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等向应力条件下非饱和原状黄土增湿渗水特性试验研究

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岩土工程学报 2018年第3期40卷 431-440页

作者：张登飞陈存礼张洁贾亚军西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 西安理工大学陕西省黄土力学与工程重点实验室陕西西安710048 北京理正软件股份有限公司北京100044 甘肃林业职业技术学院甘肃天水741020

渗水系数是非饱和土固结分析的关键参数之一。用自制的非饱和土三轴剪切渗透仪,在无应力及不同等向应力下分别对不同和相同孔隙比的原状黄土进行了直接向试样分级注水使吸力逐渐减小的增湿渗透试验,分析了孔隙比,应力与饱和度及吸力对... 详细信息

渗水系数是非饱和土固结分析的关键参数之一。用自制的非饱和土三轴剪切渗透仪,在无应力及不同等向应力下分别对不同和相同孔隙比的原状黄土进行了直接向试样分级注水使吸力逐渐减小的增湿渗透试验,分析了孔隙比,应力与饱和度及吸力对增湿渗水系数的影响,对比分析了无应力与应力作用下的渗水特性,提出了可以考虑应力与饱和度或吸力影响的非饱和原状黄土增湿渗水的渗透性函数。研究结果表明：孔隙比和应力对渗水系数与饱和度关系及渗水系数与吸力关系皆有影响,吸力较大时对后者几乎没有影响,可近似归一。无应力及不同应力条件下,只要孔隙比相同,则渗水系数与饱和度或吸力关系相同;相对渗水系数与吸力的关系不能归一,同一吸力对应的相对渗水系数随孔隙比的减小或应力的增大而增大,而相对渗水系数与饱和度及吸力比（吸力与脱气值之比）关系皆可以归一。v G-M模型不适用于描述常孔隙比下原状黄土的渗水系数;提出的渗透函数可以预测一定等向应力作用下增湿过程中饱和度增大及吸力减小时原状黄土的渗水系数,预测结果与试验结果吻合较好。

关键词：原状黄土增湿孔隙比等向应力饱和度吸力渗水系数

增湿活化脱硫反应器内流动、蒸发与碰撞过程数值计算

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热能动力工程 2003年第5期18卷 471-474页

作者：吴树志赵长遂段钰锋陈晓平东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室江苏南京210096

介绍了喷水增湿活化脱硫反应器中的气相流动、水滴运动和蒸发、水滴与脱硫剂颗粒碰撞及碰撞后形成的浆滴过程的模型研究方法和数值计算结果。其中,气相湍流模型采用k-ε双方程模型进行数值模拟,水滴运动和蒸发模型分别采用随机轨道模型... 详细信息

介绍了喷水增湿活化脱硫反应器中的气相流动、水滴运动和蒸发、水滴与脱硫剂颗粒碰撞及碰撞后形成的浆滴过程的模型研究方法和数值计算结果。其中,气相湍流模型采用k-ε双方程模型进行数值模拟,水滴运动和蒸发模型分别采用随机轨道模型和经Ranz-Mashall修正的水滴蒸发模型,水滴与脱硫剂颗粒的碰撞则采用惯性沉聚模型进行。数值计算结果表明,活化反应器内的气相速度场已经进入紊流充分发展区,喷入反应器的雾化水滴及形成的浆滴在不长的一段距离内即蒸发完全,脱硫剂捕集主要发生在雾化水滴喷入位置后的一段距离内,此后捕集效率迅速降低。

关键词：脱硫数值模拟蒸发碰撞增湿活化脱硫反应器

侧限条件下增湿时湿陷性黄土的变形及持水特性

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岩石力学与工程学报 2016年第3期35卷 604-612页

作者：张登飞陈存礼杨炯王俊甫张文博西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 西安理工大学陕西省黄土力学与工程重点实验室陕西西安710048

用改装的非饱和土直剪仪在无应力及净竖向应力作用下对湿陷性黄土进行分级增湿试验,测量增湿过程中变形及吸力的变化,分析增湿前孔隙比(无应力时)及净竖向应力对增湿时湿陷性黄土的变形及持水特性的影响,探讨无应力与净竖向应力作用时... 详细信息

用改装的非饱和土直剪仪在无应力及净竖向应力作用下对湿陷性黄土进行分级增湿试验,测量增湿过程中变形及吸力的变化,分析增湿前孔隙比(无应力时)及净竖向应力对增湿时湿陷性黄土的变形及持水特性的影响,探讨无应力与净竖向应力作用时增湿持水特性之间的关系,提出力水耦合作用下孔隙比与吸力关系的表达式及以饱和度与吸力关系表征的持水特性模型。研究结果表明:力水耦合作用下,孔隙比与归一化吸力关系可用对数函数来描述,可以用孔隙比的变化来反映净竖向应力对持水特性的影响。无应力及净竖向应力作用时,只要孔隙比相同,则饱和度与吸力间关系相同。吸力小于阈值时,增湿前孔隙比和力水耦合作用所致孔隙比的变化对含水率与吸力间关系皆有较大影响;大于阈值时,几乎没有影响,且可用同一幂函数描述,据此提出考虑孔隙比变化的修正V-G模型,该模型可以预测无应力及净竖向应力作用时湿陷性黄土的增湿持水特性,预测结果与试验结果吻合较好。

关键词：土力学湿陷性黄土增湿变形持水特性力水耦合

球形蒸汽源增湿非饱和黄土水热运移规律试验研究

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岩土工程学报 2022年第4期44卷 687-695,I0005,I0006页

作者：李建东王旭张延杰蒋代军刘德仁胡渊兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室甘肃兰州730070

非饱和土中的水-汽-热耦合运移是一个受多因素影响的复杂过程。利用重塑非饱和黄土填筑模型,通入一定压力的高温水蒸气,研究蒸汽压梯度、温度梯度和含水率梯度共同作用下重塑非饱和黄土中的热湿迁移规律,并利用模型试验边界条件,解得球... 详细信息

非饱和土中的水-汽-热耦合运移是一个受多因素影响的复杂过程。利用重塑非饱和黄土填筑模型,通入一定压力的高温水蒸气,研究蒸汽压梯度、温度梯度和含水率梯度共同作用下重塑非饱和黄土中的热湿迁移规律,并利用模型试验边界条件,解得球形蒸汽源增湿非饱和黄土时水热运移主控方程的一组特解。结果表明:球形蒸汽源在非饱和黄土中运移时,水分和温度的迁移范围近似于椭球体。水蒸气沿径向运移时,随着蒸汽压逐渐消散,运移速率降低,温度传导速率减小。蒸汽压较大时,增湿速率、增湿范围和增湿程度都将增大;在有效增湿范围内,土体含水率在11%~17%间变化,接近土体的最优含水率,增湿效果较好;高温水蒸气在土体中的传热包括高温蒸汽传热和温度梯度引起的热传导,有效增湿范围内主要以高温蒸汽传热为主,温度迁移速率属于快速迁移阶段。有效增湿范围外以温度梯度引起的热传导为主,属于缓慢迁移阶段;实测值和计算值对比发现,代数显式解析特解能较好地反映试验中土体温度和含水率的变化规律。研究结果可为非饱和黄土中水热迁移和蒸汽增湿技术提供理论参考。

关键词：非饱和黄土水-热运移增湿模型试验

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循环流化床锅炉飞灰增湿低温悬浮脱硫特性

化工学报 2014年第2期65卷 684-691页

作者：王勤辉蔡毅程乐鸣许霖杰方梦祥浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027

以循环流化床锅炉飞灰作为实验对象，研究增湿活化飞灰在低温悬浮反应器中的脱硫特性。实验结果表明：增湿低温悬浮脱硫过程中，当水钙比能保证反应器中增湿灰的悬浮流化状态时，反应温度对钙利用率存在促进与抑制作用。水钙比为1时，... 详细信息

以循环流化床锅炉飞灰作为实验对象，研究增湿活化飞灰在低温悬浮反应器中的脱硫特性。实验结果表明：增湿低温悬浮脱硫过程中，当水钙比能保证反应器中增湿灰的悬浮流化状态时，反应温度对钙利用率存在促进与抑制作用。水钙比为1时，钙利用率随反应温度的升高而增大；水钙比为3、5时，钙利用率随反应温度升高先升高后降低；水钙比为10时，钙利用率随反应温度的升高而降低；当水钙比为10，飞灰增湿低温悬浮脱硫可将循环流化床锅炉飞灰初始钙利用率由41%提高至60%左右，最佳反应温度在60～80℃之间。扫描电镜表明，飞灰增湿活化后，飞灰颗粒表面空隙增多、产生裂缝，有利于进一步在悬浮反应器中脱硫。

关键词：脱硫飞灰低温增湿活化循环流化床

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膨胀土增湿过程中吸力–孔隙比–含水率关系

岩土工程学报 2015年第7期37卷 1195-1203页

作者：辛志宇谭晓慧王雪李芃汪贤恩合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

通过不同初始孔隙比条件下的土水特征试验及增湿试验,研究了膨胀土的土水特征曲线拟合参数及体积膨胀曲线拟合参数与初始孔隙比的关系,采用曲面拟合法建立了孔隙比与重量含水率及初始孔隙比的关系曲面、孔隙比与吸力及初始孔隙比的关系... 详细信息

通过不同初始孔隙比条件下的土水特征试验及增湿试验,研究了膨胀土的土水特征曲线拟合参数及体积膨胀曲线拟合参数与初始孔隙比的关系,采用曲面拟合法建立了孔隙比与重量含水率及初始孔隙比的关系曲面、孔隙比与吸力及初始孔隙比的关系曲面、重量含水率与吸力及初始孔隙比的关系曲面、体积含水率与吸力及初始孔隙比的关系曲面。试验结果表明,在重量含水率(或吸力)–初始孔隙比–孔隙比坐标系中的体变曲面由饱和部分及非饱和部分组成;在增湿过程中,曲面由非饱和区进入饱和区的转折点对应的重量含水率随着初始孔隙比的增大而增大,转折点对应的吸力随着初始孔隙比的增大而减小;在吸力–初始孔隙比–重量含水率或体积含水率坐标系中,与特定初始孔隙比对应的土水特征曲线是纵坐标恒定的平面曲线;在吸力–孔隙比–重量含水率或体积含水率坐标系中,与特定初始孔隙比对应的土水特征曲线是纵坐标在变化空间曲线,它能同时表示初始孔隙比的影响及试验过程中孔隙比的变化。

关键词：膨胀土土水特征增湿曲面拟合体变

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高岭土一维增湿的湿陷-流变分析方法研究

岩土力学 2013年第10期34卷 2857-2862页

作者：邓检良许强龙冈文夫上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 日本东京理科大学野田市2788510

塑性单元体与黏性单元体并联之后再与弹性单元体串联即构成三要素模型,其各单元体都具有非线性本构关系。通过考虑增湿过程中饱和度对三要素模型中的黏性单元体和塑性单元体的影响,建立了弹-塑-黏性与湿陷性耦合的湿陷流变本构模型。湿... 详细信息

塑性单元体与黏性单元体并联之后再与弹性单元体串联即构成三要素模型,其各单元体都具有非线性本构关系。通过考虑增湿过程中饱和度对三要素模型中的黏性单元体和塑性单元体的影响,建立了弹-塑-黏性与湿陷性耦合的湿陷流变本构模型。湿陷对塑性单元体的影响表现为应变不变条件下屈服应力的降低;而对黏性单元体的影响表现为速率敏感系数的升高。两种影响可以通过试验确定。以此模型为基础,分析了高岭土的单轴压缩固结试验中的湿陷-流变变形,提出了一种湿陷-流变分析方法。试验中,在干燥条件下观测了蠕变;在增湿过程中观测了湿陷。试验中对含水量的测量精度高。理论所得含水率-应变-时间关系与实测结果接近,并区分了增湿过程中的湿陷和干燥条件下的蠕变,证明了本方法的有效性。

关键词：增湿高岭土一维固结三要素模型

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水蒸气增湿非饱和黄土热湿迁移规律研究

岩土力学 2021年第1期42卷 186-192页

作者：李建东王旭张延杰蒋代军刘德仁李盛兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室甘肃兰州730070

温度梯度、含水率梯度和压力梯度对非饱和土体中的水热迁移有重要影响。用非饱和黄土填筑室内模型,通入0.10MPa高温水蒸气,研究蒸汽压梯度、温度梯度和含水率梯度耦合作用下的水热迁移规律。结果表明:在水蒸气迁移范围之内,土体的升温... 详细信息

温度梯度、含水率梯度和压力梯度对非饱和土体中的水热迁移有重要影响。用非饱和黄土填筑室内模型,通入0.10MPa高温水蒸气,研究蒸汽压梯度、温度梯度和含水率梯度耦合作用下的水热迁移规律。结果表明:在水蒸气迁移范围之内,土体的升温速率、增湿速率和增湿程度较大,以蒸汽传热和压力梯度驱动的水蒸气增湿为主。而在水蒸气未到位置,以温度梯度引起的热传导和含水率梯度与温度梯度耦合驱动的水热迁移为主;水蒸气迁移时,受土颗粒阻碍和蒸汽压消散的影响,土体升温速率、增湿速率和温度传导速率均随径向距离的增大而减小,且增湿速率小于升温速率;水蒸气增湿土体的最大含水率接近最优含水率,增湿效果较好,可有效提高一定范围内土体的压实性能;基于模型试验边界条件,确定含湿毛细多孔介质中二维热湿迁移方程的一组代数显式特解,并以20 cm测点为例,将温度和含水率实测值和计算值进行对比分析。研究结果可为非饱和黄土水-汽-热耦合传输规律和水蒸气增湿新技术研究提供理论支持。

关键词：非饱和黄土水-热耦合迁移增湿模型试验解析解

钙基脱硫灰低温增湿脱硫的TGA模拟实验研究

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浙江大学学报（工学版） 2008年第10期42卷 1779-1784页

作者：王勤辉刘传亮骆仲泱高翔徐晶晶岑可法浙江大学能源清洁利用国家重点实验室浙江杭州310027 上海发电设备成套设计研究院上海200240

以石灰石为脱硫剂，在热天平中研究了其高温脱硫产物在低温（60～150℃）条件下的增湿脱硫特性，探讨了水活化温度、活化水量和高温脱硫时间对脱硫灰低温增湿脱硫能力的影响．结果表明，在合适的水活化增湿条件下，高温脱硫产物中的残... 详细信息

以石灰石为脱硫剂，在热天平中研究了其高温脱硫产物在低温（60～150℃）条件下的增湿脱硫特性，探讨了水活化温度、活化水量和高温脱硫时间对脱硫灰低温增湿脱硫能力的影响．结果表明，在合适的水活化增湿条件下，高温脱硫产物中的残留氧化钙水合生成氢氧化钙的转化率可以达到90％以上，具有较强的潜在再脱硫能力．增湿活化温度越低，高温脱硫时间越短，越有利于低温脱硫反应；随着活化水量的增加，低温脱硫反应的钙利用率先提高后降低，活化水量存在一个最佳值．

关键词：脱硫水活化增湿循环流化床