农业废弃物作为反硝化脱氮外加碳源的研究

近年来,基于安全性和经济性等方面的考虑,以农业废弃物作为反硝化脱氮外加碳源的研究已成为热点。本研究旨在优选出适合作为反硝化外加碳源的农业废弃物,在降低生物脱氮成本的同时可以实现农业废弃物的资源化利用。以稻壳、稻秆、玉米芯、玉米秆、花生壳、麦秆6种农业废弃物作为反硝化外加碳源,从释碳性能、释氮性能、浸出液可生化性、脱氮效果、表面性状及生物附着性能等方面对碳源材料进行优选。静态释碳、释氮结果表明,稻秆、玉米秆和麦秆这3种秸秆类材料浸出液的碳氮比总体偏低,不适宜作为良好的反硝化外加碳源。持续反硝化实验显示,稻壳的脱氮效果差,难以被微生物有效利用;玉米芯浸出液的可生化性好,13 d内硝酸盐氮去除率稳定在94%以上;花生壳的长期反硝化效果不如玉米芯,10 d后硝酸盐氮去除率不足50%。从SEM分析可知,反应前各碳源材料表面粗糙程度依次为:玉米芯稻壳花生壳,经反硝化实验后玉米芯被微生物利用程度也最高。6种农业废弃物中玉米芯的可生化性与长期脱氮效果最好,适合作为替代传统外加碳源的备选材料。     

人工冻结作用下原状软黏土冻融特性试验

近年来人工冻结法在地铁联络通道施工等地下工程加固中得到广泛应用,土体经过冻融后物理力学性质和工程性质将发生改变。通过不同冷端温度冻结条件下封闭系统原状土单向冻融试验,研究软黏土冻胀融沉特性。结合冻融过程温度场监测,获得温度、冻结锋面的发展规律,对冻融后的试样分层进行含水率、孔隙率及干密度的测定,得到软黏土冻融后水分重分布及体积变化特征。试验结果表明:封闭系统4种不同冷端温度冻结土样的融沉系数均大于冻胀率,冻结完成时沿试样不同高度处温度梯度呈线性分布。冻结过程冻结锋面发展与时间呈指数关系,冻结完成时间与冻结冷端温度呈指数关系。冻融后沿试样高度方向水分重分布,试样上部含水率减小,中下部增大,且冻结冷端温度越低,变化越明显。结合沿土样高度不同位置处含水率、孔隙比和干密度的变化,揭示了冻融过程随水分迁移过程负孔压的存在对土样有固结作用。     

定向刨花板加固腹板开洞竹木工字梁力学性能研究

为研究定向刨花板(oriented strand board,OSB)加固腹板开洞的竹木工字梁的力学性能,揭示其受力破坏机理。以孔径与腹板高度的比值(d/hw)和补强板型为参数,制作并测试了42根竹木工字梁,考察测试过程中的破坏形态、弯曲变形性能,分析各因素对工字梁力学性能的影响规律。结果表明,当孔径较小(d/hw≤25%)时,试件的破坏形态以翼缘内OSB层裂和腹板剪切破坏为主,孔洞对开洞梁承载力和刚度的影响较小,可忽略不计。当孔径较大(d/hw25%)时,破坏形态以洞口周边受拉和受压破坏为主,随着孔洞直径d增加,孔洞的不利影响愈发明显,开洞梁的承载能力呈下降趋势,但对梁的刚度影响较小。OSB补强板能有效约束孔角裂缝开展,加固后的开洞梁的开裂荷载、正常使用极限状态荷载和承载能力极限状态荷载较未加固开洞梁明显提高,平均提高52.9%、12.1%和28.2%。但OSB补强板对开洞梁抗弯刚度的改善作用不明显,平均提高仅为11.5%。承载力和刚度的提高幅度与补强板类型密切相关,其中,套环定向刨花板(collar oriented strand board,C-OSB)增强效果最好、双U型定向刨花板(two U shaped oriented strand board,TU-OSB)次之,U型定向刨花板(U shaped oriented strand board,U-OSB)最差。C-OSB适合于管道施工前对开洞梁进行加固,而U-OSB和TU-OSB适合加固d/hw不大于75%的开洞梁。粘贴OSB加固开洞竹木工字梁是一种有效的加固方法。     

基于支付意愿法的建筑物化环境影响量化研究

以建筑的物化环境影响分析为出发点,对该过程所消耗的资源、能源及有毒物质所造成的环境影响进行定量研究。论文界定了建筑物化环境影响内涵,根据国际环境毒理和化学学会环境评价体系确定12种环境影响要素,依据BEES（Building for Environment and Economic Sustainability）软件计算出建筑全生命周期的环境影响清单,基于支付意愿理论构建了建筑物化环境影响量化模型,并确定江苏地区各环境影响要素的货币值。最后,计算出江苏省某住宅建筑单位面积上环境影响货币值。     

应用分形维数研究狗牙根根系边坡固坡效应

植物根系形态非常复杂,很难定量确定根系对边坡土体的防护作用。笔者选择常见护坡植物狗牙根为研究对象,根据自主研发的分形维数计算软件确定狗牙根根系分形维数,提出基于根系分形特征的固土机理数值分析方法,将根土复合体当作由土体、根系所联系起来的有机体,研究在雨水侵蚀力和坡面径流侵蚀力作用下,不同根系分形特征对土体位移场的影响。根据根系分形维数与表层位移关系曲线,建立分形维数与边坡土体稳定性的相互关系,明确边坡植入狗牙根根系对表层土体稳定性影响,研究结果表明,分形维数与数值计算相结合,能够反映植物根系形态对边坡表层土体位移的影响,对于植物生态边坡的设计与施工具有现实的指导意义。     

1976-2006年江苏省气温和降水量的时空变化特征

气候变化的时空差异及其发展趋势是我国生态环境变化的重要驱动因子。通过获取江苏省13个气象站点1976—2006年气象资料,应用空间插值、线性趋势法、滑动平均法、Mann-Kendall 非参数检验、滑动t-检验和小波变换等方法对江苏省气温和降水量进行线性趋势分析、平滑预测分析、突变分析和周期性分析,揭示该地区气候时空差异和变化发展趋势。结果表明：1976—2006年,苏北、苏中和苏南地区平均气温、平均最高气温和平均最低气温呈现波动上升趋势,且多在20世纪90年代发生突变现象,呈现明显上升趋势,在25～32 a、15～25 a和10～15 a的三类时间尺度上存在着比较稳定的周期变化规律;降水量均波动起伏较大,无明显的增减现象,且在1990—2000年间以正距平为主;年降水量多在20世纪70年代末和本世纪初发生突变;降水量在25～32 a、15～25 a和10～15 a的三类时间尺度上存在着明显的周期性变化。通过上述研究,有助于科学认识气候变化规律,积极应对区域气候变化,保障江苏省生态稳定及促进社会经济发展。     

基于清洁生产的森林采伐装备分析

从清洁生产的定义、内涵及目标出发,分析国内外森林采伐装备现状,提出基于清洁生产的森林采伐装备,即森林采伐机械装备能源利用的合理化、采伐机械作业对人类和环境危害的最小化、在保护环境的基础上实现经济效益最大化。     

速生杨木改性材力学及胶合性能的研究

采用氨溶季胺铜防腐剂(ACQ-D)和自制低分子酚醛树脂预聚体(PF),通过满细胞真空浸渍的方法对速生杨木进行了防腐和增强化学改性处理.对改性前后材料的基本力学强度性能,以及素材、增强改性材、防腐改性材和防腐增强改性材任两种材料的胶合强度进行了测试和分析.结果表明,试验范围内,防腐处理对材料的力学性能影响不大;PF增强改性材的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度分别提高了97.11、83.36、125.53%、37.01%,防腐后增强改性材对应指标值分别提高了101.34、75.05、111.83%、32.60%,符合日本JAS标准中E类指标结构用材要求.PF增强改性材与其它材料进行胶合,压缩剪切胶合强度均大于11 MPa,木破率大于90%,能够满足日本集成材JAS标准的规定.     

独塔单索面单边受拉曲梁斜拉桥受力性能分析

为了对独塔单索面单边受拉曲梁斜拉桥这种新型结构体系的基本力学原理和结构布置对结构静力的影响进行分析,了解这种结构的受力特点和影响因素,以独塔单索面单边受拉曲梁斜拉桥为研究对象,分别讨论分析曲线斜拉桥内侧单边受拉和外侧单边受拉时的受力特点,提出相应结构布置方案,通过Midas/Civil结构分析软件分别建立相应有限元模型,分析索塔锚固位置、环向索对相应结构静力的影响。得到锚固位置和环向索与结构静力的数值关系,结果表明:对于内、外侧单边受拉时,存在一个最佳锚固位置,结构内力整体分布较好;施加环向索力可以改善内侧受拉斜拉桥的力学性能,但对于外侧受拉斜拉桥作用不显著。     

微生物砂浆防护粉土坡面的强度与抗侵蚀性影响因素分析

微生物砂浆表面防护处理是处理粉土边坡扬尘与水流侵蚀问题的新技术。采用微生物砂浆层对粉土表面进行防护处理试验,通过微型贯入试验、水稳定性试验以及模拟降雨冲刷试验,分析了微生物砂浆防护层厚度、CaCl_2和尿素混合胶结溶液浓度、喷洒处理遍数等参数变化对微生物砂浆表面防护层的强度、水稳定性和土壤剥蚀率等性能的影响规律。结果表明,微型贯入仪可用于微生物砂浆表面防护层的强度测定,防护层的强度、水稳定性随胶结溶液浓度和喷洒处理遍数的增长而提高,最小有效厚度为5 mm。采用浓度为0.50 mol/L胶结溶液喷洒4遍,厚5 mm的防护层能够达到贯入阻力310 kPa,防护强度比77.5,崩解率2.3%,浸水强度损失率5.4%,具备较高的强度和较好的抗崩解性与强度水稳定性。粉土边坡在微生物砂浆防护前后,土壤剥蚀率能够从大于29.6降至6.8 g/(m~2·s)以下。该研究表明,微生物砂浆层用于粉土表面防护具有较好的抗冲刷性;微生物诱导结晶的方解石形成包裹砂颗粒的胶结微结构,能够使表面防护砂浆层具备良好的抗水流侵蚀性。