不同因素对赤泥改良黄土渗透系数的影响研究

为模拟工厂酸性污水和酸雨对赤泥改良黄土渗透系数的影响,选取硫酸作为渗滤液进行渗透试验。将不同含量的赤泥掺入到黄土中,测试了赤泥改良黄土的渗透系数,探讨了渗透压强、硫酸浓度、孔隙比和赤泥含量对渗透系数的影响。试验结果表明：渗透系数随渗透压强的增大基本趋于稳定;渗透系数随硫酸浓度的增大先增大后减小;渗透系数与孔隙比呈指数关系,随孔隙比的增大快速增大;渗透系数随赤泥掺入量的增大而减小,赤泥的掺入助于提高黄土的抗渗性,当赤泥含量在15%左右时,渗透系数较小。     

疏水材料改性黏土渗透性能试验研究

以添加(0%、3%、6%、9%)疏水材料(全称超级疏水高分子聚合物,简称SHOIP)的改性黏土作为研究对象,开展土壤-水接触角试验、渗透试验和核磁共振试验,分别研究SHOIP掺量对改性黏土接触角、渗透系数和土壤孔隙分布的影响.结果表明:SHOIP掺量从0%增加到9%时,改性黏土接触角从60°增加到123°;改性黏土渗透系数逐渐减小,上水头压力为30 kPa时,渗透系数从1.4×10^-6 cm·s^-1减小至1.5×10^-8 cm·s^-1,上水头压力为60 kPa时,渗透系数从7×10^-6 cm·s^-1减小至2.1×10^-8 cm·s^-1.SHOIP掺量为0%和3%的改性黏土孔隙分布曲线图呈现三峰分布,即小孔、中孔和大孔的分布都有峰值,随SHOIP掺量的增加三孔均出现不同程度减小,当SHOIP掺量大于6%时,大孔体积降为零.改性黏土渗透系数主要由大孔决定,当大孔体积为零时,继续增加SHOIP掺量,只会小幅降低渗透系数...     

不同改良材料改良黄土试验对比研究

选取生石灰、纳米二氧化硅和聚丙烯纤维,通过开展直剪、崩解、吸水、水滴入渗和电镜扫描等试验,研究经不同材料处理后的黄土抗剪强度和水敏特性的改良效果和机理.试验结果表明:经不同材料处理后的黄土工程性质发生了不同程度的变化,改良土抗剪强度随着掺入比的增加而增强.经过生石灰和聚丙烯纤维处理后的黄土的耐崩解性得到增强,毛细吸水现象减弱.水滴入渗试验表明三种材料对于黄土斥水性的改良效果不明显.电子显微镜扫描(SEM)图像显示生石灰和纳米二氧化硅主要通过充填、包裹、胶结等方式提高黄土密实度和结构强度,而聚丙烯纤维通过锚固作用形成三维空间网络,与土颗粒形成联锁结构限制土颗粒的相对移动,进而优化黄土的力学特性.本研究为黄土改良在工程中的实际应用提供参考.     

高强度超疏水性杨木材料的构建

 针对超疏水性材料应用过程中性能不够持久的问题,以杨木为例,通过实验研究了具有高强度超疏水性能的杨木材料的构建。采用真空加压方法将二氧化硅合成原料注入杨木内部,使正硅酸乙酯、氨水、乙醇在杨木微米级导管内发生溶胶-凝胶作用而生成SiO₂纳米粒子,在不破坏杨木原本结构的情况下实现二氧化硅与木材的复合,使杨木材料形成更强健的二维多级粗糙结构,并经十八烷基三氯硅烷修饰使杨木材料表面获得高强度的超疏水性能。检测结果表明,该超疏水性杨木材料样品在水、腐蚀性液体（酸液/碱液）、常见有机溶剂中以及一些常见条件下均保持了优异的超疏水特性能。     

超疏水型生态修复材料的制备及性能影响规律

为提高砂质土壤保水蓄水能力,制备出一种性能优异的超疏水型生态修复材料,以砂质土壤为芯料,通过调整覆膜材料的种类、掺量和芯料级配,并在芯料表面构建纳米粗糙结构,探究该材料防渗性和透气性的影响规律.结果 表明:在选取覆膜材料时,疏水树脂的表面能应小于30mN·m-1;为提升该材料的防渗性能,芯料级配分布的相对标准偏差α应大...     

固化黄土渗透特性的试验研究

以取自于山西不同地点的两种黄土为研究对象,选用水泥、生石灰、高分子材料SH固化剂及组合进行加固处理,通过变水头渗透试验,测定了素黄土及加固黄土在设计干密度下的渗透系数,并探讨渗透试验条件下各种影响因素对其渗透特性的影响规律.结果表明:两种黄土经重塑压实后的渗透系数均较小,黄土1略大于黄土2,基本能满足渠道等工程的防渗要求;对于防渗要求比较高的黄土工程,用水泥、生石灰和SH均可进一步改善其抗渗性,固化黄土后的渗透系数减小,固化黄土的渗透系数随着固化剂掺量和养护龄期的增长而减少.生石灰与SH相比,生石灰对固化土的渗透性影响更大.     

超疏水泡沫吸油材料的制备及性能研究

采用十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)对氧化锌颗粒表面进行处理,得到改性氧化锌颗粒,将改性氧化锌颗粒涂覆在聚氨酯泡沫表面,制备得到泡沫吸油材料.采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对泡沫吸油材料的表面进行表征,利用接触角测试仪(CA)对其表面性能进行分析,并对其吸油性能和重复利用率进行了研究.结果表明:(1)该泡沫的表面水接触角为153°,具有超疏水特性;(2)该泡沫可以吸收多种油,最高吸油倍率为9.55g/g,吸水倍率为0.58g/g,重复利用率高.此种泡沫是一种综合性能优良的吸油材料.     

近年来黄土渗透系数的研究现状

对近八年来研究黄土渗透系数具有代表性的文章进行分析总结,提出在探究黄土的重要性时其有效方法是干密度的渗透系数来比较。分析了在现有的阶段时间检测出黄土渗透系数的常用方法,并且得出黄土渗透系数本身的一些特性。     

蝇眼仿生超疏水材料

<正>从动物身上,人类总能获得许多新材料的灵感。最近,澳大利亚伍伦贡大学(University of Wollongong)超导与电子材料研究中心主任窦士学教授,就和他的中国同事一起,在苍蝇眼睛的启发下,研制出一种新的超疏水的防雾涂层。这项研究成果在线发表在新材料期刊Small上。材料表面的起雾现象,是由于生成了直径大于190纳米的液滴,它会散射光线,使材料表面看上去雾蒙蒙的。在低温环境中,水蒸气过冷却后会形成冻雾,对电力线杆、通讯电缆、飞机等造成严重的破坏。     

从自然到仿生的超疏水纳米界面材料

浸润性是固体表面的重要特征之一,它是由表面的化学组成和微观几何结构决定的。日前我们关于荷叶和水稻叶的研究显示,一种具有较大接触角和较小滚动角的超疏水表面,需要微米和纳米级的结构有机结合形成复合结构,而且表面微观结构的排列方式会影响水滴的运动趋势。通过对水黾腿表面结构的详细研究,得到了超疏水性质与微、纳米结构取向之间的关系。据此,我们已成功制备出了超疏水和超双疏的纳米界面材料,并实现了热响应性和光响应的超疏水与超亲水可逆“开关”材料。     

超疏水材料表面的空气膜与自清洁作用对细菌黏附行为的影响

超疏水材料因其特殊的润湿性被广泛用作抑菌材料,许多研究认为超疏水材料与细菌溶液间的空气膜是其抑菌的关键因素,但鲜有研究能直接证明空气对细菌黏附的影响.本文应用电化学阳极氧化法和分子自组装方法,在钛箔表面制备了超亲水的二氧化钛纳米孔柱阵列(NPA)和超疏水的NPA.通过超声去除超疏水NPA固-液界面的空气膜,对比研究细菌在超疏水样品有无超声情况下的黏附,其中细菌黏附应用荧光显微镜进行表征.结果表明,超疏水NPA相对于超亲水NPA表现出明显的抗菌效果;肉眼可见的空气膜在局部区域内,可明显阻碍细菌的黏附,从而影响细菌在超疏水材料表面的分布;但从黏附细菌的整体数量对比,超疏水NPA固-液界面的空气膜对细菌的黏附数量并没有显著影响.此外,超疏水材料表面黏附的细菌易在常规的实验漂洗过程中脱离材料,这提示了在考察超疏水材料的抑菌性能时,需要考虑材料的自清洁作用对其抑菌性能表征的干扰.     

重塑黄土渗透系数的试验研究

通过不同渗透压强下的渗透试验研究了重塑黄土的渗透性。分别制取六种不同孔隙比的重塑土样和一种原状土样,进行渗透实验,渗透过程分别考虑了不同的孔隙比和不同压强对重塑黄土的渗透性的影响。结果表明:重塑黄土的渗透系数随孔隙比增大呈先增大再减小的趋势;重塑黄土的渗透系数随反压增大呈减小的趋势;加压阶段重塑黄土的渗透系数变化约为卸压阶段渗透系数变化的15倍左右;孔隙比越大渗透对土体结构影响也越大。重塑黄土的渗透性的研究,为土的阻污性及土工合成材料的渗透性的研究提供数据支持,同时为工程实践提供参考。     

超疏水材料在水管内壁减阻的应用

针对超疏水表面功能材料在流动减阻方面的潜在应用,并结合水利与环境方面的专业知识,以节约能源提高效率为目的,展开了关于超疏水管道的有关研究．通过实验研究疏水材料应用于输水管道的减阻效果,并与普通接触角的超疏水管道对比,得出接触角与减阻效果的图表,继而提出应用于实际的方案．通过实验研究,发现随着接触角增大输水管道内水的流速也有增大趋势．也简要综述了前期的超疏水材料制备和生物应用方面的研究工作．     

实体混凝土抗渗性能检测的试验研究

通过在实体混凝土上取芯并加工处理成符合常规混凝土抗渗性能试验要求的抗渗试件,从而达到检测实体混凝土抗渗性能的目的,提高了混凝土抗渗性能试验结果的可靠性。     

超疏水表面仿生原型制备技术研究分析

超疏水表面(superhydrophobic surface)是指水滴静态接触角>150°且滚动角<10°的材料表面,广泛应用于自清洁、防腐蚀、疏水抑冰与船舰减阻等诸多工程领域。基于仿生工程学原理,人们对典型超疏水仿生原型进行广泛研究,以期获取超疏水表面研制的理论基础。从呈现超疏水润湿现象的典型动植物体表入手,综述其表面微形貌结构特征对超疏水润湿特性的影响机制,介绍材料表面超疏水润湿行为量化表征的数学模型;重点关注仿生超疏水表面制备技术的最新研究进展,包括传统制备方法与3D打印制备技术,以及超疏水表面制备样件的功效表征;分析指出仿生超疏水表面的低成本、大面积、功效持久性是该领域未来发展的重要方向。研究成果可加深学者对超疏水润湿特性的认知,推动超疏水表面仿生研制新思路、新方法、新技术的发展。     

水工混凝土的抗渗性研究

水工混凝土一般为防水混凝土,它是因本身的密实性而具有一定防水抗渗能力的整体式混凝土或钢筋混凝土结构。它兼有承重、围护和抗渗的功能,还可满足一定的耐冻融及耐侵蚀要求。防水混凝土结构具有材料来源广泛、工艺操作简单、工程成本低廉、结构整体性强、防水抗渗耐久等特点。防水混凝土结构以其独特的优越性成为水工工程建筑的首选。介绍了水利工程中混凝土水渗的评价方法,如稳定流动法、渗透深度法和抗渗等级法等方法对各种测试方法进行了综合对比评价。混凝土的抗渗性主要决定于水灰比、龄期;此外,搀加粉煤灰对其也有很大的影响。不同水灰比混凝土的抗渗性水灰比越小,凝固后的水泥浆越密实,抗渗性越高。     

黄土滑坡类型及变形破坏机制

中国西北黄土高原地区滑坡灾害十分发育,按滑体岩土组成和滑面发育位置,黄土地区的滑坡可划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土-泥岩顺层滑坡、黄土-泥岩切层滑坡四种基本类型。在此基础上。本文对四类黄土滑坡的变形破坏机制进行了系统研究,主要包括滑移-拉裂型、滑移-压致-拉裂型、滑移—拉裂-剪断型三类,归纳总结了不同黄土滑坡对应的变形破坏机制。这些基本规律对黄土滑坡研究和防治、滑坡灾害预测有-定指导意义和实用价值。