光纤化学/生物传感技术在海洋环境监测中的应用

本文通过光纤溶解氧、 p H、湿度等化学传感探头及发光菌水质毒性监测生物传感探头的研制 ,开发出了一类能用于环境监测的新型传感器。本文的创新之处在于传感探头的设计与包装 ,以及数种可逆性、选择性、稳定性、使用寿命、响应时间、灵敏度等响应特性具佳的化学及生物传感膜的配方和制作技术。利用这些技术 ,通过对光纤探头的设计与包装 ,可以实现在现场及实验室模拟条件下对样品的选择性检测。研制的传感器能广泛应用于海洋污染调查、内河水质评价、水产养殖、工矿企业水气排污自检等诸多方面。     

基于响应面法的软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度分析

由于湿喷纤维混凝土支护结构物理、力学参数和喷层厚度的离散性及混凝土强度破坏准则难以用支护材料参数显式表达,对该类隧道支护结构进行可靠度分析十分困难,提出采用响应面方法计算湿喷纤维混凝土支护结构的可靠度方法,并给出了计算流程,其中围岩-支护结构的确定性分析采用非线性有限元方法,可靠度分析采用2次响应面法.以赣州-龙岩铁路金华山软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构为研究对象,对该支护结构的可靠度进行分析与计算.分析结果表明,金华山隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度指标高,处于安全状态.     

分布式光纤监测在阜阳地面沉降监测中的应用

分布式光纤监测是利用光纤作为传感介质,采用先进的OTDR技术,探测出沿光纤不同位置土层的应变情况,实现真正分布式测量。阜阳地面沉降是由于过量抽汲阜阳城区地下水引起水位下降,在正常固结和超固结[1]土层分布区,由土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象。省地质测绘院、阜阳市测绘院、安徽省地质调查研究院在该区域进行大量的高程测量工作,仅查明了地面沉降范围及垂直沉降量,但对地面沉降的形成机理,各压缩层的变化量缺少统一认识。采用分布式光纤监测技术能准确测出各压缩层的变化关系,为阜阳地面沉降防治研究提供科学依据。     

巯基棉富集—化学发光法测定钨

本文研究了H_2O_2-KI-W(Ⅵ)-鲁米诺体系化学发光测定W的条件。所拟定的方法测定W的浓度范围为1×10~(-10)—1×10~(-6)g/ml,检测限为3×10~(-11)g/ml W。通过巯基棉吸附W,使与干扰离子分离并对痕量W富集。应用于天然水及岩矿样品中W的测定,获得满意结果。     

聚丙烯中空纤维膜分离混合气中氨的研究

以Ｈ２ＳＯ４溶液为吸收液，用聚丙稀中空纤维研究了Ｎ２、ＮＨ３混合气中分离氨的传质过程．该过程中，氨的分离为一级动力学过程，Ｈ２ＳＯ４和（ＮＨ４）２ＳＯ４浓度对氨的分离没有明显影响．实验结果表明，Ｈ２ＳＯ４的平均利用率为９９％以上，（ＮＨ４）２ＳＯ４的生产能力为１４７．７ｋｇ／ｍ２·ｄ．     

玄武岩纤维增强铝基复合钻杆材料的制备研究

针对铝合金钻杆耐磨性和耐腐蚀性差导致其难以在深部钻井中应用的技术难题,本文以7075铝合金粉作为基体,玄武岩短纤维作为增强体,利用真空热压烧结技术制备了玄武岩纤维增强型铝基复合材料,并对其微观组织结构、密度和显微硬度等性能进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在铝基体中分散均匀,界面处发生了化学渗透,SiO₂和Al之间发生置换反应,从而获得了良好的界面结合强度,复合材料的密实度较高,玄武岩纤维的加入显著提高了复合材料的显微硬度。     

纤维对高导流裂缝压裂影响的实验研究

纤维是油气井高导流裂缝压裂施工成功的最关键影响因素之一。为了优化高导流裂缝压裂工艺技术和施工参数,开展以纤维为主要影响因素的高导流裂缝压裂室内物模实验,分析纤维对高导流裂缝压裂的影响变化规律。实验表明：加入纤维可以明显提升压裂液携砂性能和效率,纤维浓度越高,支撑剂铺置越靠近裂缝中前端,促使压裂中造长裂缝;固定纤维加入比例越大,裂缝通道占有率越大,而非固定纤维加入比例的楔形方式,其通道占有率最高,压裂中采用高纤维比例楔形加入方式,有助于形成高导流裂缝;排量过大或者过小,通道占有率均减小,实验条件下最优排量为5.0 m³/h;通道占有率沿裂缝延伸方向呈先增加后减小趋势,最大值均出现在裂缝中部位置,最小值均在裂缝缝口处,纤维比例和施工排量均不影响高导流裂缝中通道占有率高低分布趋势。     

面向海洋传感与探测的光纤传感器研究进展

调研了近几年光纤传感器在海洋探测方面的研究进展,主要包括测量海水温度、压力、盐度、叶绿素、pH值和溶解氧的相关光纤传感器以及光纤水听器。简要介绍了光纤传感器的基本原理、结构及性能,同时跟踪了国内外相关的最新研究进展,并与传统的测量方法进行了比较,分析得出光纤传感器是对现有传统海洋探测器的重要补充,并在一些探测领域具有独特的优势。文章最后,探讨了光纤传感技术的未来发展趋势,认为在海洋温度、压力、叶绿素、水听器等领域可能会率先突破技术瓶颈并实现商用,同时提出了未来海洋光纤探测技术新的研究方向。     

反复荷载作用下矩形钢管混凝土树状节点的非线性分析

本文在确定了往复应力作用下钢管混凝土的钢材和核心混凝土的应力-应变关系的基础上,利用纤维杆元模型,有限元模型对钢管混凝土Y形柱和十字形钢梁连接的节点的荷载-位移滞回关系曲线及其骨架曲线进行了计算,并与试验结果进行了比较。结果表明：由纤维杆元模型与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线极为相似,但在峰值荷载后差异较大;由纤维杆元模型和有限元所得的在低周反复荷载作用下滞回曲线也与在反复荷载作用下试验所得的结果相一致。纤维杆元模型能准确地预测节点的弹塑性行为和整体抗震性能,可用于节点滞回性能的非线性参数分析研究。在此基础上研究了方钢管混凝土柱的轴压比,宽厚比及核心混凝土强度对节点受力性能的影响。     

纤维增强混凝土异形柱框架抗震性能的试验研究

通过薄弱部位应用纤维增强的混凝土异形柱框架和同条件下无纤维异形柱框架的拟静力试验研究,对比了两榀框架的破坏特征、出铰顺序、承载能力和延性、滞回特性、耗能能力及刚度退化等抗震性能指标。研究表明：应用纤维增强的异形柱框架承载能力和整体刚度显著提高,薄弱部位破坏程度减轻,耗能能力有所增强,纤维可以改善异形柱框架薄弱部位的抗震性能,提高异形柱框架结构的整体抗震能力。