砂土的电化学阻抗特性及其试验研究

通过电化学工作站测试了不同颗粒尺寸、不同含水量砂土体系的电化学阻抗谱图,利用Z-View软件拟合与解析其等效电路,分析电路参数与颗粒尺寸、不同含水量的变化关系,并研究了各个参数之间的相互关系。结果表明:砂土的电化学阻抗谱呈准Randles模型,其等效电路元件包括:孔隙溶液电阻、固-液界面电容、电荷转移电阻、扩散阻抗。Bode图中阻抗模值随着频率、含水量及颗粒尺寸的增大呈下降趋势;当含水量相同时,孔隙溶液电阻基本相同,随着颗粒尺寸的增大,固-液界面电容呈增大趋势,电荷转移电阻、Warburg扩散系数呈减小趋势;当颗粒尺寸相同时,随着含水量的增大,固-液界面电容呈增大趋势,孔隙溶液电阻、Warburg扩散系数呈减小趋势。研究结果对电化学阻抗谱理论在岩土工程性质方面的应用与研究提供新的思路与技术。     

氯化钠盐渍砂土电化学特性的试验研究

为分析盐含量对氯化钠盐渍砂土电化学特性的影响,通过配置4组不同浓度的氯化钠溶液与标准砂混合形成氯化钠盐渍砂土。采用CS350电化学工作站获取氯化钠盐渍砂土的电化学阻抗谱图,运用Zview、ZsimDemo进行拟合其等效电路,研究各个参数的变化规律及探讨其机理分析。结果表明:不同盐含量对氯化钠盐渍砂土的Nyquist图均影响较小,均表现为高频区的平扁容抗弧半圆和低频区的近45°斜线的图谱特征;且随着盐渍砂土中氯化钠含量的增加,容抗弧和扩散半径都呈减小的趋势。Bode图中阻抗模值随着盐渍砂土中氯化钠含量的增加和频率的增大都表现为减小的趋势。通过计算、分析和模拟其等效电路,得到盐渍砂土的等效电路元件主要包括:溶液电阻、砂土多孔层电容和电阻、固液界面形成的双电层电容和法拉第阻抗。由于氯化钠含量增大,盐渍砂土的孔隙溶液离子浓度上升,可自由移动的正负离子增多,致使体系中的电荷分离以及电荷转移等过程更加容易,促使体系反应速度加快,表现出溶液电阻、多孔层电阻和电荷转移电阻均呈减小趋势,导电能力增强,多孔层电容和双电层电容均呈增加趋势,储存电荷能力增强。     

碳酸氢钠饱和盐渍砂土的电化学特性试验研究

为分析碳酸氢钠含量对饱和盐渍砂土的电化学特性影响,通过配置4组不同浓度的碳酸氢钠溶液与标准砂混合形成碳酸氢钠饱和盐渍砂土;运用三电极体系下电化学阻抗谱法研究了不同含量的碳酸氢钠饱和盐渍砂土的电化学特性。研究结果表明:不同含量碳酸氢钠饱和盐渍砂土的Bode图中的阻抗模值随着碳酸氢钠含量的增加和频率的增加都呈现减小的趋势;Nyquist图主要包括高频区的圆弧、中频区的直线段及低频区的圆弧;且等效电路含有两个时间常数。碳酸氢钠饱和盐渍砂土的等效电路由电极与溶液界面的电荷转移电阻、扩散电阻、常相位角元件、砂粒固液界面电阻、砂粒固液界面电容以及溶液电阻六部分组成。碳酸氢钠含量的增加使得孔隙液中的离子浓度增加、扩散层内的离子向砂粒表面的转移能力增强、土水离子交换更频繁,导致溶液电阻和砂粒固液界面电阻随着含量的增大而减小;砂粒固液界面电容、常相位角元件的电容随着碳酸氢钠浓度的增大而增大。     

硫酸钠盐渍土渗透特性研究

盐渍土内部水分渗流过程是影响区域生态环境演变、水资源利用以及工程施工、使用安全的重要因素.为预测饱和硫酸钠盐渍土渗透系数曲线,通过修正土水势模型推导了饱和盐渍土渗透系数计算模型,并通过渗透试验验证该计算模型的可靠性;此外,通过室内渗透试验研究了微纳米材料对盐渍土渗透性的影响.结果表明:渗透系数计算模型可较好反映饱和硫酸钠盐渍土渗透系数的变化规律,渗透系数随着含盐量的增加而减小,当含盐量大于2%后变化很小.硫酸钠盐渍土的渗透系数随着纳米二氧化硅的掺量增加而减小,随着纳米碳酸钙的掺量增加先减小后增大,随着相变材料的掺量增加先增大后减小并趋于稳定.     

饱和砂土动力学基本特性及其应用途径的研究

阐述了饱和砂土的动有效抗剪强度,往返荷载下的物态变化规律,以及基于物态变化、剪切变形非线性、剪缩剪胀性和压缩回胀性的有效应力应变本构特性。揭示了动载下饱和砂土存在塑性阻尼和粘滞阻尼。提出了广义Ｂｉｏｔ固结理论基础上考虑真实粘滞阻尼特性的饱和砂土反应分析新途径。     

超级双相不锈钢电化学腐蚀性能的实验研究

利用电化学工作站,对SAF2906超级双相不锈钢的耐点蚀性能、耐晶间腐蚀性能进行了研究。结果表明:SAF2906在3.5 wt Na Cl溶液中,具有比较宽的钝化区,以及较小的腐蚀电流密度(0.147μA·cm-2),耐点蚀性能良好;在2 mol/L H2SO4+1 mol/L HCl介质中,具有较低的再活化率(4.39),其晶间腐蚀敏感性较小,具有良好的耐晶间腐蚀性能。     

硫酸盐渍土变形特性试验研究

盐渍土作为一类特殊的工程地质体,其变形特性受环境的影响繁多而复杂。通过郑徐高铁兰考段硫酸盐渍土的室内变水头渗透试验及标准固结试验,研究了不同含盐量的硫酸盐渍土渗透系数与压缩系数在不同含盐量下的变化规律。研究结果表明:在同一含水量条件下,硫酸盐渍土渗透系数随含盐量增加而减小;在干容重为1.75 g/cm3,含盐量为5%条件下,渗透系数KT∈(4.84~8.44)×10-5cm/s;在同一含盐量条件下,不同含水量的硫酸盐渍土渗透系数几乎不变;在干容重为1.75 g/cm3,含水量为21%条件下,试样的压缩系数a1-2∈0.21~0.60 MPa-1,且随含盐量的增加先减小,在含盐量5%处取得最小值后又略微增加。为郑徐铁路路基的设计及施工提供了可靠的技术参数。     

盐渍土路基材料工程特性研究

通过野外勘测和现场取样，对国道203一级公路沿线盐渍土的工程特性进行了室内实验研究，分析了盐渍土成因以及作为路基材料的基本特点和工程特性，为盐渍土改造及工程应用提供了基础。     

蛋白质的电化学特性研究

研究了蛋白质的极谱特性 .在 p H值为 2 .6 6的 B- R缓冲溶液中 ,当有 0 .0 70 mol/ L KCl存在时 ,BSA在 - 1.90 V左右产生一良好的极谱波 ,利用此波可测定微量的 BSA,线性范围为 4 .5× 10 - 8～ 2 .0× 10 - 6mol/ L,检测下限为 2 .7× 10 - 8mol/ L.所提出的方法不经任何预处理可直接测定血清中的蛋白质 .     

二氧化锰的β变体及其电化学特性

从1868年 Leclanche'的(一)zn/NH_4Cl Zncl/MnO_2 C~( )干电池问世,迄今一百余年,虽然已有不少电池新系列出现,但锌——锰干电池的产量仍居优势;据报导,1974年全世界一次电池总产量为100亿个以上,锌——锰干电池约占90%,消耗的二氧化锰达56万吨〔1〕,但二氧化锰的有效利用率仍不理想,因此,关于二氧化锰的电化学特性是干电池发展历史上引人注意的一个课题,从事化学电源研究的理论工作     

硫酸盐渍土的盐胀特性试验研究

为研究荷载对盐胀量的抑制效果,通过硫酸盐渍土机场地基的盐胀特性试验,分析了不同含盐量、不同压实度下不同荷载的盐胀曲线,并在此基础上推导出了根据含盐量、压实度以及荷载三个参数预估盐胀率的公式。根据此公式可求出抑制地基盐胀所需的最小荷载,从而为机场地基处理时换填覆重材料厚度计算提供指导。     

超氯盐渍土的工程特性指标研究

以探讨超氯盐渍土的含盐量与工程特性指标间关系为目的,采用室内土工试验与数学分析相结合的方法,深入研究了含盐量对塑性指标、抗剪强度的影响以及盐渍土渗透系数与干重度、含水量之间的关系。研究发现：超氯盐渍土洗盐前后可塑必性变化幅度较大;抗剪强度随含盐量增加而增大;在干重度、含水量与渗透系数三者相互关系中存在界限水含量与界限干重度。所得结论对深入研究盐渍土的工程特性、指导盐田建设将有所裨益。     

不同种不锈钢电化学腐蚀性能的对比

采用CHI660D电化学工作站研究304、316L、2205、2507不锈钢在模拟塔里木油田复杂腐蚀介质中的电化学腐蚀性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其表面的腐蚀产物膜进行对比分析.结果表明:2种复杂腐蚀介质条件下,随温度升高,4种不锈钢的耐蚀性和抗点蚀能力都会降低.CO2的通入对不锈钢的腐蚀过程影响较为复杂.20℃时,4种不锈钢的耐蚀性和抗点蚀能力随CO2的加入均降低;而50、80℃时,4种不锈钢的耐蚀性和抗点蚀能力则会增强.相同腐蚀条件下,4种不锈钢的耐腐蚀能力由强到弱的顺序为:2507、2205、316L、304.     

环氧树脂对混凝土中钢筋抗腐蚀性行为的电化学研究

用4×4阵列丝束电极模拟研究了混凝土中钢筋的腐蚀,将钢筋混凝土做不同的涂层处理:空白、铁丝表面涂抹树脂、混凝土表面涂抹树脂.通过测量铁丝的自腐蚀电位,研究不同涂层方式对混凝土防腐方面的影响.实验结果表明:只在混凝土表面涂抹树脂是最好的保护方式,它可以使钢筋的腐蚀电位一直处于钝化范围内,从而保证了钝化膜的完整性.这一结果对防止沿海地区和冰雪融化剂的氯离子对混凝土的破坏作用有意义,同时可应用于有杂散电流作用的混凝土结构物的防腐蚀.     

铜铝异种金属钎焊接头的电化学腐蚀性能研究

通过电化学Tafel曲线的测试,在室温3．5％氧化钠溶液中,对铜铝异种金属钎焊接头的电化学腐蚀性能进行了研究。结果表明：在钎焊过程中,施加一定压力,在一定的保温温度下,延长保温时问,可以提高接头的耐腐蚀性能。     

砂土变形扩散传播特性试验研究

针对土体变形在上覆土体中的扩散传播问题,设计了土体变形扩散传播模型试验。通过设定底部位移边界,结合数字图像相关技术(PIV)研究中砂中土体变形扩散传播特性,探讨边界位移模式对土体变形扩散传播的影响规律。结果表明:边界位移在砂土中呈现扩散传播规律,不仅在土体中引起竖向位移,还引起水平位移;土体竖向位移呈现与底部边界位移相类似的分布特征,而土体水平位移沿模型中心呈对称分布;土体变形扩散传播导致土体体积和密度变化,研究成果为合理建立土体变形扩散传播模型奠定了试验依据。     

黄泛区粉砂土静力特性的试验研究

以河南开封地区粉砂土为研究对象,研究其静力特性,进行了固结试验、液塑限试验和直接剪切试验。试验结果表明,粉砂土的压缩系数为0.3 MPa-1,属中等压缩性土。粉砂土液限为15.3%,塑限为10.1%,塑性指数为5.2,属于含砂低液限粉土。粉砂土的内摩擦角为35.3°,黏聚力为7.5 kPa。并选取沙漠地区风积沙,及豫东平原区和南京地区广泛分布的黏性土为代表,与研究中黄泛区粉砂土的静力特性做比较。     

基于离心模型试验的砂土管涌特性研究

根据离心模拟技术的特点,运用自行研制的离心模拟试验装置,对几种不同颗粒组成的砂土进行了1g重力加速度和Ng离心加速度下的室内管涌试验.在相同试验容器内进行相同颗粒含量、相同密度和相同尺寸的砂土常规试验和离心模拟试验.砂土离心模拟试验结果表明:离心模拟技术可以用来模拟砂土的管涌特性;砂土在Ng离心加速度下的临界水力梯度与1g重力加速度下的临界水力梯度之比为0.8~1.0.     

青海东西部典型盐渍土抗剪强度对比试验研究

为了探究青海省不同区域盐渍土强度特性的差异,以西宁硝湾和察尔汗万丈盐桥附近的盐渍土为研究对象,利用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪,研究了两个区域盐渍土在最优含水率状态下,不同围压和压实度条件下的强度特性,并通过微观机理阐述两个区域盐渍土抗剪强度产生差异的原因。结果表明:(1)在相同试验条件下,压实度为90%、93%、97%时,西宁硝湾盐渍土的黏聚力分别为119. 6、131. 7、140. 6 k Pa,而察尔汗地区盐渍土的黏聚力分别为31. 1、41. 3、42. 6 k Pa,因此两个区域盐渍土的黏聚力随压实度的增加逐渐增大,在相同压实状态下,西宁硝湾盐渍土的黏聚力大于察尔汗盐渍土的黏聚力,且增幅较大;(2)两个区域盐渍土内摩擦角均先减小后增大,且在93%时最小;西宁硝湾盐渍土的含盐量为0. 56%,察尔汗地区盐渍土的含盐量为5. 3%,含盐量是造成两个区域抗剪强度差异性的主要原因之一;(3)同一压实度状态下,西宁硝湾盐渍土的颗粒和土颗粒之间的间隙较小,西宁硝湾盐渍土的强度大于察尔汗盐渍土的强度。