微生物固化风积沙力学特性及细观模拟研究

风积沙颗粒细小均匀,粒间无黏聚力,其力学特性较差,通过微生物诱导碳酸钙沉淀技术(Microbial-Induced Calcite Precipitation,MICP),可胶结松散土颗粒,改善风积沙的力学特性.采用无侧限抗压强度试验研究微生物固化风积沙的力学特性,并结合扫描电镜及离散元数值模拟方法(Partical ...     

钢渣微粉对微生物固化风积沙强度影响的试验研究

为研究钢渣微粉和巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)对风积沙强度的提高作用，确定合适的钢渣微粉掺量和固化配比。进行了不同钢渣微粉掺量下的微生物固化风积沙沙柱试验，以无侧限抗压强度为指标，结合沙柱碳酸钙生成量，确定钢渣微粉最佳掺量。以钢渣微粉为外加剂，利用巴氏芽孢杆菌对风积沙进行固化，以无侧限抗压强度为指标，在单因素试验的基础上，通过正交试验优化固化配比，并分析菌液OD值、胶结液浓度和胶结液加注次数对掺钢渣微粉风积沙的固化强度的影响。结果表明，钢渣微粉最佳掺量为2.5%,各因素对固化效果影响的主次顺序：胶结液浓度>胶结液加注次数>菌液OD值，推荐风积沙固化制度为单轮5次注浆，菌液OD值为2.0,胶结液浓度为1.5 mol/L,此时沙柱的无侧限抗压强度达到4.07 MPa,较未掺加钢渣微粉沙柱提高21.5%。     

人工砂粒级对水工ECC材料强度及自愈合性能的影响

水工ECC材料具有韧性高、延性好、抗裂能力强、裂后自愈合等特点。本文制备了水胶比分别为0.35和0.25的水工ECC材料，研究了人工砂粒级对水工ECC材料抗压强度、劈拉强度的影响规律，并以抗压强度比为评价指标，分析了水工ECC材料自愈合性能的影响因素。结果表明：人工砂粒级对水工ECC材料的工作性有显著影响，但与抗压强度、自愈合性能之间缺少明确的相关关系，劈拉强度随人工粒级的降低而小幅增加。水工ECC材料具有较好的强度增长特性和自愈合能力，90 d龄期抗压强度较28 d龄期可增加30%～40%；水胶比、养护龄期和胶凝材料用量是影响水工ECC材料自愈合性能的重要因素，同时水化早期情况下，水工ECC材料愈合后的强度可超过受损前强度。     

搬运手孔对瓦楞纸箱抗压强度的影响

搬运手孔是影响瓦楞纸箱抗压强度的重要因素。以同一规格的瓦楞纸箱为研究对象，在单因素试验的基础上进行L₉(3⁴)正交试验，优化了搬运手孔形状、大小、和位置的参数，探讨不同搬运手孔形状、大小、位置对瓦楞纸箱抗压强度的影响。结果表明：各因素对瓦楞纸箱强度的影响次序为搬运手孔位置>搬运手孔形状>搬运手孔大小，瓦楞纸箱搬运手孔最佳条件为：开孔位置位于箱宽度侧面几何中心(0.0)处，开孔大小为96 mm×40 mm，开孔形状为半圆形(半径为48 mm)，此时瓦楞纸箱抗压强度达到最大值1 842.7 N。可为瓦楞纸箱的设计和生产提供一定的参考。     

聚丙烯酰胺添加浓度对种基盘特性的影响

种基盘绿化技术是一种改善公路边坡补栽的新技术,添加适宜浓度的聚丙烯酰胺能够有效提高种基盘基质的抗压强度,改善保水性能,有利于根系特别是主根的扩展.本研究在种基盘基质中添加5个浓度梯度(0.2‰、0.4‰、0.6‰、0.8‰、1‰)聚丙烯酰胺,不添加聚丙烯酰胺为对照,研究其对种基盘的抗压强度、保水特性及根系扩展特性的影响.结果 表明:添加聚丙烯酰胺对种基盘抗压强度和根系扩展性均有显著影响(P≤0.05),对保水特性影响较小.当种基盘含水量在15％的情况下,聚丙烯酰胺用量为0.4‰和0.6‰时,基盘强度分别为0.72 kN和0.82 kN,均高于对照与其他水平,有利于种基盘的稳定;聚丙烯酰胺对基质保水效果影响不显著,其中高浓度1‰条件下基盘蒸发失水比最高,持水效果最差;每个处理的基盘孔外的根系长度均高于孔内,其中,聚丙酰胺添加浓度为0.2‰、0.4‰、0.6‰时,根系长度以及根系扩展性均优于对照,根系扩展性好.综合分析,聚丙烯酰胺用量0.6‰时,种基盘的抗压强度、保水性能以及改善植物根系扩展特性均达到最优.     

聚丙烯酰胺添加浓度对种基盘特性的影响

种基盘绿化技术是一种改善公路边坡补栽的新技术,添加适宜浓度的聚丙烯酰胺能够有效提高种基盘基质的抗压强度,改善保水性能,有利于根系特别是主根的扩展.本研究在种基盘基质中添加5个浓度梯度(0.2‰、0.4‰、0.6‰、0.8‰、1‰)聚丙烯酰胺,不添加聚丙烯酰胺为对照,研究其对种基盘的抗压强度、保水特性及根系扩展特性的影响.结果 表明:添加聚丙烯酰胺对种基盘抗压强度和根系扩展性均有显著影响(P≤0.05),对保水特性影响较小.当种基盘含水量在15％的情况下,聚丙烯酰胺用量为0.4‰和0.6‰时,基盘强度分别为0.72 kN和0.82 kN,均高于对照与其他水平,有利于种基盘的稳定;聚丙烯酰胺对基质保水效果影响不显著,其中高浓度1‰条件下基盘蒸发失水比最高,持水效果最差;每个处理的基盘孔外的根系长度均高于孔内,其中,聚丙酰胺添加浓度为0.2‰、0.4‰、0.6‰时,根系长度以及根系扩展性均优于对照,根系扩展性好.综合分析,聚丙烯酰胺用量0.6‰时,种基盘的抗压强度、保水性能以及改善植物根系扩展特性均达到最优.     

7种化学固沙剂固化沙体的基本特征

面对种类繁多的固沙材料,通过对固化沙体基本强度特征的研究,筛选出优良固沙材料并应用到沙漠的治理中。针对引进的7种化学固沙剂,进行固化沙体抗压强度、抗剪强度、老化等基本性能测试。结果表明:固沙剂施用量为30kg/666.7m2时只有石家庄、任丘抗压强度在1MPa以下,其他5种固沙剂抗压强度都在1MPa以上;施用量为40、50kg/666.7m2时抗压强度都在1MPa以上;固化沙体剪切强度为0.240 2~2.575 5MPa;固沙剂与施用量、剪切强度之间存在直线关系;经历0~300h间断照射后,7种固沙剂质量的损失率为0.2%~1.9%。初步筛选以北京、旱宝贝、文安、威海4种固沙剂较好,不同固沙剂的其他性质需要进一步试验验证。     

NaCl含量对风沙土盐结皮特性及其抗风蚀性能的影响

土壤盐结皮能够抑制水分蒸发，减少地表粉尘释放，在干旱区生态环境中具有十分重要的作用。为了获得干旱或半干旱区风沙土盐结皮的合理盐溶度，选取新疆塔克拉玛干沙漠东部风沙土为实验土壤，分别加入0.1%、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%和7.0%（盐占混合物的百分比）的NaCl进行盐结皮实验，测试盐结皮的强度和韧性。利用电镜观察盐结皮微观结构，分析NaCl盐溶度对结皮抗压强度以及其抗风蚀性能的影响。实验结果表明：NaCl含量对风沙土结皮抗压强度和韧性有较大影响，随着NaCl含量的增加盐结皮的强度和韧性均呈现出先增加后降低的特殊现象；但盐结皮的抗压强度峰值和韧性峰值不同步，NaCl含量3.0%时，盐结皮韧性达到峰值；NaCl含量4.0%时，盐结皮的抗压强度才达到峰值。盐结皮表观和微观结构显示，盐含量>4.0%后结皮盐晶体出现盐斑聚集，这种盐晶体聚集导致盐结皮不均匀，进而导致盐结皮抗压强度复杂变化。