纤维加筋土技术国内外研究进展

根据国内外近20年来在纤维加筋土技术方面取得的研究成果,主要对纤维加筋土的力学特性、变形特性、本构模型、动力特性及天然纤维加筋土应用技术等方面的研究现状进行了介绍。研究发现,针对纤维加筋土的强度特性进行的大量研究均表明,加筋纤维能有效提高土体的抗剪、抗压、抗拉强度和承载力,降低膨胀土的胀缩性,而纤维含量、纤维长度及龄期是影响纤维加筋土强度和变形的主要因素;在动力特性方面,纤维加筋可以提高土体的动力学性能,但相关研究较少,尚未形成系统的理论;在本构模型方面,目前的模型主要用于预测纤维加筋土的抗剪强度,缺少能够完整描述纤维加筋土应力应变关系的本构模型。在天然纤维加筋土及其应用方面,由于是近年来才逐步开展的研究,尚缺少大范围的研究,理论还不完善。最后,对纤维加筋土研究现状进行了概括,并针对目前研究中的不足,提出了今后该领域的研究重点和方向,主要包括:开展大试样及大尺度模型试验、纤维加筋土的本构模型研究、纤维加筋土的动力学特性研究、纤维加筋特殊土研究、天然纤维加筋土的系统研究等。     

张掖市农作物秸秆资源静脉产业链构建

为解决农作物秸秆资源化再利用问题,在统计数据与参考文献的基础上,利用草谷比系数、可收集利用系数、养分含量对张掖市秸秆产量及养分进行了估算,2008-2012年秸秆的估算产量为582.06万吨,含氮3.11万吨,磷1.87万吨,钾4.98万吨,分析了张掖市秸秆的利用现状.为提高资源利用率,保护生态环境,以张掖市2012年129.99万吨秸秆资源为基础,根据产业发展的实际,设计构建了包括肥料、饲料、食用菌、沼气、生活燃料、工业产品等6个链条在内的秸秆资源静脉产业链,可在不增加投入的情况下,多产生8.87亿元的直接经济效益,为张掖市及其他地区提供农业废弃物资源化处理及清洁生产的有效范式.     

玉米秸秆皮瓤叶分离机的设计与试验

针对现有玉米秸秆皮瓤叶分离机存在适应性、生产率和分离率较低等问题,设计了一种结构简单、可靠性高的玉米秸秆皮瓤叶分离机.该机主要由除叶、分展、剥瓤等机构组成,组合笛卡尔坐标系和极坐标方式设计除叶机构,组合切割剥瓤与下抛原理设计剥瓤机构,并利用其试验平台,以影响其分离性能的主要因素为试验因素,分别以除叶率、瓤残留率为评价指标进行正交试验.结果表明:当弹簧线径、喂入辊喂入线速度和除叶辊转速分别为1.4 mm,1 m·s~(-1)和700 r·min~(-1)时,除叶率可以控制在较优范围;当切刀数量、顶板与切刀间隙、剥瓤辊转速和切刀安装角度分别为6把,1.8 mm,780 r·min~(-1)和45°时,瓤残留率可以控制在较优范围.根据以上优化参数进行玉米秸秆皮瓤叶分离机的研制与试验,结果表明:除叶率为97.5%,瓤残留率为2.8%,且外皮完整,瓤粒均匀,满足玉米秸秆皮瓤叶分离机的作业要求.     

自制有机生态型无土栽培基质育苗效果

为发掘和利用青海当地有机废弃物牛粪和油菜秸秆的资源价值,将牛粪和油菜秸秆混合均匀在温室中堆制无土栽培基质,以番茄、生菜、黄瓜为试材测定不同配比复合基质处理下各幼苗的成活率及生长量,分析不同配比复合基质的育苗效果。结果表明:利用牛粪与油菜秸秆堆制的腐熟有机基质育苗效果良好,其中T3处理(腐熟基质与草炭的体积比为1∶1)的番茄、生菜、黄瓜幼苗成苗率分别达到97.22%、97.22%和86.11%,幼苗地上地下部生长量显著优于除对照外的其他处理,株高、茎粗、叶绿素含量等生长指标均较好;T2处理(100%腐熟基质)育苗效果最差,其成苗率、生长指标、叶绿素含量等均低于其他几组处理。综上,只要复合基质配比合理,腐熟有机基质可以部分代替草炭作为蔬菜穴盘育苗基质。     

基于生物质废料玉米秸秆多孔碳的合成、表征及电容性能研究

以玉米秸秆为碳源、ZnCl_2为刻蚀剂,通过调控玉米秸秆与ZnCl_2的相对用量得到一系列多孔碳材料(YAC-x).利用XRD、Raman、XPS、TEM、N2adsorption-desorption等手段对其进行表征,并利用三电极超级电容器体系测试其电化学性能.结果表明,与未经刻蚀的玉米秸杆碳(YC)相比,所制多孔碳材料具有更丰富的孔结构及更为优异的超级电容性能,其中YAC-4最为突出,当电流密度为1A/g时,比电容为236.8F/g,这是源于其大的孔容(Vp=1.11cm~3/g)和高比表面积(SBET=2060m~2/g).     

秸秆沼气发酵厌氧菌群的培养及应用

秸秆沼气发酵厌氧菌群是一个复杂的菌系,针对分离纯培养周期长、菌剂制备过程比较复杂等难点,提供了一种简便的秸秆沼气发酵厌氧菌群的培养方式——原位混合培养.①小试试验表明:接种50%培养后的厌氧菌泥,厌氧发酵原料总固体(TS)12%,在37℃下,试验B组能快速适应厌氧发酵新环境,厌氧发酵21 d时,累积产气量较试验A组高出28.39%;②中试试验结果显示:第三阶段的发酵原料中接种物的50%替换为培养后的厌氧菌泥,37℃厌氧发酵10 d,沼气池容产气率平均达到1.1 L/(L·d),累积产气量较前两个阶段的平均值高出32.46%.该方法适用于连续性沼气发酵工程,以增加沼气发酵系统中的厌氧微生物数量,增强微生物代谢活动,改善沼气发酵系统,使其保持连续稳定的产气.     

生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆液化工艺的研究

通过热化学液化法,以乙二醇、聚乙二醇、丙三醇的混合比例、催化剂种类、催化剂量、液化温度、液化时间为影响因素,液化率为指标,采用单因素试验和正交试验优化生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆多组分溶剂液化工艺条件.利用最佳工艺条件下制备的玉米秸秆液化油替代多元醇制备聚氨酯发泡材料,对发泡体进行观察.结果表明,7个因素对玉米秸秆液化率影响的主次顺序为乙二醇量聚乙二醇量液化温度液化时间催化剂种类丙三醇量催化剂量,即最佳工艺条件为液化剂V(乙二醇)∶V(聚乙二醇)∶V(丙三醇)为1∶1.5∶1.5.在玉米秸秆基磁性固体酸作为催化剂,催化剂量为12 g,液化温度135℃,液化时间70 min的条件下,液化玉米秸秆得到最高液化率为72.3%;玉米秸秆液化油替代多元醇能够制备均匀的聚氨酯发泡材料.     

秸秆打捆燃料锅炉的研制

为了解决秸秆打捆燃料不易烧透且现行的燃烧设备与秸秆打捆燃料不匹配的问题,针对秸秆打捆燃料的燃烧特性,通过改进炉膛结构研制出适合秸秆打捆燃料的往复炉排蒸汽锅炉,该锅炉为单锅筒纵置式,配以往复炉排和两级除尘装置.实验得出,锅炉燃烧效率达97.5%,锅炉热效率达80.49%,烟气中CO、NO_X、SO_2及烟尘含量分别为125、42、26 mg/m~3,林格曼黑度小于1.锅炉热效率较高,污染物排放浓度低,达到国家锅炉污染物排放标准,环保及社会效益显著.     

基于GC-MS研究不同产地三色藜麦种子的代谢物差异

为了研究不同生境对藜麦发育的影响,以不同产地的藜麦种子为研究对象,筛选显著差异代谢物质和相关代谢通路,利用GC-MS平台进行非靶向代谢组学分析,分析了青海都兰县和四川盐源县两地产出的黑藜、红藜、白藜种子的代谢轮廓,将原始数据经XCMS online平台预处理后进行后续多元统计分析。结果表明,青海都兰县和四川盐源县两地的黑、红、白藜麦种子的代谢特征均不相同,其中红藜麦种子与白藜麦种子差异较大,而黑藜麦种子差异最小;红藜存在显著差异,共有特征峰570个,上调物少于下调物;黑藜差异最小,上、下调趋势与红藜一致;白藜差异较大,上、下调趋势与红藜和黑藜相反,共有特征峰486个,上调物质多于下调物质;不同生境对藜麦的影响较大,黑藜和红藜更适宜在青海都兰县种植,而白藜更适宜在四川盐源县种植。研究结果可以指导青海都兰县和四川盐源县两地藜麦的栽培育种,也为深入研究藜麦的抗逆性机理提供了理论依据。