下穿已有隧道泥水盾构施工的预测分析

基于2010年上海世博会重大配套工程——打浦路隧道复线工程,结合具体实际地质条件及施工参数,利用Abaqus有限元分析软件,建立三维非线性有限元模型,模拟泥水盾构沿弧线斜下穿已有隧道的施工过程.计算并分析在泥水盾构施工过程中,已有隧道发生的变形、产生的应力以及地表发生的沉降,预测泥水盾构施工对已有隧道和地表的影响,并与实测数据进行比较,说明分析预测的可信性.所得结果不仅对该工程具有积极的指导意义,而且对其他类似工程的分析也具有重要的借鉴作用.     

精细水煤浆制备及其流变性研究

针对发展以煤代油技术中燃料制备存在的问题,运用水煤浆制备与燃烧理论,根据每个煤种特点分别进行了磨矿和制备精细水煤浆实验,通过分析所制得的各煤种水煤浆的流变性能,找出了影响煤浆表观粘度的因素,得出了煤质、添加剂、煤粉粒度是制备精细水煤浆过程中的关键因素.掌握了各煤种制备煤浆的规律,对发展以煤代油技术和缓解石油资源日益紧缺问题有重要意义.     

目标电磁散射的面中心立方体网格FDTD方法

基于面中心立方体(face-centered cube, FCC)网格的空间结构, 由麦克斯韦方程出发, 推导了基于FCC网格的单轴各向异性介质完全匹配层(uniaxial anisotropic media perfectly matched layer, UPML)吸收边界条件以及近-远场外推边界条件的三维迭代式。通过典型算例, 先后验证了基于面中心立方体网格的时域有限差分(FCC-finite difference time domain, FCC-FDTD)方法的UPML吸收边界条件和近远场外推边界条件的正确性。最后通过计算金属球的后向雷达散射截面(radar cross section, RCS)比较了FCC-FDTD方法与传统FDTD方法的计算精度, 结果显示FCC-FDTD方法具有更高的计算精度。     

大物质分选机在餐厨垃圾预处理中的应用

餐厨垃圾预处理阶段物质分选对整体处理工艺影响较大，如果分选不到位，浆料中杂物多，会导致管道磨损严重、设备故障率高等问题。通过调节进料频率及大物质分选机的运行频率，探究大物质分选机较优的运行参数范围，使分选工作更加有效。试验结果表明：大物质分选机运行频率为70 Hz，进料频率小于17 Hz为较优运行参数，此时设备电流值较低且波动曲线较为平稳，分选料中有机质质量占比在33%~37%，与其他工况相比，有机质质量占比至少低了3%；运行工况的变化不会对浆料的组成成分造成影响，其中剩余物、果皮和骨头质量占比较大，三者占比总和在98%以上，其他杂物质量占比不超过2%。     

离子液体[Et_3NH]Cl-0.5FeCl_3汽油深度脱硫的研究

以成本较低的盐酸三乙胺和三氯化铁为原料合成离子液体[Et3NH]Cl-0.5FeCl3,用于模拟汽油(二苯并噻吩溶于正辛烷配制而成)萃取脱硫。通过单因素实验考查了剂油比、萃取温度和萃取时间对模拟汽油脱硫率的影响。并考察其对真实FCC汽油的脱硫效果。研究结果表明,当萃取温度T=50℃,剂油比v(IL):v(oil)=0.2∶1,萃取时间t=50min时,模拟汽油脱硫率可达96.19%。经过4步萃取,使真实FCC汽油硫含量低于10ppm,符合国V标准对硫含量的要求。离子液体循环使用5次后脱硫率没有明显下降。     

用流延法制备LSGM电解质膜的研究

稀土钙钛矿型氧化物LaGaO3是固体氧化物燃料电池(SOFC)研制中具有应用前景的固体电解质材料,用固相反应法制备La0.85Sr0.15Ga0.85Mg0.15O2.85粉末,其水溶液pH值出现先升后降的规律,由于粉末在水溶液中很稳定,因而可采用水基浆料制备电解质膜。在La0.85Sr0.15Ga0.85Mg0.15O2.85粉末中加入适量分散剂、粘结剂、塑化剂、去泡剂和溶剂,用流延法制备LSGM厚膜,其厚膜完整、无宏观缺陷及可以卷曲,经过1500℃、10～24h烧结后可得到致密的LSGM厚膜。     

氢氧化钙浆液脱硫反应及其干燥特性

采用热天平研究了低温(80℃)条件下Ca(OH)2浆液在一定水钙质量比、SO2浓度范围内的脱硫特性及干燥特性.结果表明,不同水钙比及SO2浓度下浆液干燥特性明显不同;Ca(OH)2浆液在SO2气氛下在浆液表面反应生成的CaSO3·0.5H2O晶体比在N2气氛下由于干燥而析出的晶体多,硫分以CaSO3·0.5H2O固定在浆液中,其干燥速率要低些;不同干燥条件下的浆液临界湿含量不同,反应及蒸发过程在浆滴表面产生的晶体越多,临界湿含量越大;在低SO2浓度时,Ca(OH)2转化率随SO2浓度的升高迅速增加,当入口SO2浓度增大到一定值后,Ca(OH)2转化率增加趋缓.     

环空宾汉流体流量对顶替效率的影响规律研究

固井时水泥浆常常采用宾汉流体模型,因此许多学者对宾汉流体性质及流态做了大量的数值模拟研究,然而排量对顶替效率的影响规律的数学解析方程推导还未见报道。本文根据宾汉流体在环空中的层流流动特性推导出了顶替效率与注水泥的排量关系式,并且计算了不同流量情况下的顶替效率大小,计算结果表明:流量越大顶替效率越高,并且呈现线性关系,适当提高水泥浆的流量能够有效提高顶替效率,推出的流量与顶替效率的关系式对固井工程设计具有较大的指导意义。     

泥水盾构施工废弃泥浆对同步注浆材料性能的影响

泥水盾构施工会产生大量废弃泥浆,传统的抛弃堆放不但污染环境且占用土地资源。本文依托南京长江新济洲供水廊道项目泥水盾构工程,针对江底盾构施工中的废弃泥浆,开展了将其应用于同步注浆材料的可行性研究。通过室内试验,研究了泥浆固水比、膨润土替代率和废弃泥浆黏粒含量对注浆材料性能的影响,同时对比分析了新配制膨润土泥浆和废弃泥浆对注浆材料性能影响的差异。结果表明：增大泥浆固水比,可使砂浆凝结时间缩短、强度增大、泌水率和体积收缩率降低,但会导致砂浆流动性变差。相比于新配制膨润土泥浆,废弃泥浆制备的砂浆具有更优的流动性能,但存在泌水率偏大和强度偏低的问题。采用废弃泥浆替代部分新配制膨润土泥浆,则能够有效控制砂浆的泌水率增大和强度降低的问题,同时使砂浆的流动性能大幅提高;废弃泥浆黏粒含量对砂浆性能影响相对较小,一定程度上表明了使用不同地层废弃泥浆制备的砂浆性能差异不大,故无需随地层变化而对砂浆配比进行较大调整,便于实际工程施工应用。     

粗磷尾矿胶结充填级配及料浆和易性规律研究

利用粗骨料进行高浓度胶结充填是矿业工程中的研究难点,也是前沿性研究课题。为高效利用粗磷尾矿以消除环境污染、土地占用以及采空区诱发的地质灾害等问题,以粗磷尾矿和粉煤灰为主要材料,首先通过SEM、ICP-MSICP-OES、XRD、激光粒度分析及其他标准测试手段对主要充填材料的物理特性、化学成分和矿物成分进行分析;然后利用Füller和Talbol最大密实度曲线理论对粗磷尾矿自然级配和不同破碎粒度磷尾矿级配进行研究;最后采用正交试验设计法及多元非线性回归法对充填料浆和易性规律进行研究。结果表明,粗磷尾矿和粉煤灰物理性能较差,但前者化学特性稳定,后者具有较强火山灰特性;-5 mm粒度破碎磷尾矿具有较优密实度;充填料浆坍落度均随胶砂比、质量浓度和水泥/粉煤灰增大而先增后减,其中胶砂比的影响程度最大;坍落扩散度均随胶砂比、水泥/粉煤灰增大而增大,随质量浓度增大而先增后减,其中质量浓度的影响程度最大;稠度均随胶砂比、质量浓度增大而减小,随水泥/粉煤灰增大而先增后减,其中质量浓度的影响程度最大,且坍落度、坍落扩散度和稠度与各因子之间存在显著非线性关系。