冻融对饱和渠基土物理力学性质的影响

冻融作用一直是寒区渠道破坏的主要诱因,为探究冻融作用对饱和粉质粘土物理力学性质的影响规律,在低温环境模拟试验箱内,对饱和土进行0~11次冻融后,结合室内土工试验,并用灰色关联度对其各项性质间交互影响效应进行分析。结果表明:随冻融循环次数的增加,饱和土黏聚力以单指数函数形式逐渐降低,内摩擦角逐渐升高。冻融作用对黏聚力的影响在初次冻融后衰减明显;损伤比系数Kφ、KC与冻融循环次数关系可分别用对数函数和指数函数描述;导热系数、平均干密度与冻融循环次数呈负相关关系,而平均孔隙率、渗透系数与冻融循环次数呈正相关关系;与冻融作用相比,平均孔隙率对黏聚力、导热系数、平均干密度和渗透系数的变化影响相对较大;对于单个试样而言,物理性质对力学性质的改变影响由大到小为:平均孔隙率、平均干密度、渗透系数、导热系数。     

自动控制技术在湿度自动化检定中的应用

土石混填路基变形模量和孔隙率随荷载增加而发生变化,土石颗粒受载前后体积不变,基于上述特点,建立了集中荷载作用下土石混填路基孔隙率和变形模量的变化模型,引进分级加载的思想和基于集中荷载作用于半无限空间的布辛奈斯克理论,建立了可考虑土石混填路基变形模量与孔隙率变化影响的路基表面竖向位移计算模型,利用土石混填路基表面静载试验曲线及曲线拟合方法确定了土石混填路基初始孔隙率,建立了土石混填路基压实度检测新方法.结合某工程实例进行测试结果对比分析,结果表明:新方法与传统方法测试结果吻合,能加快测试速度,降低对路基的破坏程度.     

基于CT扫描的不同粒形滤料孔隙结构特征

滤层孔隙结构直接影响过滤过程中的颗粒沉积和运移效果。为了掌握砂石过滤器不同粒形滤料组成滤层的内部孔隙结构特征，该研究以粒径为1～1.18 mm的普通石英砂（QS1）、天然海砂（SS2）、改性玻璃（MG3）和玻璃微珠（GB4）4 种滤料为研究对象，采用CT 扫描技术对滤层孔隙模型进行了三维重构，利用VGStudio MAX、Image J等计算机图像处理软件，分析了 4 种滤层的孔隙率、孔径大小及孔隙形状参数，并结合分形理论确定了 4 种滤层孔隙结构的计盒分形维数。结果表明：4种滤层的表观孔隙率范围分别为0.397～0.446（QS1）、0.385～0.423（SS2）、0.407～0.456（MG3）、0.351～0.380（GB4），对应体积孔隙率分别为0.422、0.412、0.441、0.366；对应孔径范围分别为75～960、80～760、70～1 050、85～930 μm，圆度值区间分别为1.59～1.78、1.35～1.54、1.65～2.03、1.20～1.36，扁平度值区间分别为2.62～2.75、2.05～2.20、3.04～3.21、1.94～2.04，计盒维数均值分别为1.621、1.566、1.661、1.446。该研究定量表征了滤层孔隙结构特性，得出不同粒形滤料细观孔隙结构的差异：滤层表观孔隙率呈现"上高下低"分布规律，孔径分布规律表明滤层内均是小孔隙占多数，大孔隙占少数，且孔隙以狭长型为主。随着滤料棱角度增加，表观孔隙率分布越分散，体积孔隙率越大，大孔隙占比也相应增加，最大达到17.24%（MG3），孔隙形状更加偏离球形，表征孔隙结构复杂性的计盒维数相应增加，且分形维数与孔隙率呈负相关关系。滤层孔隙结构研究可为后续研究滤层内颗粒沉积和运移规律奠定基础。     

多孔烧结陶片吸水特性实验方法

建筑被动蒸发降温效益以多孔材料吸水特性为基础。以广泛应用的多孔烧结陶片为例，相关参数测试方法标准并不一致。笔者参考国际标准采用“单面浸泡法”测试了3种多孔陶片的毛细吸水系数及毛细饱和含水率，实验结果表明，在第1吸水阶段，材料孔隙率与毛细吸水系数及毛细饱和含水率呈现显著正相关关系。参考中国标准，采用“整体浸泡法”和“真空饱和法”测试了上述3种材料在水中浸泡24 h后的含水率，并与“单面浸泡法”测试结果进行了对比研究，结果显示，后者实验结果分别比前两者低3.25%和21.58%。研究表明，第1阶段吸水速率高的材料具有更高毛细饱和含水率，此种陶片更适宜蒸发降温应用。测试方法上单面浸泡法优于整体浸泡法。采用重复性误差衡量实验精确度，分析结果表明上述实验的重复性误差均低于2.40%。     

负泊松比蜂窝结构的选型和等效弹性性能分析

对负泊松比多胞蜂窝结构性能进行分析,得到更加准确的等效弹性性能预测公式。使用ANSYS软件对4种负泊松比蜂窝结构进行压缩模拟实验和三点弯曲模拟实验,选取出等效弹性性能最佳的蜂窝结构为椭圆型蜂窝结构。用有限元分析和孔隙率修正2种方法,分别求得椭圆蜂窝结构的等效弹性模量、等效泊松比、等效剪切模量在孔隙率为0.1~0.7的曲线变化,得出有限元拟合的等效性能误差较小,使用有限元拟合公式预测等效弹性性能结果较为准确。     

畜禽舍末端废气净化可调孔隙率填料结构设计与试验

集约型畜禽舍末端废气净化广泛采用酸洗喷淋的化学方法去除氨气和固体颗粒物。填料作为酸洗液与废气的反应场所，是影响废气净化效果的关键因素。针对畜禽养殖舍通风管理对废气净化系统净化效率及其产生的压降需求差异，该研究基于点阵结构优化方法，通过优化单胞构型研制了孔隙率可调的填料结构，并结合数值仿真和试验，分析了填料结构的孔隙率、压降和比表面积的变化规律及其对氨气和固体颗粒物（PM_2.5和PM₁₀）净化效果的影响。研究结果表明：当填料结构孔隙率从98.7%降低至91.1%时，压降从2.7 Pa增至35.2 Pa，氨气净化效率从77.4%升高至92.6%，PM_2.5和PM₁₀的净化效率分别从69.2%和87.2%升高至90.1%和97.7%。相较于现有净化系统广泛应用的填料（孔隙率90%，压降30 Pa，氨气净化效率85%，悬浮颗粒物净化效率40%～45%），本研究设计的填料结构孔隙率可根据养殖舍通风系统的压降负荷要求在91.1%～98.7%区间内进行调节，且能够满足除氨效率83%～90%、颗粒物净化效率不低于50%的畜禽舍废气净化效率需求，为实现填料孔隙率自动调控提供了理论基础和设计参考。