复杂裂隙网络无压渗流分析的变分不等式提法

通过对仅适用于湿区裂隙渗流的Darcy定理进行延拓处理,并将潜在溢出面归纳为Signorini型互补边界条件,建立了定义在裂隙网络全域上无压渗流问题的偏微分方程（PDE）提法.为了减小试探函数的选取难度和消除溢出点的奇异性,进一步发展了与PDE提法等价的变分不等式（VI）提法,并给出了离散型变分不等式提法的有限元数值求解格式、迭代算法与计算流程.由于使用了连续型的Heaviside函数代替阶跃型函数,避免了对位于过渡区域裂隙单元进行积分时形成的数值跳跃,从而显著提高了有限元数值求解过程中的稳定性.典型算例的计算结果验证了该方法的有效性和可靠性,并表明基于离散裂隙网络模型的无压渗流分析不但可以较好模拟裂隙岩体渗流的非均质性和优势水流方向,还可以准确预测坡体内部排水结构的渗流量,为裂隙岩体边坡防渗排水系统的优化布置提供科学依据.     

SMBR 中梯型平板膜组件增强曝气作用的数学模型分析

针对目前应用较广的平板膜竖直结构提出改进, 设计具有一定的倾斜角度θ 的梯型平板膜结构, 使其在保持膜面附近气泡错流速度的同时增加气泡与膜面弹性碰撞的强度与次数, 提高膜面曝气冲刷效率, 高效控制膜污染, 最终降低SMBR中由强曝气所产生的高能耗. 通过对 Vries 建立的气泡与竖直平板相互碰撞数学模型的推导和改进, 利用计算机迭代运算技术得到一定曝气位置下不同气泡大小范围内的相对适宜的倾斜角度q. 最后对于SMBR实际应用中多组平行放置的单片梯型膜提出建议, 设计膜组件间隔8~15 mm, 并在组件间5~7 mm位置进行曝气, 梯型膜设计的最佳角度q 在1.7°~2.5°之间.     

岩体粗糙单裂隙流体渗流机制的实验研究

岩体的天然裂隙结构与渗流行为异常复杂,岩体裂隙渗流机制与定量描述一直是岩土、矿业、地质、石油及天然气工程高度关注的难点问题．为了探究岩体粗糙裂隙的渗流机制和粗糙结构的影响,本文通过岩体单裂隙物理模型的水渗流实验,利用Weierstrass-Mandelbrot分形函数和PMMA材料制作了不同分形维数粗糙单裂隙的物理模型,利用高速摄相机记录了粗糙裂隙水渗流的全过程,分析了水渗流性质随裂隙粗糙性的变化规律及粗糙结构对渗流机制的影响,阐述了粗糙结构中水渗流的流动阻力构成,建立了水流阻力与裂隙粗糙性关系的分形模型,提出了粗糙单裂隙分形等效渗透系数和计算公式,为理解和定量描述岩体粗糙单裂隙渗流性质及其与裂隙结构之间的关系提供了实验依据和参考．     

从铝酸钠溶液中析出一水软铝石的实验研究

通过热力学分析确定了铝酸钠溶液体系中三水铝石、一水软铝石平衡固相与温度和苛性比之间的关系。以三水铝石为前驱体，通过水热法处理，制得蛄晶良好、纯度较高的一水软铝石；升高温度，延长反应时间，减小前驱体粒度以及加入适量苛性碱都有利于三水铝石向一水软铝石的转变。以一水软铝石为晶种分解铝酸钠溶液的实验结果表明：分解原液浓度升高，分解率降低；晶种粒度减小，分解时间延长，分解率升高；在95℃，铝酸钠溶液只析出一水软铝石，且最大分解率可迭43．19％；而在85℃以下，分解产物为三水铝石。实验蛄果与理论分析结果相吻合。     

灌浆压力对裂隙岩体可灌性的影响分析

岩体的可灌性不仅取决于受灌裂隙的初始开度,还与在灌浆压力作用下裂隙的弹性扩张值有关.本文首先建立了灌浆压力沿流程的非线性分布方程,然后导出了估算裂隙弹性扩张值的理论公式.示例分析表明,灌浆压力的扩缝效应对细裂隙的可灌性有较明显的改善作用.     

平行板间各向异性散射介质辐射传递方程求解

通过计算离散能束在传播过程中散射的能量在空间方向上的分布份额,用基于蒙特卡洛法的DRESOR法在平行平板系统内对相函数分别为一阶前向、一阶后向的各向异性散射介质中的辐射传递方程进行了求解,分别给出了各向异性散射条件下系统边界的具有较高方向分辨率的辐射强度分布以及系统内的热流、热源和入射辐射分布,并对各向异性散射对结果的影响进行了分析.将计算辐射强度结果代入辐射传递方程进行验证计算,验证结果的比较证明了DRESOR法求解辐射传递方程的有效性和正确性,并且计算结果达到了很高的精度.     

净浆裹石工艺在配制高强混凝土中的应用研究

采用普通原材料和净浆裹石工艺,通过正交设计试验研究,配制了强度为80 M Pa的高强混凝土,给出了优选配比。试验结果表明:净浆裹石搅拌工艺可以改善界面过渡区结构,提高混凝土的强度和耐久性。     

化肥厂高浓度氨氮废水的处理和回用

在实验室规模研究了通过生成鸟粪石（磷酸铵镁, MAP）去除氨氮工艺条件的影响. 加入磷酸和MgO产生MAP沉淀, pH值对其影响很大, pH值为9.0时氨氮去除效果最好. PO₄^3-, Mg²⁺, NH₄⁺的摩尔比为1 ∶1.5 ∶1时, 氨氮去除率较大并且可较好地回收氨生成鸟粪石. 此外, 物料的加入次序严重影响氨氮的去除. 两步沉淀工艺氨氮去除率达99.1%, 氨回收率为80.1%.     

栾川南泥湖钼矿床含矿裂隙研究

东秦岭钼矿带是世界上重要的钼矿带之一,带内分布着几个超大型钼矿床,南泥湖钼矿床就是其中之一．南泥湖钼矿床含矿裂隙含脉率、含脉密度及含矿裂隙产状研究结果表明：１．钼矿化受裂隙和含脉率控制;２．南泥湖钼矿床含矿裂隙具有明显的方向性,走向主要为ＮＥ—ＮＮＥ向;３．含脉率越高含矿性越好,含矿裂隙的发育程度对蚀变岩分布范围和交代程度具有明显的影响．     

降雨诱发浅伏采空区上方地表塌陷机理

针对浅埋煤层采出后易发生地表塌陷地质灾害现象,分析了浅埋煤层采空区上覆岩层破坏特征及断裂岩层结构的稳定性,进行了不同含水量岩石力学特性的实验研究.结果表明:岩体试件在天然状态与饱水状态时的剪切力-剪切位移曲线变化趋势是基本一致的,但试件在饱水状态时的抗剪强度与天然状态相比大幅下降;不同含水量试件在单轴压缩条件下的应力-应变曲线随着含水量的增加,曲线的位置降低,峰值强度相应降低.