以糯米灰浆为代表的传统灰浆——中国古代的重大发明之一

概述了古代石灰基胶凝材料的发展历程,通过大量史料考证了糯米灰浆三合土（简称糯米灰浆）在中国古代建筑史上的重要作用和历史地位,证明在无机材料中添加有机材料是中国古代建筑胶凝材料重要进展的鲜明特点．由于在粘接强度、韧性和防渗性等方面的优良性能,以糯米灰浆为代表的传统灰浆是当时世界的一项重要技术成果．同时,介绍了运用现代科技手段研究糯米灰浆的初步成果,发现石灰浆中的糯米成分具有生物矿化过程中有机模板的类似作用,影响了石灰浆固化时碳酸钙结晶体的微结构,同时糯米浆和碳酸钙之间存在无机／有机物的相互填充和协同作用．糯米灰浆是中国古代建筑史上的重大发明之一．开展相关研究对于挖掘中国古代重大发明的价值,以及科学利用传统技术为古建筑的修复和保护服务都具有重要意义．     

孔隙性缺陷拟生自修复机制研究

为掌握高温塑性变形过程中材料内部缺陷的修复机制, 采用物理模拟方法研究了孔隙性缺陷自修复规律. 实验发现孔隙性缺陷自修复过程类似人体皮肤和骨折的愈合过程. 借鉴人体组织损伤愈合规律, 采用拟生方法研究了孔隙性缺陷自修复过程, 提出了孔隙性缺陷自修复再结晶机理. 拟生方法研究裂纹修复现象及规律, 为揭示裂纹自修复机理提供了崭新的途径.     

定向多壁碳纳米管-M140砂浆复合材料的力学性能

研究了M140砂浆、定向多壁碳纳米管．M140砂浆复合材料的制备及其压缩、弯曲性能和折断面显微结构．使用市售普通材料通过变速搅拌工艺在常温水浴养护下制得M140砂浆，该砂浆强度尺寸效应不明显、后期增长缓慢；对定向多壁碳纳米管（A-MWNTs）的羰基化分散体和水分散体两种分散体增强M140砂浆进行了对比研究．添加0．01％（质量分数）的A-MWNTs后，A-MWNTs羰基化分散体-M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了5-4％，8．4％．而A—MTWNTs水分散体．M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了20．7％，15．9％．对A-MWNTs水分散体-M140砂浆复合材料断面显微分析得出碳纳米管与砂浆基体间界面结合适中；增强机理主要是碳纳米管对M140砂浆空隙的显微填料效应和碳纳米管的拔出、脱粘．在本文的研究中碳纳米管的水分散体与砂浆相容性好．     

中国传统蛋清灰浆的应用历史和科学性

蛋清灰浆是一种传统有机-无机复合灰浆,在中国古代应用广泛,主要用于三合土建筑、砖石砌筑、泥塑彩绘壁画等方面,与糯米灰浆、桐油灰浆、血料灰浆等共同构成了具有中国特色的古代建筑胶凝材料体系.研究这一人工复合材料的应用历史和科学性无疑可对中国古代建筑史和科技史起到丰富和补充作用.研究发现,将蛋清加入石灰、黏土等无机物浆体中时,会产生一系列物理化学作用,如加气作用、黏接作用、杀菌作用和防水作用等,其作用机理与蛋白质分子及水化产物的界面活性作用有关,也与生物矿化的模板调控作用有关.运用化学检测和酶联免疫检测分析方法,在149处古建筑及遗迹的灰浆样品中发现含有蛋白质成分的有32个以上,充分说明蛋白质类灰浆应用广泛和历史久远的事实,同时也为文物建筑维修保护方案设计提供了参考资料.     

疲劳荷载下氯离子在矿渣砂浆中的传输行为研究

为了研究疲劳载荷耦合作用下氯离子在矿渣砂浆中的传输行为,通过自行设计的实验方法实现了疲劳荷载和氯离子扩散过程的同步耦合.实验中对试件施加的应力水平S分别为0.3,0.4和0.5;矿渣的掺量分别为胶凝材料的0%,10%,30%和50%;在加载过程中,采用声发射技术对试件的疲劳损伤进行三维定位的同步监测,进一步对疲劳荷载下氯离子扩散规律从三维动态的角度进行佐证.结果表明,疲劳荷载确实加速了氯离子在水泥基材料中的传输,且随着载荷的提高,其扩散程度进一步加剧;而矿渣的掺入能有效改善水泥基材料抗氯离子的侵蚀性能,其最佳掺量为胶凝材料的30%,但随着矿渣含量的提高,其对氯离子扩散的抑制效果有所减弱;与交替实验对比表明,加载过程的动态效应对氯离子在矿渣砂浆中的传输有显著影响.     

地震作用下岩体边坡锚固界面剪切作用数值模拟分析

为研究地震作用下锚固岩体边坡中锚杆-砂浆界面和砂浆-岩体界面的剪切相互作用,揭示锚固界面上相互作用机理,同时获得地震作用下锚固岩体边坡两锚固界面的剪应力分布规律,采用有限差分软件FLAC3D建立锚固岩体边坡数值分析模型,并用interface接触面单元模拟锚杆-砂浆界面和砂浆-岩体界面的剪切相互作用,对简谐地震波作用下锚固边坡中全长黏结锚杆锚固界面剪应力的分布规律进行了研究,研究发现:在地震作用下,砂浆-岩体界面剪应力首先达到其极限黏结强度并出现脱黏现象,剪应力峰值从破坏面向锚杆两端发展;与此同时,锚杆-砂浆界面上的剪应力没有达到其极限黏结强度,但是该界面剪应力峰值会随着砂浆-岩体界面的脱黏而进行相应的调整;砂浆-岩体界面脱黏后,锚杆轴力呈两翼外凸的人字形曲线分布,轴力曲线拐点与界面剪应力曲线峰值点相对应,脱黏区域锚固体均匀拉伸,轴力分布均匀.该研究可为相关模型试验、现场监测、设计施工研究提供参考.     

我国污染土壤生物修复技术研究现状及发展展望

以文献统计的方式对2006~2015年国内学者在中国知网和Web of science中发表的相关文献进行统计分析,综述了我国污染土壤生物修复技术的10年研究进展。结果显示:近10年我国土壤生物修复技术的研究热度不断上升,主要研究对象为重金属污染土壤和有机物污染土壤,总体分为机理研究和试验研究,且后者居多。在此基础上,本文简要介绍了当前主要研究的植物修复技术、微生物修复技术、动物修复技术、生物材料修复技术、生物组合修复技术及物理、化学、生物联合修复技术6种生物修复技术的原理、优缺点及研究现状等内容,并指出了未来生物修复技术在修复原理、针对性、经济性、风险、强化措施、应用范围等方面的发展方向。     

镉污染土壤的植物修复研究进展与展望

近年来,重金属镉(Cd)及其复合污染问题越来越受到人们的关注.Cd污染土壤的植物修复技术因其具有治理成本的低廉性、环境美学的兼容性和治理过程的原位性等优势,随之成为具有广泛应用前景的技术.本文概述了Cd超积累植物的筛选及耐性机理与修复潜力的评价等方面的国内外进展,总结了Cd-重金属复合污染土壤、Cd-有机物复合污染土壤的植物修复相关的重要工作,着重评述了Cd复合污染土壤的化学强化、农业生态强化及其它方法的研发现状,展望了这一领域今后的重点研究内容和重要发展方向.     

CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆静态力学性能发展的微观分析

测试了沪昆高铁江西段现场成型CRTS II型CA砂浆长期力学性能的发展变化,并通过沥青抽滤,水泥热重分析,压汞法和核磁共振等试验方法分析了沥青组分、砂浆内部微观孔隙结构变化,水泥水化程度对砂浆长期力学性能的影响.结果发现:砂浆28 d抗压强度与弹性模量均达到了规范要求,随着龄期延长,砂浆力学性能持续升高,但42 d以后砂浆力学性能增长放缓,水泥的持续水化使得砂浆内部孔隙不断细化,强度上升;养护7 d后,砂浆内沥青含量已经固定,成膜固化过程完成.     

MgO混凝土自生体积变形与压蒸膨胀值的相关性

进行了高掺MgO水泥净浆、砂浆和混凝土试体的压蒸安定性和体积变形试验研究，并分析了净浆、砂浆和混凝土自生体积变形的基本特性和规律。揭示了压蒸膨胀值及试验变化过程以及超掺MgO时的突变现象与净浆、砂浆和混凝土自生体积变形之间存在着极其密切的相关关系，即存在相同的直线变化过程和相类似的急剧增大的变化规律。研究还表明，压蒸安定性试验方法是鉴定外掺MgO水泥混凝土体积长期安定性的唯一的有效方法，为确定安全的MgO允许最大极限掺量提供了试验依据。     

实时热中子成像对多孔水泥基材料水分运动的可视化与量化：理论分析与试验研究

多孔水泥基材料中的水分运动对研究其劣化过程和耐久性非常重要．一些传统的测定水泥基材料中水分运动的方法大都基于材料的质量变化、电学或者核磁共振等特性．本文应用先进的实时热中子成像技术,通过理论分析和试验研究,对水泥基材料中的水分运动包括水分向内部渗透和向外部扩散进行了可视化再现和定量测定．由于热中子对氢原子强烈的衰减特性,热中子成像表现出对材料中水分存在的高度敏感性．基于点散射函数（PScF）建立了对原始成像所含中子传输信息的定量分析方法．对未开裂和开裂砂浆试件的水分渗透过程以及干燥失水过程进行了实时热中子成像试验．结果显示,热中子成像是可视化观测和定量测定多孔水泥基材料中水分运动特性的有力工具,试验结果将有助于更好地理解水泥基材料的劣化规律以寻求提高其耐久性的措施．     

一种基于软件再生的无线传感器网络簇头节点管理策略

本文构建了一种软件再生模型,采用主动再生与自我修复方法,研究WSN中簇头的有用性与生存性。实验表明：该方法能有效提高簇头的有用性和生存性。     

基于SHPB试验的高速铁路CRTSⅡ型CA砂浆动态性能

采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验研究了高速铁路CRTS II型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的动态力学性能,并建立了CRTS II型CA砂浆的动态本构关系模型.结果表明:随着应变率的增大,CRTS II型CA砂浆峰值强度逐渐增加,但增加速率随应变率的增大而减小,当应变率从44.17增加至54.79 s-1和从54.79增加至108.47 s-1时,峰值强度分别增加了初始峰值强度的52.28%和7.5%,弹性模量随应变率的变化规律性较差;应变率越大,破坏时的贯通裂纹越多,碎裂程度越大;CRTS II型CA砂浆的比能量吸收随着应变率的增大而增大.所建立的动态本构模型拟合曲线与试验曲线具有较好的一致性.     

持久性有机污染物及修复技术

持久性有机污染物（POPs）具有致癌、致畸和致突变作用,对人类健康造成严重危害：本文介绍了持久性有机污染源的控制技术,以及土壤在受到污染后,所采用的生态修复方法,并详细介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术及发展趋势。     

植物修复重金属与多环芳烃污染土壤强化措施研究进展

重金属和多环芳烃是土壤环境中的重要污染物,其复合污染土壤的修复已成为环境科学研究的热点问题。植物修复技术是目前修复土壤复合污染重要方法之一,但植物本身修复能力有限,需借助化学、微生物、基因工程等手段对其修复效果进行强化。本文对国内外近几年来植物修复重金属-多环芳烃复合污染强化措施研究成果进行综述,并重点讨论了植物根际生长促进菌及菌根在强化修复中的应用,在此基础上对未来该领域需要深入研究的科学问题进行了阐述。     

骨修复材料的研究进展

本文综述了硬组织修复材料的类型,力学性能和生物相容性等方面的研究进展,指出理想的骨修复材料应具有生物活性,可降解,与自然骨的力学性能相匹配。     

介孔有机膦酸盐材料的合成及应用研究进展

介孔有机膦酸盐材料作为一类新型的有机-无机杂化材料,凭借其独特的结构可剪裁性和丰富的化学表面性质在催化、分离与吸附、生物分子的固定等诸多领域都具有巨大的潜在应用价值,因此近几年来越来越受到人们的关注。本文系统地概述了介孔有机膦酸盐材料的发展历程及其合成和应用研究的发展现状,并对这种新型杂化介孔材料的应用前景进行了展望。     

湿度与时间因素对高分子材料力学性能影响的研究

以尼龙6 材料作为研究对象, 从实验与理论两个方面分析湿度与时间因素对高分子材料的力学性能的影响, 对湿度-时间相关性进行了实验分析, 从实验的角度证明了它们之间存在某种等效关系, 即对材料力学性能而言, 延长作用时间与增加材料含湿率是等效的. 给出了该材料的湿度-时间等效关系, 如该材料在不同含湿率下的广义曲线, 该材料平移函数的近似方程与平移因子. 在实验分析工作的基础上, 借鉴温度-时间等效理论的分析方法, 从理论上对湿度-时间等效性进行了推导。     

热固性树脂基复合材料的变革性制造方法研究进展

热固性树脂所特有的共价键交联网络结构,使其及其复合材料的降解回收再利用、连接、损伤修复、3D打印等成为世界难题,也对学术界和工业界提出了重大挑战.人们为此付出了巨大的努力,但并未取得预期效果.最近出现的自适应热固性树脂,为解决这些难题提供了新的机会.本课题组针对典型的自适应热固性树脂,构建了跨尺度热压辅助连接界面力学模型及有限元实现方法,研究了小分子介入的酯键交换反应原理,实现了自适应热固性树脂的无压力连接,连接界面的断裂能可达4000 J/m2,实现了自适应热固性树脂的循环3D打印,自适应热固性树脂基复合材料的损伤修复、基体和纤维的近乎100%的回收再利用,实现了工业用环氧树脂基复合材料中碳纤维和玻璃纤维的回收.这些方法有希望成为热固性树脂基复合材料的变革性制造技术.本文拟综述这方面的最新研究进展,并指出存在的问题和挑战,提出理论研究、材料设计、工业应用等未来发展方向.     

碳基储氢材料的研究进展

氢能是二十一世纪解决化石能源危机和缓解环境污染问题的绿色能源.实现氢能的利用,氢的储运是目前要解决的关键问题.储氢材料研究较多,碳基储氢材料是储氢材料中的一个重要分支.本文综述了碳纳米管、碳纤维、石墨、活性炭以及C<,60>等碳基材料的储氢性能及研究进展,讨论了各种碳基储氢材料目前存在的问题,并对其进一步研究进行了展望.