的过程,对土体工程性质有重要影响。系统掌握干/湿过程中土结构演化特征,对深入认识土体宏观力学性质有重要意义。基于国内外大量文献资料,着重总结了黏性土在干燥过程、湿化过程和干湿循环过程中微观结... 干湿变化是自然界中土体必然经历的过程,对土体工程性质有重要影响。系统掌握干/湿过程中土结构演化特征,对深入认识土体宏观力学性质有重要意义。基于国内外大量文献资料,着重总结了黏性土在干燥过程、湿化过程和干湿循环过程中微观结构的演化特征,得到了以下几点主要认识:(1)含水率是影响土体微观结构的关键因素之一,在最优含水率干侧制备的土样呈典型的团聚体结构,孔隙分布曲线具有双峰特征,而在湿侧则呈相对均匀的基质结构,孔隙分布曲线呈现单峰特征;(2)在干燥过程中(吸力增加),到达缩限之前,土体积的减小主要由大的宏观孔隙收缩所致。在不同的吸力区间内,主要受影响的孔隙尺寸是不同的;(3)在湿化过程中(吸力减小),团聚体内的小孔隙和团聚体间的大孔隙都逐渐增大,且以团聚体内的孔隙增大为主,孔隙结构的演化特征与侧限条件密切相关;(4)在干湿循环过程中,土结构变化并不是完全可逆的,土体产生的累积收缩/膨胀形变量主要来自于宏观孔隙,随着干湿循环次数的增加,土体的体变特性会达到一个平衡状态,可用弹性孔隙比进行描述。除此以外,还总结了土结构观测的常规技术方法,包括SEM、ESEM、MIP和CT技术等。最后针对土结构研究现状,提出了今后的研究重点和方向,主要包括制样新方法、观测新技术、湿化过程的微观结构以及微观结构参数与宏观力学模型相结合等。 展开更多
关键词 干/湿过程 干湿循环 土微观结构 孔隙分布 非饱和土
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加载速率对岩石单轴压缩试验影响的数值模拟研究 预览
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作者 黄靥欢 刘春 +2 位作者 张晓宇 秦岩 邓尚 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期423-430,共8页
在单轴压缩数值模拟试验中,加载速率由每次边界条件变化幅度和边界条件变化后的平衡计算时间这两个因素共同控制。同样的加载速率,两个因素的不同组合也会对加载效果有很大的影响。因此,探究以上两因素对岩石单轴压缩数值模拟试验的影... 在单轴压缩数值模拟试验中,加载速率由每次边界条件变化幅度和边界条件变化后的平衡计算时间这两个因素共同控制。同样的加载速率,两个因素的不同组合也会对加载效果有很大的影响。因此,探究以上两因素对岩石单轴压缩数值模拟试验的影响机制,可对高效进行高精度的各加载速率下的数值模拟试验起到积极作用。本文使用MatDEM软件,基于软件自动设定的加载区间以及标准平衡迭代,设置不同的应力施加步数Nd与平衡迭代比率Rb,进行不同加载速率下的数值模拟试验。模拟结果表明:(1)单步加载后平衡迭代次数越多(Rb越大),该步中应力波传播与动能衰减越充分。在最优阻尼条件下,当单步加载后平衡迭代次数等于40次(Rb等于0.8)时,每步加载中动能充分平衡,可以最低计算量取得准静态模拟结果;(2)单步加载应力增量越小(Nd越大),数值模拟试验精度越高;(3)当加载速率一定即计算量相同时,为保证更高的模拟试验精度,应采用低单步应力增量与低单步加载后平衡迭代次数(Nd大、Rb小)的加载方案。本文为定量研究岩石加载速率问题和相关数值模拟提供了参考。 展开更多
关键词 离散元法 MatDEM 单轴压缩 加载速率
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微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素
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作者 尹黎阳 唐朝生 +3 位作者 谢约翰 吕超 蒋宁俊 施斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2525-2546,共22页
基于微生物诱导碳酸钙沉淀作用(MICP)的土体改性技术近年来在岩土工程领域引起了人们的广泛关注。该技术在改善岩土材料的强度、刚度、抗液化、抗侵蚀及抗渗透性等性能的同时,还能维持土体良好的透气性和透水性,改善植物的生长环境。由... 基于微生物诱导碳酸钙沉淀作用(MICP)的土体改性技术近年来在岩土工程领域引起了人们的广泛关注。该技术在改善岩土材料的强度、刚度、抗液化、抗侵蚀及抗渗透性等性能的同时,还能维持土体良好的透气性和透水性,改善植物的生长环境。由于微生物矿化作用涉及一系列生物化学和离子化学反应,固化过程中的反应步骤较多,因此,MICP固化效果受许多因素的制约与影响。基于大量文献资料,系统总结了细菌种类、菌液浓度、温度、pH值、胶结液配比及土的性质等关键因素对微生物改善岩土材料性能的影响,讨论了这些影响因素的优化方式和未来的研究方向,主要得到了以下几点结论:菌种类型、菌液浓度、温度、pH、胶结液性质会从微观上影响碳酸钙的晶体类型、形貌和尺寸,进而在宏观层面影响岩土体的胶结效果;菌液浓度尽可能高、温度在20~40℃间、pH值在7.0~9.5左右、胶结液浓度在1mol/L以内的因素条件对微生物加固岩土体具有较好的效果。上述范围内的低温、较高的pH值、低浓度胶结液有助于提高土体的抗渗性,而高温、较低的pH值以及中高浓度胶结液有助于提高土体的强度;MICP加固土体的有效粒径范围为10~1 000μm,相对密度越大、级配越好则加固效果越好。分步灌浆法、多浓度相灌注法及电渗灌浆法有助于提高土体固化均匀性,0.042(mol/L)/h以下的注浆速度有利于提高胶结液利用率,砂土试样的灌浆压力一般在10~30kPa之间,粉黏土试样的灌浆压力不宜超过110 kPa,过高的灌浆压力会破坏土体结构,降低固化效果。 展开更多
关键词 微生物矿化作用 影响因素 菌种 浓度 温度 pH值 胶结液 土的性质 灌浆
薄壁圆环分布式光纤测力传感器的性能
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作者 王德洋 朱鸿鹄 +2 位作者 朱泳 施斌 齐贺 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第10期54-59,共6页
提出了一种基于分布式光纤应变感测的测力方法,开展了基于布拉格光纤光栅技术(FBG)和布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)的薄壁圆环加载实验,详细阐述了分布式光纤传感器的原理、数据拟合及误差分析等问题。为了更进一步验证所提方法的可... 提出了一种基于分布式光纤应变感测的测力方法,开展了基于布拉格光纤光栅技术(FBG)和布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)的薄壁圆环加载实验,详细阐述了分布式光纤传感器的原理、数据拟合及误差分析等问题。为了更进一步验证所提方法的可行性,实验中对FBG和BOTDA所获结果进行了对比分析。实验结果表明,通过BOTDA数据计算的作用力更加接近于实际测量值,证明了分布式光纤监测技术满足土工实验数据采集的精确性要求。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤布拉格光栅 布里渊光时域分析技术 分布式监测 薄壁圆环 数据处理
光纤布拉格光栅用于海水盐度监测初探 预览
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作者 孙梦雅 施斌 +3 位作者 郝瑞 刘苏平 冯晨曦 陈卓 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期125-130,共6页
海水入侵问题已波及中国沿海的9个省份,其中海水入侵最为严重的山东、辽宁两省入侵面积超过2000km^2。在气候变化和人类活动等作用因素的加剧影响下,海水入侵问题不可避免,因此,海水入侵的监测和防治是解决问题的关键,具有十分重要的意... 海水入侵问题已波及中国沿海的9个省份,其中海水入侵最为严重的山东、辽宁两省入侵面积超过2000km^2。在气候变化和人类活动等作用因素的加剧影响下,海水入侵问题不可避免,因此,海水入侵的监测和防治是解决问题的关键,具有十分重要的意义。本文针对目前海水入侵监测技术存在的问题,提出了一种可大范围实时原位监测海水盐度的光纤布拉格光栅(FBG)方法,并设计试验对三种FBG盐度测试方案的可行性进行了对比研究。试验结果表明:FBG技术应用于海水盐度监测具有一定可行性;利用能量补偿技术的两点串FBG测试效果最佳,灵敏度及稳定性在三种方案中均最好。基于FBG的海水盐度监测方法可以弥补目前常用的水化学法和物探法存在的不足,为海水入侵的监测和预防提供了一种先进、高效的手段。 展开更多
关键词 盐度监测 海水入侵 光纤布拉格光栅(FBG) 试验研究 可行性
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纤维加筋微生物固化砂土的力学特性
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作者 谢约翰 唐朝生 +3 位作者 尹黎阳 吕超 蒋宁俊 施斌 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期675-682,共8页
微生物固化能有效提高砂土的强度,但同样会导致土体破坏时呈现明显的脆性。为了平衡微生物固化砂土脆性破坏的不利影响,提出纤维加筋与微生物固化相结合的改性方法,即将质量分数为0%,0.05%,0.15%,0.25%和0.30%的聚丙烯纤维与石英砂均匀... 微生物固化能有效提高砂土的强度,但同样会导致土体破坏时呈现明显的脆性。为了平衡微生物固化砂土脆性破坏的不利影响,提出纤维加筋与微生物固化相结合的改性方法,即将质量分数为0%,0.05%,0.15%,0.25%和0.30%的聚丙烯纤维与石英砂均匀混合,然后基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对土样进行固化,并开展了一系列无侧限抗压试验,同时采用酸洗法测定了各组试样中的碳酸钙含量,进一步分析了试样的微观结构及纤维–土颗粒之间的界面作用特征。结果表明:①在微生物固化砂土中掺入纤维,能极大提高土样的无侧限抗压强度和残余强度,并能显著改善土样破坏时的韧性;②纤维掺量对微生物固化砂土的力学特性有重要影响,无侧限抗压强度随纤维掺量总体上呈先增加后减小的趋势,最优纤维掺量为0.15%,峰后残余强度与纤维掺量呈单调正相关关系;③纤维加筋使微生物固化砂土的峰后应力–应变曲线呈阶梯式下降模式,局部存在波浪式起伏特征;④纤维加筋能够提高微生物诱导碳酸钙的沉积效率和产量,与此同时,碳酸钙的胶结作用对纤维加筋效果具有促进作用。纤维加筋技术与MICP技术相结合能够实现优势互补,对提高工程结构的安全性与稳定性具有积极意义。 展开更多
关键词 纤维加筋 微生物固化 MICP 力学特性 碳酸钙含量 微观结构
滑坡滑带摩擦热离散元数值模拟研究 预览
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作者 朱晨光 刘春 +2 位作者 许强 胡伟 张晓宇 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期651-658,共8页
高速远程滑坡具有较强的灾害性,已逐渐成为国内外地质灾害领域研究的热点。大型滑坡滑动过程中滑带剧烈摩擦和生热,使得局部温度升高,改变岩土体的抗剪强度等性质、以及产生气垫效应等,可能促进高速远程滑坡运动。为了定量地研究滑坡滑... 高速远程滑坡具有较强的灾害性,已逐渐成为国内外地质灾害领域研究的热点。大型滑坡滑动过程中滑带剧烈摩擦和生热,使得局部温度升高,改变岩土体的抗剪强度等性质、以及产生气垫效应等,可能促进高速远程滑坡运动。为了定量地研究滑坡滑带中热量的生成和温度场分布规律,本研究改进自主开发的MatDEM离散元软件,建立了约23万单元的二维边坡模型,对滑坡的启动、高速滑动和堆积全过程进行了数值模拟。结果表明:MatDEM较为准确地模拟了滑坡典型特征,同时展示了边坡模型的热量生成特征;模拟结果表明滑带附近形成明显的“核形”高热量带,100m高的边坡滑带单元热量增加值最高达3×10^5J,理想条件下造成比热容为550J/kg·℃的1kg土体升高545.5℃左右;高热量带依附于滑带并随着滑体最厚处向前扩展;MatDEM单元连接状态图和热量场图直观地展现了滑体和滑床中的裂隙发育过程。本研究为滑坡数值模拟研究提供了一个新手段。 展开更多
关键词 MatDEM 离散元法 能量 热量 滑坡
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基于分布式光纤传感的地下管线监测研究综述 预览
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作者 吴海颖 朱鸿鹄 +1 位作者 朱宝 齐贺 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1057-1070,共14页
概述地下管线在国民经济和国防建设中的重要作用以及管道失效可能带来的严重后果.指出分布式光纤传感(DFOS)技术能够对地下管线进行实时监测,为其结构健康和安全运营提供保障.介绍基于分布式光纤传感技术的地下管线监测原理,阐述该技术... 概述地下管线在国民经济和国防建设中的重要作用以及管道失效可能带来的严重后果.指出分布式光纤传感(DFOS)技术能够对地下管线进行实时监测,为其结构健康和安全运营提供保障.介绍基于分布式光纤传感技术的地下管线监测原理,阐述该技术在管线泄漏监测、第三方入侵监测、变形监测、腐蚀监测、地质与自然灾害监测和海底管道监测等方面的研究进展.分析当前研究中存在的问题、当下的研究热点以及今后的研究趋势. 展开更多
关键词 分布式光纤传感(DFOS) 地下管线 变形 泄漏 腐蚀 第三方入侵
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