超声改性对不同粘土去除藻华生物效率的影响

粘土表面改性方法是提高改性粘土絮凝有害藻华效率的关键。本文研究了超声改性法对粘土去除藻华生物效率的影响,对比分析了粘土颗粒在改性前后的粒度分布、扫描电镜图像以及表面电位等理化特征变化,进而初步探讨了超声改性的作用机制。结果显示,超声改性处理可以有效提高本研究中所试验五种粘土去除藻华生物能力。超声改性导致粘土颗粒粒径进一步减小,且超声时间越长,颗粒粒径越小;超声处理后的粘土粒度分布集中、颗粒均匀,延长超声处理时间可以有效提高增效效果。同时发现,超声改性后粘土颗粒的表面电位负电性变弱,降低了粘土颗粒与表面负电性藻细胞之间的静电斥力,从而提高了粘土对藻华生物藻细胞的絮凝去除能力。本研究探索了提高粘土去除藻华生物效率的新方法,为进一步增强改性粘土去除能力提供了参考。     

海产腹足类有机锡化合物的检测方法

三丁基锡(TBT)等有机锡化合物因其毒性及结构上的特点被广泛应用于船舶、网箱渔排等的防污涂料中.它的主要作用是在水体中持久地释放出可以有效杀死海洋污损生物的毒性物质,从而达到防护船舶、渔排等体表的目的[1],然而进入海洋环境的有机锡化合物在防污的同时也会影响到许多非靶生物,并对海洋生态系统的结构与功能产生严重的危害,被认为是迄今为止人为引入海洋环境毒性最大的物质之一[2～4].因此,检测海洋生物体内的有机锡含量成为对有机锡污染生态效应调查与研究不可缺少的手段[5～7].     

基于弯曲路径的混凝土超声层析成像及其改进

针对混凝土质量检测的特点,采用弯曲射线进行超声层析成像。首先建立波速分布的网格模型,并引入最短路径法进行射线追踪,然后采用联合迭代重建技术（SIRT）反演成像。为使算法适应弯曲射线,对SIRT的计算步骤进行调整,增加外层迭代,以便对修正后的路径进行下一轮反演;为提高反演精度,根据射线传播距离、幅度衰减、频率突变等信息建立和调整信号可信度系数,并依据该系数在求取网格慢度修正值时进行加权平均;为缩短计算时间,动态调整网格节点个数,并进行双向最短路径追踪。经过数值模拟及对混凝土基桩的实测,证明该方法在计算准确性和精度上有明显改进,计算速度也可以满足工程应用的需要。     

北方沿海风电工程多桩承台混凝土冻融环境下的耐久性研究

针对我国北方浅海地区风电工程多桩承台所耐受环境,通过模拟海洋工况,如冻融循环、氯盐溶液浸泡,并在此模拟环境作用基础上进行抗压强度试验和抗折强度试验,再结合钢筋粘结的拔出试验,探讨不同混凝土强度等级在氯盐侵蚀的情况下,分别进行不同次数的冻融循环,来对比分析各种工况对混凝土物理性能的影响。运用超声波探测技术有效地解释混凝土在冻融循环和氯离子复合作用下强度降低的劣化机理。最后,利用有限元数值模拟多桩承台的作业环境,再一次验证了冻融循环对风机承台混凝土结构的影响规律。此研究可为北方海域冻融环境较为恶劣区域的风电项目建设提供有益参考。     

不同频率对埋入式压电陶瓷辐射声波的影响

不同频率激励埋入式压电陶瓷,辐射声波的声压、声强和指向性不同。为提高超声无损检测的精度,正确选用激励频率十分重要。通过ANSYS软件对埋入式压电陶瓷进行有限元分析,得到在20~100kHz频率范围内不同振动模态对应的固定频率,使用所得频率对压电陶瓷进行激励,分析不同频率激励压电陶瓷辐射超声波的影响,选定最佳固定频率。结果表明在20~100kHz频率范围内,共有14个振动模态,9个振动模态的振幅达到极值,声压随频率的增大逐渐增强,当频率达到79.666kHz时为最大值,而后逐渐衰减,且在67.301~84.895kHz频段内变化十分迅速。     

基于岩石表面位移场的超声波振动下花岗岩损伤特性试验研究

超声波振动碎岩技术作为解决硬岩钻进难题的新方法,其技术可行性受到国内外学者的大量验证,但是对于超声波振动下硬岩破碎机理的认识还存在不足。超声波振动下岩石表面径向响应位移与内部损伤状态存在着必然的联系,本文通过监测岩石在超声波振动过程中表面不同深度处的径向响应位移,利用应力波传播理论从能量耗散角度分析了岩石表面不同深度监测点径向响应位移的时空演化与岩石内部损伤发展的关系,得出超声波振动下岩石损伤主要由振动头高频冲击岩石造成的Hertz锥形环状裂纹和超声波振动交变应力产生的疲劳拉伸裂纹造成的,Hertz锥形环状裂纹的扩展深度为10 mm,疲劳损伤裂纹主要在10~20 mm深度处产生,超声波振动下岩石发生局部宏观破碎前存在着明显的径向响应位移征兆,岩石表面径向响应位移可以作为超声波振动下的破坏判据。本文的研究对于丰富超声波振动下硬岩的破碎机理具有重要意义。     

岩石孔隙流体对纵横波速度影响的实验研究及意义

我们用ＭＴＳ的超声波测试系统研究了地表岩样饱和水及孔隙压力对纵横波速度的影响。在实验研究中,分别在常温常压条件下测量了干燥岩石和完全饱水岩石的纵横波速度,并在模拟地层条件下,测量了岩石纵横波速度随孔隙压力的变化。实验结果显示：（１）岩石完全饱和水后,与干燥时相比,纵波速度将明显增加,最大可增加３０％,且岩石在干燥时的纵波速度越低速度增大的比例越大,但纵波速度增大的比例与孔隙度无明显关系。饱水前后横波速度几乎保持不变。（２）在模拟地层的温压条件下,当孔隙压力由低到高,纵横波速度均将线性减小,且横波速度比纵波速度下降的比例更大。据此,得到了识别地层异常高压和地层含气的地震速度标志。     

砂岩的高温损伤与模量分析

通过定义砂岩试样压缩破坏过程的4个阶段模量,对高温（25℃～1 000℃）后砂岩压缩破坏的应力-应变全过程进行定量研究。分析砂岩高温后的模量特征和超声特性,并基于压缩模量定义高温作用后砂岩试样的热损伤因子,对不同温度作用后的砂岩试样进行损伤分析,发现高温后砂岩压缩破坏具有明显的阶段性特征;4个阶段的阶段模量随温度的变化规律各有不同;压密模量与纵波波速具有很强的相关性;基于压密模量定义的高温后砂岩试样热损伤因子避开了基于纵波波速定义方法,未考虑温度对密度和泊松比影响的缺陷,更具科学性;25～200 ℃温度区间内砂岩试样热损伤对温度最敏感。研究成果对高温环境岩石工程具有一定的指导意义。     

超声反射法套管-地层环空间介质波阻抗反演方法与成像实例

针对套管井反射式超声波水泥固井质量检测问题,本文利用超声反射波频谱中套管共振透射窗内的复合反射系数,提出了定量反演套管-地层环空间内介质的波阻抗的方法. 利用复合反射系数中多个频率点的相移反正切函数主值,给出了波阻抗的计算公式,并把套管-地层环空间介质中波的相移的整、实特性作为波阻抗反演收敛的判据. 针对井下实际测井环境中超声换能器性能受温度和压力等的影响而发生变化,导致的声源波形（子波）和复合反射系数不确定的困难,提出了用井下原地（in situ）实测波形定量估计声源波形和复合反射系数的方法. 通过对合成数据的处理,分别考察了已知介质的声学和几何参数存在的偏差对套管-地层环空间内介质的波阻抗反演结果的影响. 本文对多组模型井检验数据进行了目的层介质的波阻抗反演与成像,成像结果与真实情况吻合,验证了反演方法的有效性. 最后对现场实测资料进行了套管-地层环空间内介质的波阻抗定量反演与成像.     

岩石扩容与超声波横波速率

通过超声波对单轴压缩试验中岩石扩容现象的测试,分析了超声横波在不同岩石压缩过程中的传播情况。利用超声横波的特性测出岩石在压缩的不同阶段的微裂纹发展情况和体积变化情况,进一步证明了不同岩石在单轴压缩过程中扩容的时间和程度是有所差异的。