湿喷混凝土力学性能及其应用研究

干喷混凝土在煤矿大断面巷道中存在强度低、匀质性差,施工过程回弹率低、粉尘浓度大等问题,而湿喷混凝土是解决此类问题的最有效途径之一。对比干、湿喷混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度,湿喷混凝土强度明显提高,提高比率依次为49.3%、47.1%和47.2%,并通过现场塌落度实验确定水:水泥:砂子:石子=0.45:1.0:2.0:1.8,减水剂掺量为水泥0.8%的最佳配合比。其次采用FLAC模拟软件建立湿喷混凝土支护数值计算模型,分析干喷混凝土支护、湿喷混凝土支护后力学响应和位移情况。研究表明:湿喷混凝土支护条件下高应力区减少,应力变化更趋于平稳,巷道围岩承载力增加,稳定性更强。相对于干喷混凝土支护巷道最大水平位移和最大竖向位移分别减少了3.73%、10.8%,湿喷混凝土可在一定程度上减少巷道变形。     

不良岩体巷道的湿喷混凝土支护技术

通过分析传统支护理论与实践存在的不足,提出湿喷混凝土在不良岩体巷道支护中的支撑作用、充填与隔离作用以及应力转化作用;根据具体的工程背景,应用Barton的Q岩体分级及支护方法,提出采用湿喷混凝土+树脂锚杆的支护方案.研究结果表明:该支护方案实现了对不良岩体巷道的有效支护;湿喷混凝土直接成本与干喷混凝土直接成本近似相等,相同材料的湿喷混凝土平均强度比干喷混凝的平均强度高45%～85%,实现了对不良岩体巷道的支护需要;湿喷混凝土+树脂锚杆支护技术可替代传统的干喷混凝土+钢网+锚杆工艺,对不良岩体的支护具有独特优势.     

细菌纤维素生物医学材料的性能改进

针对细菌纤维素(BC)生物医学材料的需要,研究改进其柔软度、柔韧性、吸水性、拉伸强度和抑菌性能的措施.BC湿膜在ε-聚赖氨酸溶液中浸泡后干燥,可获得满意的抑菌效果.BC湿膜被ε-聚赖氨酸溶液处理后在一定浓度的丙三醇溶液中浸泡并干燥,可获得满意的吸水性、柔软度、柔韧性和拉伸强度.经100%丙三醇处理的BC干膜,在相对湿度为(92.31±0.60)%的空气中,吸水质量达到自身质量的14倍;处理后BC干膜的柔软度为A级卫生纸的柔软度的5.5倍:拉伸强度增加了56%,断裂伸长率大幅增加,从原始的1.01%增加到19.29%,BC干膜的柔韧性得到改善.     

装配式节段梁UHPC湿接缝界面力学性能数值模拟分析

为解决装配式节段梁菱形湿接缝抗剪性能弱、接缝界面易剥离、耐久性差等诸多工程实际问题,设计了一种“干”字形超高性能混凝土(UHPC)湿接缝,采用ABAQUS有限元软件分析接缝构造形式、接缝配筋率和接缝结合面粗糙度对UHPC湿接缝界面力学性能影响规律.研究结果表明：基于Traction-Separation结合面的有限元模型可较好模拟节段梁湿接缝界面力学性能;提出的“干”字形接缝界面力学性能显著优于菱形接缝,界面切向剪应力集中面积远小于菱形接缝,正弯矩受拉区钢筋和UHPC剥离位移最大可减小约83.7%;“干”字形湿接缝界面黏结正应力并不随着配筋率增加而同比例提高,配筋率对界面切向剪应力影响呈双峰效应;湿接缝配筋率建议取4.8%;配筋率和界面粗糙度对湿接缝界面法向剥离位移影响较小,可忽略不计.     

维吾尔族和汉族大学生耵聍型分布

对2118名维吾尔族和汉族大学生进行了耵聍的调查。结果表明,维吾尔族干型耵聍为11.6％,湿型耵聍为88.4％;汉族干型耵聍为95.3％,湿型耵聍为4.7％。两群体耵聍型分布相差极显著,而耵聍型与遗传有密切关系。     

多孔介质对流干燥过程数值模拟

为研究含湿毛细孔介质干燥过程的相变现象,建立了相变的传热传质数学模型.模型中以残余饱和度将多孔介质划分为湿区与干区,湿区和干区以“蒸发界面”动态边界相互耦合.用有限差分方法对多孔介质一维干燥过程进行了计算,数值解表明:干区是等速干燥与降速干燥的分界点;干燥初期多孔介质压力升高,温度下降;随后在等速干燥段温度分布保持不变,在出现干区时再度升高.干区出现的初期,蒸发界面向多孔介质内部推进的速度较慢,在到达介质厚度10%左右时出现转折,随后推进速度加快.     

砂土层中钢管桩高频振动贯入效率模型试验

针对钢管桩高频振动沉桩效率的影响因素研究不够系统的问题,通过砂土层中钢管桩高频振动沉桩室内模型试验,研究了不同激振力和激振频率工况下,钢管桩在不同密实度及饱和度砂土中的沉桩位移,分析了砂土层中钢管桩高频振动沉桩效率的影响因素。研究结果表明:干砂中,相对密实度为30%的沉桩位移大于相对密实度为50%的沉桩位移;当激振频率为40 Hz时,干砂中沉桩位移均达到最小值。湿砂中,饱和度为70%时的沉桩位移大于饱和度为50%时的沉桩位移;当激振频率为50 Hz时,湿砂中沉桩位移均达到最小值。增大电压峰值,钢管桩在干砂和湿砂中的贯入效率有部分提高。     

漆酶处理国产OCC纸浆增强成纸强度

采用漆酶处理国产旧瓦楞纸箱(LOCC)原料增加纸浆强度,对漆酶处理国产OCC纸浆最佳工艺条件进行优化.在最优条件下,采用扫描电镜(SEM)分析了漆酶处理前后成纸纤维表面的形态差异,并利用纤维形态分析仪(Fiber-Tester)分析了漆酶处理前后浆料中纤维形态学参数的变化.研究结果表明漆酶处理国产OCC纸浆最佳工艺条件为:酶用量24 U/g(相对于绝干浆),pH 6.0,温度45,℃,浆浓3%,通空气条件下反应2,h.漆酶在最优条件下处理国产OCC纸浆时,干抗张指数提高11.5%,湿抗张指数提高12.2%,干环压指数提高7.5%,湿环压指数提高幅度最大为20.6%;漆酶/白水体系在最优条件下处理国产OCC纸浆时,干抗张指数提高10.0%,湿抗张指数提高27.0%,干环压指数提高10.5%,湿环压指数提高幅度最大为24.9%.经过漆酶处理后的纤维表面呈现凹凸不平的现象,纤维形态学参数无明显变化;而经过漆酶/白水体系处理后的纤维间产生更多的连接膜,纤维的粗度由空白试样的136.7 mg/m提高至140.6 mg/m.     

地下污水渗滤系统基质层ORP扰动特征及其影响因素

以往研究认为基质氧化还原电位分区呈垂直线性变化， 且即使存在微区穿透现象，也未能获得充分的实验证实.为揭示氧化还原微区变化规律及其影响因素， 采用土柱模拟方法探究了水力负荷与湿干比对氧化还原微区的扰动规律.结果表明: 在中等水力负荷(0.1m³/(m²·d))下， 湿干比变化可诱导氧化还原电位分区纵向移动，硝化区随湿干比增大而缩小， 反硝化区反之;湿干比过大可导致硝化与反硝化微区互穿透， 产生非线性分区; 水力负荷变化对氧化还原微环境扰动显著，负荷增大对中下层影响更明显;湿干比为4h∶8h时， 氧化还原电位分区随水力负荷变化呈明显线性波动.     

煤矿锚喷作业区喷浆粉尘数值模拟与新型湿喷一体机研制

基于颗粒离散相模型采用FLUENT软件分别对干、湿喷时的喷浆粉尘运移规律和质量浓度进行数值模拟。根据呼吸带高度粉尘质量浓度模拟结果,提出"湿喷粉尘预防三区"的概念。研究结果表明:湿喷物料反弹射流较干喷对风流径向偏移的影响显著,加之湿喷粉尘粒径较大,所以其扩散较为均匀,沉降速度较快,整个巷道空间内的湿喷粉尘质量浓度比干喷时大为降低。在湿喷口后方16 m以外为最佳作业区域。为降低喷浆作业现场的粉尘质量浓度,改变目前湿喷机、搅拌机单独成体,运动、应用不方便的弊端,根据液压驱动原理研发集搅拌、喷射、行走三功能合一的湿喷一体机。相对于干喷而言,采用一体机湿喷作业后,作业现场的全尘、呼尘质量浓度和混凝土物料的回弹率大幅降低,并且提高了喷射混凝土大板的28 d抗压强度。     

饱和面干处理方式对再生细骨料UHPC自收缩性能的影响

饱和面干再生细骨料具有内养护效应,可以提高超高性能混凝土（UHPC）的抗裂性能。采用预湿饱和面干和外加水饱和面干处理再生细骨料（RFA）,将再生细骨料替代50%河砂,制备UHPC。研究不同处理方式获得的饱和面干再生细骨料对UHPC抗压强度、内部相对湿度及自收缩的影响,并利用MIP进行机理解释。研究结果表明,总水胶比为0.24时,与采用预湿饱和面干RFA的UHPC相比,采用外加水饱和面干RFA的UHPC,其大于50nm孔体积增多,抗压强度降低;内部相对湿度减少,自收缩增大;但其28d的抗压强度只降低了3.2%,且7d的自收缩只提高10.5%。考虑到施工的方便性,仍建议在UHPC中采用外加水饱和面干RFA。研究成果为再生细骨料UHPC的应用提供依据。     

采用多体动力学的压缩机曲轴结构优化

以小型活塞式压缩机为研究对象,提出了降低曲轴系统扭振幅值、提高曲轴强度、轻量化曲轴的优化设计方法。在考虑电机转动惯量影响的同时建立了曲轴系统多体动力学模型,利用正交试验方法从多个设计参数中筛选出影响曲轴系统扭振和强度性能的显著因子,并在显著因子和曲轴系统一个周期内的最大扭转角、峰值应力及质量下拟合了二阶响应面模型,采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)对二阶响应面拟合模型进行了优化。通过对某W型活塞式压缩机平衡重过渡圆角半径、曲轴偏心距和曲柄厚度进行优化显示,压缩机曲轴质量、自由端扭转角、峰值应力与初始值相比分别下降了11.31%、22.9%、25.10%,表明优化后曲轴系统的扭振幅值下降,质量减轻,强度提升。研究结果可为优化压缩机设计、提高曲轴的性能提供参考。     

沸石床快速渗滤工艺性能研究

对人工快渗系统CRI进行了模拟实验.研究结果表明,CRI对COD、氨氮有较好的去除效果;在有机负荷0.2～0.6 kg COD/(m3·d)、水力负荷周期1～2.5 d和湿干比2:1～1:3的适宜工艺条件下,COD去除率达到70%～90%,氨氮去除率达到90%;增大水力负荷周期和减小湿干比都有利于COD的去除.     

木质颗粒纤维在SMA中的分散性评价与影响因素

为了研究木质颗粒纤维在SMA沥青混合料的分散特性及其影响因素,根据木质纤维在沥青混合料中的作用机理提出有效纤维含量的概念.基于纤维有效含量与析漏损失的指数关系,提出一种木质颗粒纤维分散性的检测方法,并分析纤维制粒剂、木浆材质、干拌时间、湿拌时间及拌和温度对木质颗粒纤维分散性的影响.试验结果验证了所设计检测方法的可行性与有效性.结果表明:采用沥青制粒剂可大幅提升木质颗粒纤维的分散率;延长干拌时间是提升木质颗粒纤维分散率的最有效拌和工艺;采用原生木浆颗粒纤维不能显著提升纤维分散率,但可大幅降低SMA混合料的析漏损失;拌和温度与木质颗粒纤维分散率之间无显著相关性.采用方差分析得出各因素对分散性的影响大小顺序为:制粒剂、干拌时间、湿拌时间、木浆材质、拌和温度.     

菠萝蜜果实采后糖、酸、蛋白质和V_C含量的变化

以湿包类型菠萝蜜‘301株系’和干包类型菠萝蜜‘75株系’为试材,对常温贮藏条件下果实中的淀粉、可溶性总糖、可滴定有机酸、维生素C和蛋白质含量进行了研究.结果表明:菠萝蜜属于典型的淀粉转化型果实,成熟过程中随着淀粉的不断降解,干、湿包果腱和果肉中的可溶性总糖含量不断增加,分别于采后第5天和第6天、第2天和第3天达到最大之后开始下降.果腱中淀粉的降解和可溶性总糖积累的时间均要早于果肉.干、湿包果肉中的蔗糖含量分别在采后1d和2d增加缓慢,之后迅速增加,分别于采后第2天和第4天达到最大.干、湿包果肉和果腱中的还原糖和有机酸含量、湿包果腱和干包果肉、果腱中的VC含量及湿包果腱中的蛋白质含量均呈现出先升后降的变化趋势,而湿包果肉中的VC和蛋白质含量不断缓慢下降.干包果肉和果腱的蛋白质含量则是先降后升.     

加压条件下两段法天然气催化氧化制合成气催化剂的改进

以α Al2O3为载体,在加压条件下,采用初湿浸渍法制备了镧助Ni/α Al2O3部分氧化重整催化剂和负载型钙钛矿型LCFM/α Al2O3燃烧催化剂,考察了反应温度、压力、CH4与氧配比等因素对两段法甲烷催化氧化制合成气性能的影响。结果表明,在两段法催化氧化制合成气工艺中采用LCFM/α Al2O3燃烧催化剂和镧助Ni/α Al2O3部分氧化/重整催化剂,能够消除反应热点,降低反应的危险性。当温度为1000℃及体系压力为2MPa时,甲烷转化率约为85%,CO和H2的选择性接近90%,与热力学平衡值十分接近;增加原料气中的氧含量,可以提高甲烷的转化率,但CO和H2选择性随之降低。     

内燃机曲轴轴系弯扭耦合非线性振动响应

建立了内燃机曲轴轴系弯扭耦合运动微分方程,模型中考虑了轴系变惯量、质量偏心和非线性干摩擦阻尼力等因素.采用数值积分法研究了质量偏心和转速对系统非线性动力学响应的影响;将系统微分方程组转化为非线性代数方程组,运用谐波平衡法获得了系统幅频特性.结果表明,谐波平衡法与数值积分法得到的结果吻合较好;气缸与活塞间阻尼会对系统响应振幅产生明显抑制作用;减小曲轴轴系偏心量可以有效地提高曲轴系统运动稳定性.     

基于非线性多体动力学和有限元法的柴油机曲轴动态强度分析

为更准确地分析曲轴在运行工况下的动力学响应特性,采用Pro/E 3D软件对CA4D32柴油机曲轴、轴承等部件进行三维实体有限元建模,并将模型导入非线性多体动力学分析软件AVL Excite,添加连接单元,建立轴系非线性多体动力学模型,计算了一个工作循环的主轴承载荷变化.将非线性多体动力学轴系位移量计算结果作为曲轴三维实体有限元精细模型的载荷边界条件,完成了一个循环曲轴动应力计算.结果表明,与刚性体的分析方法相比较,采用非线性多体动力学分析方法可获得更接近实际的有限元模型的载荷边界条件,提高了曲轴强度的计算精度.     

大木竹竹材物理性质的研究

以材性优良的毛竹等竹种为参比,研究了丛生竹种大木竹竹材的物理性能.结果表明:大木竹竹材的基本密度为0.618 g/cm3,小于毛竹的基本密度(0.765 g/cm3),而比参比的其他丛生竹密度大或与之相当;大木竹竹材气干体积干缩率为7.7%,吸水饱和体积湿胀率为18.686%,饱湿含水率为77.8%,均大于毛竹材的相应值.     

壳聚糖/SiO_2复合膜的制备及性能研究

以廉价的工业硅溶胶为SiO2纳米粒子,使其与壳聚糖的醋酸溶液共混,得到壳聚糖/SiO2复合膜(简称复合膜).研究了复合膜在干态和湿态下的力学性能,在波长200～800nm范围内的透光率,在水中的溶胀率,复合膜内SiO2微粒的形貌及其与壳聚糖的相互作用.结果表明:随着膜内SiO2质量分数增加,复合膜的溶胀率从65.88%降到45.65%.复合膜在干态和湿态下的拉伸强度、伸长率等力学性能呈现先增加到最大值,然后又降低的变化趋势.复合膜中SiO2质量分数为14.07%,其干态膜的力学性能较佳,拉伸强度和断裂伸长率分别为58.09MPa和20.74%.当复合膜中SiO2质量分数为30.30%时,湿态膜的力学性能最佳,其拉伸强度为35.83MPa,断裂伸长率为114.76%.SiO2通过与壳聚糖形成强的相互作用而被均匀分散在复合膜内,该复合膜具有良好的生物相容性和耐水性能,可作为一种潜在的生物分离功能膜.