甘肃省纤维用玄武岩应用前景分析

甘肃省玄武岩的研究地学界多年来主要以火山岩地质调查为主,重点是对岩石的时空分布、岩石学、岩石地球化学及其成因和形成时代等方面进行的研究,而对玄武岩的开发利用目前仍停留在粗加工和低附加值产品上。根据国内目前对玄武岩纤维的开发应用前景,通过收集、整理与分析省内玄武岩的岩石化学资料,与玄武岩纤维化学成分推荐指标及国内外典型地区制造玄武岩纤维岩石化学成分对比,从理论上认为省内一些地区的玄武岩具有制造玄武岩纤维这种高附加值产品的可能性,并对其应用前景进行了分析。     

玄武岩纤维堵漏体系在高海拔非开挖钻进中的应用研究

高海拔地区实施非开挖水平定向钻进时,裂隙发育地层的泥浆漏失不仅会影响泥浆的有效循环,还会形成大量的岩屑床,导致钻具过度磨损、摩阻异常增大、有效孔径减小等问题。针对西藏某地钻遇花岗岩裂隙,采用近景摄影测量技术对其进行量化表征,得到该区裂隙地层的缝宽<4 mm;提出采用玄武岩纤维作为裂隙封堵主剂,并建立随钻玄武岩纤维堵漏配方体系,实验结果表明：采用3、6和9 mm多级组合的玄武岩纤维堵漏效果最好,3 mm纤维复合惰性材料形成骨架结构,6和9 mm纤维可发挥一定强度的“加筋”作用。现场随钻实验结果表明：采用玄武岩纤维堵漏后,泥浆中固相含量下降幅度减少了13.14%,有效保障了长距离裂隙山体的有效、绿色、安全钻进。     

干湿循环效应下玄武岩纤维加筋黄土三轴剪切力学行为研究

通过干湿循环效应下的数字图像三轴剪切试验、CT扫描试验及扫描电镜SEM(scanning electron microscopy)试验,研究了玄武岩纤维加筋黄土干湿循环过程的三轴剪切力学行为及微细观结构演化机制。结果表明:随干湿循环次数增加,纤维含量较高试样的三轴剪切鼓胀破坏形态转变为剪切带破坏;干湿循环早期阶段,剪切破坏形态随纤维含量增加,由剪切带破坏转变为鼓胀破坏。干湿循环作用和纤维含量对应力-应变曲线的类型及特征无明显影响,均表现为应变硬化型。破坏偏应力随干湿循环次数增加而逐渐减小,但衰减速率逐渐减小;破坏偏应力随纤维含量增大先增加而后减小,呈抛物线变化特征,存在一个最佳纤维含量为0.6%。CT数均值ME值呈现与破坏偏应力相似的变化规律。干湿循环作用下筋-土界面产生一定的开裂和松弛现象,弱化了纤维的加筋效应,但与素黄土相比,纤维加筋黄土的微观结构表现出显著的整体稳定性。构建了干湿循环效应下玄武岩纤维加筋黄土的宏细观损伤变量,其表现出一致的变化规律。     

垃圾土中排水柱孔扩张问题弹塑性解

随着城市规模扩大,一些垃圾场地被再次利用进行工程建设。垃圾土具有高压缩性、可降解性,其纤维成分具有一定的加筋作用,这些特性给垃圾场地中静力触探、沉桩、旁压试验等工程的开展带来新的挑战。为此,基于考虑纤维加筋作用的垃圾土本构模型和大变形理论,通过引入中间变量,将孔扩张问题转化为求解一组给定边界条件的常微分方程组,继而给出垃圾土中排水柱孔扩张问题的弹塑性理论解。通过将退化解与既有基于修正剑桥模型的柱孔扩张解答对比验证了结果的可靠性。在此基础上,系统分析了超固结比和纤维含量对柱孔扩张过程中孔周应力分布和应力路径的影响。结果表明：与黏性土相比,垃圾土具有更大的塑性区半径;随着超固结比和纤维含量的增加,孔壁处极限压力和塑性区半径分别呈增加和减小趋势,不同纤维含量的垃圾土经历塑性阶段后,均达到泥状物成分的临界状态线附近。     

含橡胶纤维钙质砂的渗透和固结特性试验研究

珊瑚岛礁常年处于复杂的海洋动力环境中,岛上堤坝围堰、基坑等构筑物的地基渗透变形甚至破坏会导致地基承载力失效的可能性变高。为探究橡胶纤维固化钙质砂的渗透特性和固结特性,采用常水头渗透试验和固结试验研究不同纤维含量下钙质砂的渗透规律和固结变形规律,并设置含纤维玻璃珠对照组。钙质砂具有颗粒形状极不规则、多棱角、内孔隙多等特点,为进一步研究颗粒形状的影响,采用高速动态图像粒度分析仪对钙质砂和玻璃珠的颗粒形状和粒径进行分析。试验结果表明,纤维含量对钙质砂试样渗透特性几乎无影响,但是含纤维玻璃珠试样中,随着纤维含量的增加,渗透系数先增加后减小。由于形状不规则橡胶纤维的加入,一定程度上填补了钙质砂之间的孔隙;钙质砂试样存在 800 kPa 的压力阈值,当压力超过800 kPa后,其压缩模量增幅变缓;不同纤维含量试样的e-lg p曲线可以用Harris模型表示,钙质砂组的材料系数 C= 5,玻璃珠组材料系数C= 3,此外,材料参数a、b与纤维含量有较好的线性关系。提出了合理的预测模型指导地基加固,具有十分重要的理论价值与工程实际意义。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定硼硅酸盐玻璃中的硼等常见元素

硼硅酸盐玻璃中的硼、钙、镁、铝、铁、钛、硅等常见元素普遍采用各元素分别测定的方式进行分析,分析效率很低;而且硼的测定普遍采用容量法,当B2O3含量低于1%时,容量法测定误差较大。本文以KOH熔融的方式消解样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)进行分析。通过实验研究了KOH用量和不同称样量对B2O3测定结果的影响。结果表明,KOH用量在3 g以上时有较好的熔样效率和熔样效果,称样量低于0.4 g对B2O3测定结果无明显影响,考虑到其他元素的测定,确定了KOH用量优选3 g,称样量优选0.1 g。在此条件下,测定B2O3等常见元素的精密度(RSD,n=6)≤2%,加标回收率在96.0%~105.6%之间,除Si O2测定误差较大外,其他元素的测定结果均令人满意。本方法确定的B2O3的定量限为0.067%,且对于B2O3最高含量达到16%的测定结果也令人满意,因此可测定B2O3含量的范围至少为0.067%~16%。当样品中的B2O3含量高于4%时,方法准确度和精密度与国家标准分析方法(容量法)相当;当B2O3含量低于1%时,方法准确度和精密度都优于容量法。与现有报道相比,本方法显著拓宽了B2O3的测定范围,并具有良好的准确度,而且在B2O3准确测定的同时,也实现了Ca、Mg、Al、Fe、Ti的定量分析和Si的半定量分析,大大提高了分析效率,可以实现硼硅酸盐玻璃中B2O3等常见元素的准确快速分析。     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱元素微区分析标准物质研究进展

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)是目前地球科学分析领域的重要技术手段,元素微区分析标准物质研制是该分析技术发展的重要方向。本文对当前LA-ICP-MS元素微区分析标准物质的种类、元素分布以及应用上的优缺点和标准物质的制备方法进行了评述。现有的有证标准物质数量不多、种类不齐全,部分元素浓度较低,定值不确定度较大,应用上受到较大的局限性;研制标准也不成熟,均匀性检验方面尚未有统一的方法。本文参照岩石粉末标准物质均匀性检验方法提出了两步均匀性检验法,同时指出在标准物质种类方面,铂族元素及Au元素浓度适当、Pb-S等不同硫化物基体标准物质,以及化学成分不同的碳酸岩和磷酸岩基体标准物质是当前的迫切需求;在标准物质研制技术方面,纳米岩石粉末压片技术的研发、原位微区分析标准物质(固体)均匀性检验判别标准研究是亟待解决的问题。     

Stained Glass and Climate Change: How are they Connected?

As expressions of regional architecture, sacred (Christian) Gothic structures often possess several adaptations to their prevailing climate regime. The late medieval (Gothic) period in northern Europe is also, according to the evidence presented here, marked by a transition from warm and sunny to cooler and cloudier conditions. It is within the context of this climate change that we consider one of the most important features in Gothic churches—interior daylighting—during the transitional period (the thirteenth to the end of the fifteenth centuries) between the Medieval Warm Period (MWP) and the Little Ice Age (LIA). This paper seeks to determine whether increasingly cloudy conditions over northern continental Europe, in part due to a shift in North Atlantic Oscillation (NAO) phase, may have influenced the use of more white glass in the fourteenth century. To the best of our knowledge, this is the first time an extensive daylighting dataset has been collected in medieval sacred interiors. From an analysis of these illuminance and luminance data collected in European churches and cathedrals, we find that high-translucency glazing is associated with limited lighting gains compared to full-colour programs under sunny conditions but substantial lighting improvements (up to an order of magnitude) for cloudy conditions. Additionally, we find that backlighting from direct sunlight produces significant obscuration of some of the iconographical glass when interiors are dominated by high-translucency glazing, further suggesting that these interiors are not ideal for sunny conditions.

[Traduit par la rédaction] Étant donné que les cathédrales gothiques (chrétiennes) sont des expressions de l'architecture régionale, plusieurs adaptations au climat de l’époque y ont souvent été apportées. À la fin du Moyen Âge (période du gothique), le climat chaud et ensoleillé en Europe du nord continentale a fait place à un climat plus froid et plus nuageux, d'après les preuves que nous présentons ici. C'est donc dans la perspective de ce changement climatique que nous nous penchons sur l'un des éléments les plus importants de l'architecture des églises gothique, l’éclairage naturel intérieur, durant la transition (du XIII^e siècle à la fin du XV^e siècle) entre la période chaude médiévale (MWP) et le petit âge glaciaire (LIA). Dans le présent article, nous voulons notamment évaluer si l'utilisation de plus en plus fréquente du vitrail blanc au XIV^e siècle s'expliquerait par les conditions plus nuageuses en Europe du nord continentale, attribuables en partie à un changement dans l'indice d‘oscillation nord-atlantique (NAO). À notre connaissance, c'est la première fois qu'une série élaborée de données a été recueillie sur l’éclairage à l'intérieur des cathédrales gothiques. L'analyse des données sur l’éclairement lumineux et la luminance lumineuse dans les églises et les cathédrales d'Europe nous permet de constater que le verre très translucide présente peu d'avantages comparativement au verre plein coloré dans des conditions ensoleillées, mais qu'il améliore considérablement l’éclairage dans des conditions nuageuses (jusqu’à 10 fois). De plus, nous constatons que l’éclairage en contre-jour produit par l'ensoleillement direct obscurcit une partie des pièces de verre ornées d'icônes lorsque le verre très translucide domine à l'intérieur, ce qui confirme une fois de plus qu'il ne s'agit pas d'un aménagement idéal pour les conditions ensoleillées.     

CINRAD/CC型雷达数据传输系统故障分析与改进方案

对甘肃省3部CINRAD/CC型雷达近4年的雷达故障进行统计分析,作为雷达系统的主要故障部件,随着使用年限的增加,雷达数据传输系统的故障有明显的增多趋势.对引起故障的主要因素进行统计分析,提出了改进方法:基于标准网络的数据传输方式舍弃了原来的光纤系统;取消了基于光端机和复分接的通信方式,代以采用标准网络传输的通信方式;采用四创电子研发的终端软件(2.0版本),新增了集成的网络功能、用户权限功能、数据产品和图像产品全自动生成、数据文件的检索能力、语音报警等功能.改进后的雷达数据传输系统运行情况表明:网络型光纤通信系统减少了雷达数据传输故障,增强了系统的可靠性和稳定性;雷达数据的传输率和有效性也得到一定的提高,确保了新一代天气雷达的正常业务观测.     

Geochemical stability of fine-grained silicic Holocene tephra in Iceland and Scotland

This paper tests two assumptions fundamental to the use of fine-grained silicic tephras from Iceland for creating chronological frameworks in northwest Europe. It is shown firstly, that glass shards can retain their overall chemical integrity on at least a four millennial time-scale in contrasting depositional environments in Iceland and Scotland, and secondly, that an acid digestion process, the most practical method for extracting tephra from peat, does not significantly bias the results of major element analysis by electron microprobe. The implication is that there is great potential and an appropriate method for developing both the resolution and the spatial coverage of chronologies based on silicic Icelandic tephras in northwest Europe.