盐溶液浸泡养护固化土的耐久性分析

基于改善固化土养护环境的思路,提出了用硅酸钠、硫酸钠和氢氧化钠的混合溶液以及饱和石灰水养护固化土,以期达到提高固化土的耐久性,延长固化土使用寿命的目的。通过无侧限抗压强度试验、干湿循环试验、冻融循环试验以及扫描电子显微镜试验对两种盐溶液养护进行了对比研究。试验结果表明,硅酸钠、硫酸钠和氢氧化钠的混合溶液养护与饱和石灰水养护均可提高固化土的强度、抗干湿循环以及抗冻融循环的耐久性;硅酸钠、硫酸钠和氢氧化钠的混合溶液养护对强度和耐久性的提高优于饱和石灰水养护;微观结构分析表明,两种溶液养护固化土生成了较多致密的凝胶物质,增加了黏聚力,降低了孔隙率,减少了大孔隙。     

基于水渗流和热对流传导耦合模型的冻土热量传输

冻土作为气候系统的一部分,是气候变化的重要指示因子。冻土的冻融过程,对地-气间的能量-水分传输、植被的生长状况和碳循环等具有重要的影响。采用数值模拟方法,分析了冻土冻融过程中伴随的热量传输,直观地呈现了能量和渗水在土壤中的传输过程。通过冻土热传导模型和流体流动模型耦合,采用有限元素法Comsol Multiphysics多物理场耦合软件系统,实现了速度与温度协同响应及对冻土冻融过程影响的模拟。模拟结果直观反映了在理想条件下,冻土冻融过程中温度场与速度场的变化:一方面,在土壤冻融过程中,温度场和速度场是相互作用的,并且其变化对土壤冻融过程起着至关重要的作用;另一方面,比较冻土的冻结过程与融化过程,冻结过程更难于发生且需要更加苛刻的条件。为此,可以间接地认为,永久冻土一旦退化便很难恢复,并且也将进一步加速环境的改变,从而形成恶性循环。     

固原市低影响开发措施下土壤水分时空变化

[目的]分析宁夏回族自治区固原市低影响开发措施下土壤水分时空变化规律,为该市海绵城市低影响开发(LID)建设及水资源有效利用的相关标准和规范制定提供科学参考。[方法]选取草地、过水草沟和下沉式绿地三种低影响开发措施,研究不同深度土壤储水量的时空变化和稳定性特征,分析不同低影响开发措施下土壤水分在干湿季、不同降雨、冻融条件下的变化情况。[结果]①草地、过水草沟和下沉式绿地的土壤储水量全年分别为101.96,27.22和97.33 mm,雨季和旱季分别为107.37,29.46,101.03和67.6,20.66,69.34 mm;各LID措施下土壤储水量变异系数在26.01%～76.37%之间,均属于中等变异;②暴雨条件草地、过水草沟和下沉式绿地的补给量分别为63.68,14.84和66.49 mm;小雨条件草地、过水草沟和下沉式绿地土壤补给量分别为3.94,1.71和1.26 mm;③冻融期内草地、过水草沟和下沉绿地的冻融量分别为111.16,75.73和46.9 mm,各措施下土壤低温和冻融主要集中于0—10 cm层;④研究区在全年、雨季、旱季、暴雨补给和冻融潜力分别为1 691.31,1 766.46,1 216.31,1 121.8和699.67 m~3。[结论] LID措施下土壤水分补给潜力较大;同时需要考虑不同LID措施的结构、填料、植被覆盖等方法的改进,以提高LID措施的储存能力。     

白三叶叶片对酸沉降及冻融胁迫的生理响应特征

酸沉降及变温条件下,植物会对胁迫产生一定的生理响应。通过人工酸沉降,测定酸胁迫下白三叶在变温条件下叶片可溶性蛋白、丙二醛(MDA)及抗氧化酶活性的变化规律。结果表明,酸沉降胁迫下,叶片MDA、过氧化物酶(POD)、超氧化物酶(SOD)升高,分别升高0.60%~18.82%、10.34%~24.47%、0.09%~18.11%,而可溶性蛋白含量降低2.85%~24.18%,过氧化氢酶(CAT)活力变化趋势不明显;在融冻胁迫下,叶片抗氧化酶、可溶性蛋白随温度下降先增高后降低,最大值出现在-5℃,MDA呈上升趋势,p H组、CK组最大值均出现在-15℃,分别为4.04、3.97μmol/L。在冻融胁迫下,POD随温度升高而上升,SOD和可溶性蛋白先升高后下降,CAT活力先下降后趋于平稳,MDA含量持续下降。白三叶通过快速激活抗氧化酶活力和积累丙二醛以抑制膜脂过氧化在酸沉降和冻融胁迫上的适应,是未来值得推广的园林绿色植物。     

路面基层材料水泥稳定沙砾抗冻性研究

水泥稳定砂砾以其强度高,板体性好以及一定的水稳定性和耐久性,广泛应用于公路路面基层,但也存在一定的抗冻性问题。以半刚性基层材料水泥稳定沙砾为研究对象,在总结国内外研究成果的基础上,通过室内试验确定不同级配的水泥稳定砂砾在不同含水量、不同温度下、经冻融循环后的耐久性。对水泥稳定砂砾的低温性能进行比较,以确定保证半刚性基层材料水泥稳定砂砾强度的最佳配合比,以期指导工程实践。     

黑河中游农田荒漠过渡带土壤冻融过程中水热动态

以黑河中游典型农田荒漠过渡带为例,对过渡带3种景观单元冻融期土壤水热动态进行了野外定位监测。结果表明:(1)土壤温度随气温剧烈变化,变幅随土壤深度的增加而减小,3种景观单元土壤温度变幅由剧烈到平缓的顺序为:荒漠农田防护林,并依次形成60,100和80cm深的冻土层;(2)受土壤性质和地表覆盖的影响,冻融过程中,农田、防护林土壤含水量变化明显,且农田土壤水分含量4月初达到最大值,而荒漠土壤含水量则基本保持不变;(3)土壤水分变化滞后于土壤温度的变化,防护林土壤水和温度变化较农田缓慢;(4)浅层地下水位在冻结期下降,融化期回升,且回升速率大于下降速率。冻融过程可有效减小土壤水分的蒸发和渗漏,冻后聚墒明显,利于下层土壤水分的保持,对于来年植物生长具有一定的意义。     

适宜添加剂预处理提高罗非鱼片冻融-热泵干燥品质

为了获得添加剂预处理对罗非鱼片冻融-热泵干燥品质的综合影响,并为真空冷冻干燥提供常压低温干燥的替代比较,以罗非鱼片为试验材料,选取海藻糖、山梨醇和麦芽糊精3种添加剂,进行了不同质量分数的添加剂浸渍预处理对罗非鱼片冻融结合热泵干燥过程影响的系列试验,获得了干燥曲线,品质指标变化规律和试验条件下的最佳工艺条件,并与热风干燥,热泵干燥和真空冷冻干燥所得样品性能进行了对比试验。结果表明:合适的预处理添加剂及其质量分数能对冻融结合热泵干燥方式产生有利的促进作用,能取得提高干燥速度和改善干燥品质的双重效果,且以质量分数为15%的海藻糖溶液浸渍处理获得的效果较佳,在较佳工艺下获得的罗非鱼片的干燥品质综合评分比热风干燥和常规热泵干燥分别提高了40.18%和33.57%,相比于不经添加剂预处理的对照组有25.41%的提高,与真空冷冻干燥比仅低了4.39%,但其常压干燥条件比真空冷冻干燥的真空条件有较大程度的改善,研究结果能为水产品的常压低温干燥提供参考。     

不同温度梯度及频率的冻融对冬型中国梨木虱存活的影响

为明确冻融对冬型中国梨木虱存活的影响, 本研究在测定冬型中国梨木虱过冷却点及-20℃低温下的存活情况的基础上设计了4组冻融梯度(-20℃/2℃?-20℃/5℃?-20℃/10℃?-20℃/20℃), 3组频段(1?2?3 h), 以探索迅速冻融对冬型中国梨木虱存活的影响?结果表明:冬型梨木虱的过冷却点主要分布在-14℃~-12℃; -20℃条件下其致死中时LT50为6.9 h; 冬型梨木虱经历6次1 h间断冻融处理后其死亡率显著低于3次?2次处理和持续低温处理; 冬型梨木虱在-20℃/10℃?-20℃/20℃的温度梯度处理下死亡率显著低于-20℃/2℃?-20℃/5℃处理?本研究结果表明, 迅速冻融间断时间越短?频率越高, 越利于冬型梨木虱存活; 冻融温度梯度越大, 其存活率越高?该研究结果有助于了解冬型梨木虱适应极端及突变温度的能力, 对预测其越冬存活?种群数量监测及防控具有理论指导意义?     

冻融循环对不同比例风化砂改良膨胀土膨胀力的影响

[目的]研究风化砂改良膨胀土的膨胀力与风化砂掺量、冻融循环次数之间的定性和定量关系,为风化砂改良膨胀土用作公路路基提供理论依据。[方法]在膨胀土中分别掺入0,10%,20%,30%,40%,50%的风化砂,在分别经过0,1,3,6,9,12次冻融循环后,在固结仪上进行膨胀力测试。[结果]风化砂的掺入可明显降低膨胀土的膨胀力;在相同的冻融循环次数下,风化砂改良膨胀土的膨胀力随掺砂比例的增大而减小,膨胀力降低的幅值随掺砂比例的增加亦逐渐减小;在相同的掺砂比例下,风化砂改良膨胀土的膨胀力随冻融循环次数的增大而减小,膨胀力降低的幅值亦逐渐减小。当掺砂比例相同时,风化砂改良膨胀土的膨胀力与冻融循环次数的自然对数呈线性负相关关系。[结论]不同的冻融循环次数和不同的掺砂比例对膨胀土的膨胀力均有影响。     

干旱区季节性冻土冻融状况及对融雪径流的影响

利用天山北坡季节性冻土区的军塘湖流域观测场2013年和2014年冻融期冻土深度及各层土壤的温湿度数据,研究季节性冻土的冻融规律及冻融过程中土壤含水量的变化特征,探讨各层土壤水分分布及迁移特征对融雪径流的影响。结果表明:冻融过程中冻土深度会发生变化,且温度不同冻融速率不一;土壤水分的迁移受制于土壤温度的变化,特别是表层10cm土壤温湿度相关性极大;对比2013年,2014年数据,土壤表层10cm内的含水量变化会对融雪水的下渗有调控作用,从而影响下垫面的径流量。研究季节性冻土冻融过程及对融雪径流的影响,会对准确预报融雪性洪水有重要意义。