纳滤膜技术及其应用的研究进展

随着膜技术的发展,20世纪80年代出现的纳滤膜弥补了反渗透与超滤之间的空白。纳滤膜(nanofiltration membrane,NF)又称“疏松型”反渗透膜。通常情况下,膜的截留相对分子质量界限为200~1 000。与截留相对分子质量相对应的膜孔径为1~3 nm,故将这类膜称为纳滤膜。纳滤膜可以截留糖类等低相对分子质量有机物和高价无机盐(MgSO4等),但对单价无机盐的截留率低(仅为10%~80%),具有相当大的透过能力。由于单价盐可以自由透过纳滤膜,使得膜两侧因离子浓度不同而造成的渗透压差远远低于反渗透膜。在相同通量条件下,纳滤膜所要求的驱动压力比反渗透膜要低得多。一般纳滤的操作压力为0.5~1.5 MPa。由于纳滤膜的这种独特分离性能,确定了它在水软化和低相对分子质量有机物纯化浓缩的地位。此外,纳滤膜能有效去除许多中等相对分子质量溶质,如消毒副产物的前驱物、残留农药和某些色素等,因而在水净化处理和脱色中得到广泛应用。     

Hardfill 材料非线性弹性本构模型研究

在砂砾料中掺入少量胶凝材料得到了一种新的低强度筑坝材料——Hardfill材料,其力学性能介于碾压混凝土和土石料之间,应力-应变关系具有明显的弹塑性性质和应变软化等特性.在已有研究的基础上,通过理论和数学分析,提出了能够反映Hardfill材料应变软化特性、参数物理意义较为明确的六参数非线性弹性本构模型,并给出了详细的参数确定过程.将该本构模型应用于坝高100m的Oyuk坝进行非线性有限元分析,结果表明:应用非线性本构模型计算所得坝体应力和变形分布规律与线弹性计算结果基本一致;因坝体应力水平较低,材料基本处于线弹性状态,非线性计算所得应力值与线弹性结果相差不大;而在坝趾等应力水平较高的部位,非线性计算所得应力集中值明显较小.     

高硬度含铁含锰地下水的处理

黑龙江双城市净水厂原水取用地下水,其含有铁、锰和高硬度,采用石灰软化法、曝气和常规水处理工艺,处理后水中的铁、锰和硬度均达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)。但由于采用石灰软化去除硬度,出水中残存的硬度多以CaCO3和Mg(OH)2沉淀物形式存在,致煮沸水中表面有白色沉淀物薄膜,因此采取在滤后水中加入少量盐酸的方法,使煮沸水中不再出现白色沉淀物薄膜。去除硬度的生产废水中含有高浓度的CaCO3和Mg(OH)2沉淀物,直接排放会堵塞下水道和污染接纳水体,故进行了生产废水处理以利于环境保护和污泥回收利用。     

挤压性围岩软化模型及在大变形分析中的应用

根据挤压性围岩的受力特征，在平面应变相似材料模拟围岩挤压性变形试验的基础上，基于岩石微元强度服从Weibull分布，推导了岩石损伤演化方程，建立了能较好模拟岩石应力一应变曲线峰后的软化模型．该模型能反映岩石的软化特性及破坏的全过程，也能反映岩石强度受围压的影响．     

被动区花岗岩残积土弱化对深基坑的影响

花岗岩残积土遇水软化崩解不仅造成施工困难,也给基坑自身安全及周边环境保护带来极大风险。为了研究坑底被动区花岗岩残积土遇水软化崩解对基坑的影响,以花岗岩残积土地区某地铁车站深基坑为对象,运用PLAXIS有限元软件,系统地开展了土体弱化及弱化深度对基坑变形受力影响的有限元计算。结果表明:围护结构水平位移最大值、踢脚变形、地表沉降最大值均随着坑底土体弱化深度的增加而增大,当弱化深度较小时,上述值增长幅度较小,当弱化深度较大时,上述值急剧增大;此外,围护结构水平位移最大值位置及最大弯矩会随着土体弱化深度的增加而增大,临近坑底支撑会随土体弱化深度的增加而承担较大的转移压力。因此,在花岗岩残积土地区基坑工程施工过程中,需减少坑底土体弱化深度,避免土体大范围弱化。研究结果可为其他类似工程施工决策提供参考。     

荷载-水化耦合下红层泥岩的变形特性

红层泥岩是一种常见的软岩,广泛分布于我国的西南、西北、华中及华南地区。水对红层泥岩的力学特性影响显著,由于降雨因素的影响,红层泥岩地区的边坡频频爆发崩塌、滑坡等工程事故。为模拟红层泥岩地区经历极端干燥天气后突降暴雨,即红层泥岩在不同荷载水平作用下从干燥状态到饱和状态水化作用的全过程,研究红层泥岩在不同荷载水平作用下遇水水化后的变形和强度特征,设计了一个简单试验装置和试验方案,实现了对红层泥岩在荷载-水化耦合作用下的变形特性研究。试验结果表明:①红层泥岩的水化作用明显,红层泥岩的饱和单轴抗压强度远低于干燥岩样的单轴抗压强度,考虑荷载作用下的干燥红层泥岩水化破坏应力水平又远低于泥岩的饱和强度;②破坏是一个渐变的过程,在某一应力水平作用下岩石的变形经历了一个从缓慢增长到急剧增长的过程,但岩样的破坏具有突然性,泥岩破坏后呈泥状。成果可为红层泥岩地区的工程稳定性研究提供一定的参考。     

减少居民楼供热水结垢的措施研究

阐述水垢的形成机理及过程,通过实验对减少居民楼供热水结垢的措施进行了研究和探讨。     

对SBS改性沥青的性能研究

对SBS改性沥青进行不同温度及不同贯入时间下的针入度试验,以此来评价沥青的流变特性及路用性能;分析了SBS改性沥青的软化点随着混合过程的变化而出现的复杂变化,并通过不同温度和速率条件下的延度试验来分析改性沥青的流变特性。     

水泥土统计损伤本构模型研究

为了探索工程实际中水泥固化土的应力-应变关系及水泥土变形规律,参考岩石统计损伤本构模型的思路来构建水泥土统计损伤本构模型。假设水泥土微元强度服从Weibull概率密度分布,并引入初始损伤系数η,建立单轴压缩荷载下水泥土的统计损伤本构模型。根据应力-应变曲线峰值点的极值性进行模型参数求解,分析不同水泥掺量、不同龄期的水泥土累积损伤的扩展过程。通过对水泥土单轴压缩试验数据进行验证与分析发现,随着水泥掺量以及龄期的增加,水泥固化土模型参数η值增大,m值,F_0值减小,表明龄期和水泥掺量能够抑制水泥固化土损伤发展。新建立的水泥土统计损伤本构模型拟合效果较好,并能较好地反映水泥土的应变软化特性,可为水泥固化土的应力分布特点和变形规律研究提供一定参考。     

降雨条件下膨胀岩边坡失稳数值模拟研究

为了揭示膨胀岩边坡破坏机理,采用流固耦合的非线性有限元分析方法,对膨胀岩边坡降雨失稳现场试验进行了数值模拟研究,改进了膨胀岩边坡稳定分析技术,使之能考虑膨胀岩的膨胀性、裂隙性,以及非饱和膨胀岩的吸湿软化特性。数值计算结果表明:非饱和膨胀岩的吸湿软化特性是膨胀岩边坡渐进性破坏的主要原因,膨胀性进一步加剧了这种影响;大气影响带膨胀岩的风化和干湿循环影响导致的浅层裂隙,是膨胀岩边坡浅层滑动的根源。