公路路面热效应对环境气温的影响分析

为定量研究公路对气温观测的影响,本文使用2014年1—5月在陕西省开展的两组公路观测试验的逐分钟温度、风向、风速等气象资料,对比分析了合阳县国道和渭蒲高速公路在不同季节、不同天空状况以及不同背景风速条件下对周围环境气温观测的影响程度和影响距离。试验结果表明:公路对周围的环境温度有一定的增温影响,合阳国道对环境温度的增温影响至75m,增温效应达0.25~0.4℃。高速公路的增温影响至125m,增温效应达0.2~0.4℃。冬季,两条公路白天增温效应较夜间明显,春季,高速公路夜间增温更明显。晴天、多云天气比阴天、降雨天气增温程度大。公路对气温的增温影响存在风速阈值,当风速小于对应阈值时,增温效应明显。公路上来往车流量对气温有一定的叠加增温影响,合阳国道白天车流量150~350辆,叠加增温效应0.05~0.1℃,蒲渭高速白天车流量2000~3500辆,叠加增温效应0.16℃。     

地下结构地震反应规律和抗震设计方法研究

随着城市轨道交通系统,尤其是地铁的大规模建设,城市轨道交通系统的安全问题已经成为重中之重。地铁系统要在长时间的运行周期内保证安全,就必须具有良好的抗震性能。对于地下结构抗震问题,模型试验和数值计算是必不可少的两种手段,合理且简便的抗震设计方法是研究所要达到的目标,而地下结构周围土体材料的非线性动力本构模型是研究中的难点。本文对地下结构的地震反应规律和抗震设计方法进行了深入研究,取得了如下研究成果:(1)土的本构模型。根据Hardin和Drnevich提出的土体动应力-应变关系曲线以及其在非等幅往返荷载作用下的Pyke修正,结合Dafilias和Popov等人提出的边界面理论,构造了基于Hardin曲线的土体边界面本构模型,并在ADINA中利用自定义材料的二次开发实现了该本构模型。(2)二维有限元动力计算。采用Opensees对饱和砂土场地的地震反应进行了非线性动力有限元分析,并通过改变土性、地震动幅值、持时、频率等因素后数值模拟的对比,分析了各因素对可液化场地地震反应的影响;然后对饱和砂土中带中柱箱型隧道的地震反应进行了输入不同幅值地震动时的动力计算,分析了场地和结构的加速度反应及其频谱特性、场地的永久变形、隧道的变形和位移、以及隧道的内力分布,揭示了可液化土层中箱型隧道的地震反应规律和震害机理。(3)饱和砂土中地下结构地震反应振动台试验。完成了饱和砂土中地下结构地震反应的振动台试验,从孔压、土层加速度、土层频谱、地下结构加速度、地下结构频谱、动土压力和地下结构应变等方面分析了试验结果,并观测了宏观的试验现象,分析了饱和砂土场地以及其中埋置的地下结构的地震反应规律。(4)三维有限元动力计算。在Opensees计算平台中建立了穿过饱和砂土和粘土分界面箱型隧道的三维有限元模型并且进行了动力数值计算,对比分析了分界面两侧的土层和隧道的地震反应,此外,亦分析了沿隧道纵向地表竖向位移、隧道变形和隧道内力的分布,揭示了饱和砂土和粘土对隧道地震反应的不同作用,探索了穿过饱和砂土和粘土分界面的箱型隧道的地震反应规律和震害机理,对实际工程建设中此类隧道的抗震研究具有重要意义。(5)地下结构横截面抗震设计方法。详细介绍了反应位移法的原理和具体内容,以动力时程计算的结果作为参照,比较了几种地基弹簧参数取值方法计算结果的准确性;然后在反应位移法的基础上提出了大震下地基弹簧参数取值的非线性修正,并对其计算结果进行了验证;最后又依据地基弹簧参数取值的非线性修正,进而提出了基于反应位移法的地下结构简化pushover分析方法,并根据一具体算例对其计算结果进行了验证。(6)地铁隧道纵向抗震设计方法。介绍了几种常见的隧道纵向抗震设计方法,例如,BART法、质点-弹簧模型法和反应变位法等;然后将桩-土相互作用的p-y曲线弹簧引入到了地铁隧道的纵向抗震设计中,建立了超长隧道-地基土相互作用的p-y弹簧模型,并且通过对该模型的Pushover分析给出了地铁隧道的一种纵向弹塑性设计方法;最后通过多点激励对超长隧道-地基土相互作用的p-y弹簧模型进行了动力数值计算,得到了隧道纵向内力和变形的一些规律。     

双层打包带加固窗间墙抗震性能试验研究

地震时砌体结构窗间墙易发生破坏,为了提高其抗震性能,对高宽比为1的2组共4片墙体,其中:2片为双层打包带加固墙体,2片为原墙,进行了拟静力试验,研究墙体的破坏形态、水平承载力、滞回曲线和耗能等抗震性能。试验发现原墙发生剪切破坏,加固后墙体发生摇摆破坏,加固改变了墙体破坏模式,加固后墙体滞回曲线饱满但有捏笼,破坏荷载、延性和耗能能力都有提高,破坏时未发生剥离,表明双层打包带加固法有效地提高了窗间墙体抗震性能,对承受较大竖向应力墙体效果更好,建议加固时要加强加固层与窗下和窗上墙体的连接。     

典型基坑开挖卸荷路径下软土三轴流变特性研究

模拟基坑开挖下的卸荷路径,进行了不同卸荷条件下包括围压、卸荷路径和排水的卸荷流变试验。试验结果表明：软土在竖向卸荷试验中的回弹变形可分为瞬时回弹变形和滞后回弹变形;在应力控制式三轴试验中,围压和轴压同时卸荷时的初始变形速率较大;仅卸轴压时回弹滞后效应明显,而围压、轴压同时卸荷时由于土体产生剪切变形引起负孔压,使土体回弹滞后效应不明显;在相同卸荷路径下,排水剪切时由于土体吸水膨胀使得流变特性更明显些,且产生的负孔压最终会消散。根据试验成果,建立Merchant流变模型参数与卸荷条件的线性函数关系,并将函数关系代入Merchant模型,最终得到能考虑围压及卸荷路径影响的软土卸荷流变经验模型。研究结果为软土流变变形模型研究及卸荷后基坑变形研究提供了参考。     

环胶州湾公路海上段汽车尾气的环境影响

对类比路段进行连续模拟试验,进行现场调查,给出汽车尾气主要污染物的排污强度,预测了汽车尾气中CO、C_nH_m和NO_x的扩散范围。     

引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化的研究

依据引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化的事实以及传质理论,定性地分析了引黄水水质咸化的主要原因,包括盐碱土传质作用、蒸发浓缩作用以及风的扰动加速传质作用等.在北大港水库旁修建了一个模拟试验水池,进行了现场模拟试验研究.依据水量平衡和氯离子总量平衡的原理,分别定量地计算了传质作用和蒸发浓缩作用对水质咸化影响的比重.结果表明,在模拟水池蓄水后的30 d内,传质作用对水质咸化影响的比重有随时间增加而增长的趋势;30 d后,传质作用对水质咸化影响的比重稳定在80%,蒸发浓缩作用对水质咸化影响的比重稳定在20%,说明导致水质咸化的最主要因素是盐碱土传质作用.     

泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究

由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分,利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点,不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定,降低穿江越海盾构施工成本,选用CMC(羧甲基纤维素钠)、纤维素PAC(聚阴离子纤维素)、聚丙烯酸铵等8种添加剂进行海水泥浆性质变化试验,优选出对海水泥浆改性明显的添加剂,并分析优选添加剂掺入量和时间对海水泥浆性质的影响规律。同时,基于优选的添加剂CMC,利用泥膜形成试验平台进行改性海水泥浆地层渗透试验。研究表明:不同添加剂对海水泥浆性质变化差异较大,增黏剂PAC、CMC对海水泥浆的改性效果稍好,24 h离析出现浑浊层、混合层、絮凝沉淀层。海水泥浆对地层渗透的滤水量大于改性海水泥浆,泥皮也稍厚,但呈稀疏状态。可以推测,添加剂中和部分海水成分,呈絮凝沉淀,多余添加剂表现出对淡水泥浆的增稠作用。     

腐蚀管道在内压和轴向压力影响下的弯曲破坏

运行在恶劣环境中的海底管道,往往受到内压、轴力和弯矩等复杂荷载的联合作用。腐蚀会导致管壁局部变薄,降低管道极限承载力。为保证管道安全高效运行,准确预测和分析复杂荷载作用下的塑性极限承载力和变形行为就显得尤为重要。考虑大应变和大变形、应力强化和材料非线性,运用数值仿真软件建立腐蚀缺陷管道的三维实体有限元模型,在全尺寸管道破坏试验验证的基础上,对腐蚀管道在内压、轴向压力和弯矩相互作用下的失效模式和极限弯矩承载力进行了相关研究,并进行了腐蚀缺陷几何参数的敏感性分析。研究结果表明:初始内压和初始轴向压力会显著降低腐蚀管道的极限弯矩承载力,并且影响最终的失效模式;在腐蚀缺陷几何尺寸参数中,腐蚀宽度比腐蚀深度和腐蚀长度的影响更大。     

海鞘血细胞培养和细菌污染控制

以海鞘(Ciona savignyi)为研究对象,考察了海鞘血细胞原代培养方法及培养中细菌污染的鉴定和控制.血细胞在培养1 h后贴壁,细胞基本以圆形细胞为主,变形细胞一般呈不规则形.变形细胞存活时间较短,而圆形细胞存活时间较长.对于培养过程中的细菌污染,通过细菌分离、培养和纯培养发现两类菌株检出率较高,均为革兰氏阴性菌.经PCR扩增16S rDNA基因序列片断,结果显示这两类菌株分别属于弧菌属(Vibrio)和施万氏菌属(Shewanella).药敏试验结果显示,弧菌属对氯霉素和环丙沙星等具有较强的敏感性;对施万氏菌属较敏感的药物依次为亚胺培南和氯霉素等.最后比较了几种抗生素组合控制血细胞培养中细菌污染的使用效果,其中氯霉素、亚胺培南加双抗的组合有较好的抑菌效果并对培养细胞的贴壁和生长没有影响.     

海三棱藨草(Scirpus mariqueter)根系低分子量有机酸对根际沉积物重金属生物有效性的影响

应用等离子光谱仪(ICP)与高效液相色谱仪(HPLC)分别对海三棱藨草根际沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn和Cd)不同化学形态含量和植物根系分泌物中常见低分子量有机酸进行了季节跟踪测定,分析了有机酸(柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、甲酸和乳酸)含量与重金属化学形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态)的季节相关性。结果表明,柠檬酸、草酸和苹果酸含量与Cu和Pb的除残渣态外的其它4种形态含量呈正相关性,表明其能提高Cu和Pb生物有效性,与Zn的所有形态含量呈负相关性,降低了生物有效性;酒石酸、甲酸和乳酸含量与Cu和Pb的可交换态含量呈负相关性,而与其它形态含量相关性不明显,降低了生物有效性。与Zn的除残渣态外的其它4种形态含量呈正相关性,提高其生物有效性。而上述所有有机酸与Cd的各种化学形态相关性不明显。表明其对Cd的生物有效性影响不大。