风积沙处治公路改扩建翻浆路基工艺技术

以新疆兵团第八师下沙(下野地——沙门子)公路改扩建工程为依托,提出了风积沙在翻浆路基改扩建工程中的施工工艺及质量控制方法,为风积沙资源的科学利用提供借鉴。     

粒径对污水污泥低温热解产物油特性影响研究

采用管式电炉,在惰性条件下对污水污泥进行热解实验,研究温度及污泥粒径对热解产物产率和组成成分的影响.污泥根据颗粒粒径分为1～0.5 mm,0.5～0.2 mm 和≤0.2 mm 3组,热解温度范围为250～700 ℃,油液通过连接的冷凝管收集.结果表明,粒径为0.5～0.2 mm的污泥在450 ℃时,得到最大油产率32%;同时发现污泥粒径越小达到最大产率的温度越低,热解效率越高.根据GC-MS对油液的分析结果,3种热解油所含化合物主要为单环芳烃,脂肪族化合物,含氧有机化合物,含氮化合物,甾族化合物, 卤化物,含氮的杂环化合物,多环芳烃化合物等8类.     

干燥污泥与含水污泥的热解动力学研究

为初步探寻含水污泥的热解动力学机理,在不同升温速率下利用热重-差热(TG-DTA)分析仪对干燥污泥和含水污泥进行了热分析对比实验.根据Coats-Redfern法,采用11种常见机理函数对不同升温速率下干、湿污泥的热解主体阶段进行线性模拟,并结合Malek法筛选出最为合理的机理方程,求解其动力学参数.结果表明:干燥污泥的TG曲线有1个明显失重段,而含水污泥的TG曲线则出现2个失重区间;高升温速率可在一定程度上促进反应的进行,有利于提高污泥有机质的转化率.     

剩余污泥的热解反应动力学研究

采用差热天平对南昌市青山湖污水厂的2种剩余污泥(消化前和消化后)进行TG-DTG-DSC实验。实验结果表明:未经消化的干基污泥的热解过程中有2个失重峰值。利用实验结果对2种干基污泥的热解表象及其动力学规律进行了研究。求解了2种污泥的化学反应动力学参数———频率因子A、活化能E及反应级数n,得到热解动力学方程。     

城市污泥热解特性及理化性能研究

对等温和非等温2种升温方式下污泥的热解过程进行研究,利用热重分析仪、X线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪及扫描电镜对污泥的热解和理化特性进行分析,结合热解特征参数,采用分布活化能模型,揭示其相应热解机理.研究结果表明:在非等温条件下,随着升温速率增加,热解过程在高温区发生,最大质量损失率提升,对应峰值温度偏移,产生热滞后,...     

污泥残炭对城市污泥催化热解制油影响的实验研究

以污泥残炭作为城市污泥热解的催化剂,考察热解温度、残炭添加比例对热解产物产率及有机相成分的影响.结果表明:对非催化热解,有机相产率在500℃时达到最大值6.83%.添加残炭有利于污泥中挥发分的脱除,残炭对有机相加氢脱氧及含氯化合物的脱除效果较好,但不利于多环芳烃的脱除.对污泥残炭进行改性,通过负载Fe,Cu,Al和Ni等金属元素,研究改性后残炭对污泥热解的催化作用.结果表明:负载Al的残炭对污泥中挥发分的脱除效果最佳,残炭改性后热解液有机相的热值升高,黏度降低,含氧化合物和含氮化合物含量均降低.添加负载Fe的残炭对有机相加氢脱氧及黏度降低效果最好,与添加原始残炭相比,负载Fe的残炭催化得到的有机相黏度降低了24.32%,烷烯烃类含量增加了17.62%.添加负载Ni的残炭可有效降低含氮化合物含量,添加负载Cu的残炭有机相中未发现多环芳烃.     

废黄石膏路基材料物理力学性能研究

讨论了化工废黄石膏路基材料的力学性能和体积稳定性能，阐述了废黄石膏在矿物掺合物、激发剂、外加剂等存在同时，不同配合比下的强度发展规律、体积稳定性、溶出率和吸水率以及对路基材料的影响。     

竹筋格栅处治填挖路基加筋特性研究

相较传统土工合成材料,竹筋格栅以其取材方便、易加工、经济环保的特点,具有较好的应用推广价值.依托国道310南移工程,针对竹筋格栅处治填挖交界路基承载变形机理进行研究.首先,对竹材的抗拉和抗弯力学性能进行测试,并结合规范推荐指标与普通土工格栅的力学特性进行对比.其次,采用室内直剪试验对比研究了加筋类型、竹筋格栅间距和填料压实度对筋土界面特性的影响.最后,建立填挖交界路基加筋处治有限元模型,分析了有无筋材、不同加筋类型和不同筋体计算模式情况下路基的应力和变形情况.结果表明：竹材自身力学性能满足规范对加筋材料的一般要求;竹筋格栅存在最优布置间距,筋土界面特性随填料压实度提高而增强.竹筋格栅较好的界面特性和自身抗变形能力,使其对路基的侧向约束作用和控制差异沉降效果均优于土工格栅.     

含水率波动状态下公明公路路基土劣化微观机理与本构模型

通过固结排水三轴剪切试验、压汞试验和电镜扫描试验探究含水率波动对公明公路路基土力学特性的影响与其劣化微观机理,基于邓肯-张模型提出了一个能够考虑含水率波动影响的路基土经验本构模型。结果表明：含水率波动使得路基土中、大孔隙增多,同时微裂隙得到发展引起试样结构被分割,导致试样剪切应力-应变关系从应变软化向应变硬化型转变,试样剪缩特性提升、剪切强度降低;含水率波动程度越大,试样剪缩特性越明显,剪切强度则越弱;提出的路基土本构模型的计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的有效性和适用性。     

岩石热断裂破坏特性研究

岩石的热膨胀是不可逆的,会受加热历史的影响,加热时的特性和冷却后的特性差异较大. 本文研究了温度载荷作用下岩石材料在压缩和拉伸时的热断裂破坏过程,分析了岩石热断裂破坏的宏观力学特性,探讨了岩石宏观热破坏作用机理. 根据岩石热破坏机理与岩石强度准则,计算了试件在各温度作用下受压和受拉破坏时产生的最大应力. 计算结果能较好地与实验结果吻合.     

油砂及其热解半焦的燃烧研究

通过X-射线衍射(XRD)对油砂、其热解半焦以及两者燃烧灰样的物相进行了分析,利用氮气等温吸脱附研究了灰样表明特性,采用热重分析法对比了油砂和半焦的燃烧特性,并借助平行反应模型进行了动力学分析。结果表明油砂和热解半焦中所含矿物质主要为方解石,其分解温度主要在873-973 K内。灰样的分形维数D、孔容积和BET比表面积随燃烧温度变化的趋势相近。TG-DTG曲线表明油砂在低温段有明显的燃烧失重趋势,而焦炭不明显,但两者在高温段的失重过程相似,同时油砂着火及燃烧性能比半焦高。平行反应模型可以很好地描述油砂及半焦的燃烧过程,两者动力学模型有一定相似性;半焦燃烧的平均表观活化能Em比油砂高,反应活性较低。     

橡胶集料风积沙混凝土力学性能试验与微观分析

为研究不同橡胶集料取代率对风积沙混凝土力学性能的影响规律,设计、制作10组不同配合比的混凝土试件,通过对各试件进行基本力学性能试验、SEM和EDS测试,对比分析了橡胶集料和风积沙对混凝土力学性能的作用机理,并研究了橡胶集料风积沙混凝土和橡胶集料混凝土2种试件水泥石砂浆界面过渡区的微观结构。研究结果表明,橡胶集料风积沙混凝土和橡胶集料混凝土试件的抗压、抗折、劈裂抗拉强度均随着橡胶集料取代率的增加而降低;折压比随橡胶集料取代率的增加而增加;橡胶的掺入使混凝土的界面过渡区更为薄弱,试件内部呈现出较多微小孔隙,导致混凝土强度的降低。     

土工材料力学性能对风积沙复合地基抗拔加固效果的影响

为促进土工合成材料在输电线路工程地基处理中的选型应用,加固改良铁塔基础风积沙地基抗拔性能,通过室内钢塑土工格栅、塑料双向土工格栅、土工布加筋复合地基基础抗拔性能模型试验,并结合沙漠风积沙常规地基与加筋复合地基基础原位载荷试验中抗拔失稳时地表裂缝分布特征,研究了土工材料改良风积沙地基抗拔性能的加固机理,分析了筋材抗拉强度、伸长率及其与风积沙间摩擦系数性能指标对风积沙地基抗拔性能改良效果的影响。结果表明：复合地基土工材料有利于将基础荷载作用传递扩散至更大范围,通过筋材对基础底板的下拉作用实现基础抗拔性能的提升;筋材拉伸强度对地基抗拔能力提升影响较小,较大的伸长率会弱化地基抗拔加固效果,筋材与风积沙间摩擦系数越大地基抗拔加固效果更优。因此风积沙地基抗拔性能加固处理的筋材选型主要考虑伸长率和摩擦系数,钢塑土工格栅和塑料双向土工格栅的抗拔加固效果优于土工布。     

改良粉砂土力学性能实验研究

为使作为路基填料的豫东粉砂土达到工程效果,对其进行改良实验.首先取开封地区粉砂土样筛分得到其基本物理性质,然后选定水泥、石灰及粉煤灰作为改良剂,设计正交实验方案,进行击实、直剪、无侧限抗压强度实验、动三轴实验.结果表明:(1)改良土的最佳含水率整体增大,最大干密度降低,并且当含水率大于最佳含水率时,干密度下降速率较缓,说明改良后的粉砂土效果较好;(2)改良土抗剪强度随着时间的推移而得到强化,且无论是7 d还是28 d,改良剂为6%水泥+7%石灰+2%粉煤灰配比的强度均大于其他3个配比;(3)改良后粉土的抗压强度随龄期而逐渐增加,7 d的抗压强度为素土的3.5倍左右,28 d抗压强度为素土的6.8～9.6倍;(4)含水率对改良粉砂土动力特性影响较大,当含水率由13.1%增加到18%时,累积塑性应变增大约91.0%,临界动应力与动强度均呈减小趋势,承载能力明显降低.     

油砂组成结构及热解特性分析

采用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对四种油砂微观结构和官能团进行研究,通过FTIR谱图的分峰拟合处理,对油砂主要官能团进行半定量分析。研究表明：油砂由芳香烃、脂肪烃、羟基官能团和含氧官能团等组成,其中芳香烃结构和醇类化合物为主。利用TGA/DSC1型同步热分析仪和傅里叶变换红外光谱仪(TG-FTIR)进行了油砂热解特性实验,考察了升温速率对热解特性的影响,探究了油砂热解过程中挥发分的析出规律与主要气相产物H2O、CO2、CO、CH4、CnHm的释放特性。结果表明：油砂热解过程分为干燥脱气段、低温热解和高温热解3个阶段,其中有机质挥发分的析出主要发生在低温热解段;随着升温速率的提高,油砂热解产物释放更加集中,热解特性趋好。油砂热解过程中先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,主要的烷基侧链不断脱落、环化及含氧官能团逐渐断裂生成各种烷烃类、羧酸类、醇类和醛类等物质,甲氧基(-O-CH3)、亚甲基(-CH2-)和甲基(-CH3)在低温段(＜600℃)断裂振动生成有机气体CnHm和CH4。     

基于热裂解法的印尼油砂性质考察

油砂作为石油有效的补充资源逐渐引起人们的重视,但如何将油砂中的重油高效环保地提取出来,目前尚无良策。针对目前存在的三种油砂分离技术,即热碱水洗法、溶剂抽提法、热解干馏法,实验采用热解干馏法对印尼油砂热裂解性质进行了考察。     

原油罐底污泥特性分析与资源回收实验研究

依据油罐底泥的成分及性质,选择低沸点溶剂油作为溶剂.以适当的溶剂-油罐底泥质量比萃取油罐底泥,通过离心的方式分离油分和污泥,并蒸馏回收溶剂,干化污泥.实验结果表明,当溶剂-油罐底泥质量比为0.8~1.0、离心力为700g、离心时间2,min、分离液蒸馏5,min、底层污泥干化2,h时,可得到较为理想的油分和可燃污泥,并有效回收溶剂.该研究经济效益明显,可行性较高,对于处理油罐底泥具有重要的应用价值.     

城市污水污泥热解动力学研究

采用热重分析法对南京市江心洲污水处理厂的污泥进行了热解动力学研究．实验结果表明：干燥污泥的热解在以20℃／min的升温速率从20℃升至800℃的过程中有3个失重速率较高的阶段,以挥发分析出阶段为主．通过Coat s-Redfern指数积分法,求出了这3个阶段的化学反应动力学参数——频率因子A和活化能E,得到污泥的热解动力学方程．     

阿曼渣油丙烷脱沥青试验研究

在完成对溶剂脱沥青中试装置安装和调试的基础上,研究阿曼渣油的丙烷脱沥青过程,考察萃取温度、压力及剂油比等参数对脱油沥青和脱沥青油的收率及质量的影响.结果表明萃取塔温度和剂油比对产品的质量和收率影响较大,而萃取压力保持在丙烷临界压力左右即可.