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溶液浓度及应力历史对膨胀土膨胀变形的影响试验研究

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溶液浓度及应力历史对膨胀土膨胀变形的影响试验研究

作者：张雪茹华北水利水电大学

学位级别：硕士

膨胀土因高膨胀性、低渗透性、较强的吸附核素性,经常被选作处置核废料、垃圾填埋的防渗材料。它遇水膨胀可以封闭间隙,自身特有的低渗透性又可以隔绝核废料与外界设施。但是一般地下的环境都比较复杂,膨胀土的膨胀特性会受到多种因素... 详细信息

膨胀土因高膨胀性、低渗透性、较强的吸附核素性,经常被选作处置核废料、垃圾填埋的防渗材料。它遇水膨胀可以封闭间隙,自身特有的低渗透性又可以隔绝核废料与外界设施。但是一般地下的环境都比较复杂,膨胀土的膨胀特性会受到多种因素影响。本文主要考虑的影响因素是孔隙水溶液浓度、荷载、干密度和应力历史,利用一维固结仪进行一系列膨胀土膨胀试验研究,并建立多因素影响下的膨胀土胀缩量预测模型。本文主要研究内容如下:1、利用无荷膨胀率试验,研究孔隙水溶液对膨胀变形特性的影响。结果表明:膨胀土时程曲线可以分为三个阶段,分别是初始快速膨胀阶段、缓慢膨胀阶段和稳定膨胀阶段。内外溶液浓度相同和内部溶液浓度不变、外部溶液浓度变化的情况下,最大膨胀率与溶液浓度呈正相关,与胀限也呈正相关。推导膨胀率差值与胀限差值之间的表达式。外部溶液浓度不变,内部溶液浓度变化时,最大膨胀率随着浓度的增加先增大后减小。2、研究了荷载和干密度对膨胀土特性的影响。结果表明:上覆荷载与膨胀应变呈负相关,干密度与膨胀应变呈正相关,并得到考虑膨胀土初始干密度、上覆荷载双因素影响下的膨胀率表达式。荷载越大胀限越小,干密度越大胀限越小。孔隙比随着上覆荷载和干密度的变化趋势基本相同,均呈现下降趋势。3、研究分析了应力历史与膨胀特性之间的关系。结果表明:应力历史影响膨胀土的膨胀变形量,土体受到荷载较小时,应力历史抑制作用更显著,随着土体受力的增加,应力历史的影响逐渐减小。应力历史作用下孔隙比大幅减小,上覆荷载较小时,其对孔隙比的影响更加显著。荷载与胀限呈负相关关系,应力历史作用下胀限明显变小。膨胀率与胀限呈正相关,并且应力历史导致试样膨胀率和胀限均处在较低水平。4、建立了萤火虫优化算法耦合人工神经网络的膨胀土胀缩量预测模型。选用外部溶液浓度、内部溶液浓度、上覆荷载、干密度和应力历史5个影响膨胀变形的指标,将前文试验数据作为萤火虫优化BP神经网络模型的输入进行模型预测,并将本文模型与BP神经网络模型进行对比。结果表明:该模型可以准确预测膨胀土的胀缩量,效果良好,应用在该领域是可行的。通过比较本文方法与BP神经网络方法的仿真结果,建立评价指标系统,可以得出本文的方法更优于后者,预测结果更加准确,更具有推广性。

关键词：膨胀土膨胀机理溶液浓度膨胀变形应力历史人工神经网络

溶液浓度对拉曼光谱线宽和频移影响的实验研究

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高等学校化学学报 2002年第12期23卷 2300-2302页

作者：尹建华高淑琴徐欣锋里佐威吉林大学物理学院长春130023

将液芯光纤技术用于傅里叶变换拉曼光谱测量中 ,提高拉曼光谱强度 1 0 2 ～ 1 0 4倍 .应用该技术 ,在实验上研究了溶液浓度变化对 β-carotene,rhodamine在 CS2 中的 C C键 π-π*跃迁拉曼线频移和线宽的影响 .实验结果表明 ,随着浓度降... 详细信息

将液芯光纤技术用于傅里叶变换拉曼光谱测量中 ,提高拉曼光谱强度 1 0 2 ～ 1 0 4倍 .应用该技术 ,在实验上研究了溶液浓度变化对 β-carotene,rhodamine在 CS2 中的 C C键 π-π*跃迁拉曼线频移和线宽的影响 .实验结果表明 ,随着浓度降低 ( 1× 1 0 - 7～ 1× 1 0 - 1 2 mol/L) ,拉曼光谱线峰值发生红移 ,线宽变窄 .

关键词：溶液浓度线宽液芯光纤傅里叶变换拉曼光谱频移光谱分析红移

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基于光子晶体的氯化钠溶液浓度传感研究

电子测量技术 2022年第24期45卷 54-59页

作者：梅永朱飞宏庄建军南京信息工程大学大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室南京210044 南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044 南京信息工程大学工程训练中心南京210044 南京信息工程大学长望学院南京210044

为了得出光子晶体缺陷透射峰位置与溶液折射率及溶液浓度的关系,本文提出一种利用氯化钠溶液构建缺陷层的一维光子晶体传感模型,采用传输矩阵法计算和分析了缺陷峰波长与氯化钠溶液浓度之间的关系。结果表明,缺陷峰波长与溶液折射率及... 详细信息

为了得出光子晶体缺陷透射峰位置与溶液折射率及溶液浓度的关系,本文提出一种利用氯化钠溶液构建缺陷层的一维光子晶体传感模型,采用传输矩阵法计算和分析了缺陷峰波长与氯化钠溶液浓度之间的关系。结果表明,缺陷峰波长与溶液折射率及其氯化钠浓度呈正比关系,利用该传感模型测量溶液浓度的灵敏度为0.57 nm/%。本文提出的一维光子晶体传感模型具有灵敏度高、受温度影响小、可在线测量等特点,为实际光子晶体传感器的设计提供了理论参考。

关键词：一维光子晶体缺陷模传输矩阵溶液浓度

溶液浓度对前驱体FePO_4·xH_2O及LiFePO_4性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2010年第5期41卷 1668-1673页

作者：彭春丽沈超张宝张佳峰李倩中南大学冶金科学与工程学院湖南长沙410083

以NH4H2PO4和FeSO4.7H2O为原料,H2O2为氧化剂,通过液相法合成FePO4.xH2O前驱体,将FePO4.xH2O,Li2CO3和葡萄糖球磨混合以低温固相法合成正极材料LiFePO4,研究溶液浓度对前驱体FePO4.xH2O和LiFePO4的影响;采用X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品的晶体结构和形貌进行表征,采用比表面积分析和原子发射光谱分析等手段比较不同的溶液浓度对产物性能的影响。研究结果表明:当溶液浓度为0.1,0.3,0.5,1.0和1.5 mol/L时制备的FePO4.2H2O均为纯相,在溶液浓度为1.0 mol/L时合成的FePO4.xH2O含2个结晶水,即x=2;溶液浓度为1.0 mol/L时合成的FePO4.xH2O制备的LiFePO4具有良好的电化学性能;充放电容量为0.1C(其中,C为充、放电倍率)首次放电容量达154.4 mA.h/g,循环30次后容量保持率为99.7%。

关键词：锂离子电池 LiFePO4 前驱体溶液浓度电化学性能

溶液浓度对低温水热制备BiVO_4形貌及光催化性能的影响

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功能材料 2013年第13期44卷 1847-1851,1855页

作者：马占营姚秉华何仰清西安理工大学应用化学系陕西西安710048 咸阳师范学院化学与化工学院陕西咸阳712000

采用低温水热法合成了一系列BiVO4样品,以XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET等测试技术对样品的晶相结构、形貌、吸光性能以及比表面积等进行了表征,以MB染料分子模拟环境污染物,考察了样品的光催化性能。探讨了不同起始溶液浓度对样品的形貌... 详细信息

采用低温水热法合成了一系列BiVO4样品,以XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET等测试技术对样品的晶相结构、形貌、吸光性能以及比表面积等进行了表征,以MB染料分子模拟环境污染物,考察了样品的光催化性能。探讨了不同起始溶液浓度对样品的形貌及其光催化性能的影响。结果表明,水热反应中,起始溶液浓度对BiVO4样品的形貌和尺寸有很大影响,当起始溶液浓度为0.01mol/L时,所得样品呈"海藻头"形;浓度为0.05和0.1mol/L时,所得BiVO4均呈"鹅卵石"形;浓度为0.5mol/L时,所得BiVO4呈"土豆"形。光催化实验结果表明,"海藻头"和"鹅卵石"形BiVO4具有较高的光催化降解能力,光催化反应180min后,对MB溶液脱色率达到75%左右,而"土豆"形BiVO4仅达到45%。此外,对低温水热反应过程中BiVO4样品的形成机理进行了探讨。

关键词： BiVO4 形貌溶液浓度光催化合成

冷却结晶过程溶液浓度在线测量与建模方法研究

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冷却结晶过程溶液浓度在线测量与建模方法研究

作者：杜康青岛科技大学

学位级别：硕士

冷却结晶过程是根据物质在不同温度下溶解度不同而分离或提纯固体物质的一种方法,广泛地应用于医药、精细化工、食品等工业过程有机物的分离和纯化。溶液浓度测量,尤其在线测量,是结晶过程建模和控制的基础,测量的准确性和可靠性不仅影... 详细信息

冷却结晶过程是根据物质在不同温度下溶解度不同而分离或提纯固体物质的一种方法,广泛地应用于医药、精细化工、食品等工业过程有机物的分离和纯化。溶液浓度测量,尤其在线测量,是结晶过程建模和控制的基础,测量的准确性和可靠性不仅影响结晶过程动力学模型的准确性,也直接影响结晶过程产品质量、收率、晶体纯度等控制效果。近年来,随着过程分析技术的不断开发,溶液浓度的各种在线测量技术得到了广泛关注和显著发展,光谱技术因其具有实时原位和无损等优点,已成为结晶过程溶液浓度在线测量的主要方法。本文采用衰减全反射-傅里叶变换红外(Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared,ATR-FTIR)光谱仪在线测量谷氨酸冷却结晶过程溶液浓度,从数据预处理、变量选择及建模方法角度开展研究,来提高溶液浓度预测模型的准确性和可靠性,主要研究内容包括:(1)本文系统地综述了结晶过程溶液浓度的各种测量方法,分析了其测量原理、优缺点,对其按照测量方式的不同进行了划分,并系统概述了各种测量技术的研究进展、应用现状以及存在的问题;重点阐述了基于光谱技术的在线溶液浓度测量方法的原理以及基于光谱技术的化学计量学方法的研究进展,并指出了目前光谱测量技术存在的问题及前景潜力,为结晶过程溶液浓度测量方法的发展指明了方向。(2)针对在线ATR-FTIR光谱数据因温度变化、噪声等引起的光谱非线性问题,本文研究了数据预处理方法对溶液浓度测量模型的影响。基于偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)法,采用基线校正、平滑处理、差减和尺度变换等四类预处理方法结合波段选择,建立了4组24个候选标定模型。通过不同浓度和温度下的验证实验及谷氨酸溶解度实验,验证了所有候选标定模型的性能。结果表明采用平滑和导数进行数据预处理可以有效消除光谱非线性;此外,还证明了基于平滑和导数预处理的标定模型可用于ATR探针成核的故障检测。(3)针对光谱数据存在冗余变量导致全光谱建模准确性和可靠性难以提高的问题,本文从变量选择的角度进行了研究。将Fisher组合种群分析(Fisher Combined Population Analysis,FCPA)和改进的二元布谷鸟搜索(Improved Binary Cuckoo Search,IBCS)算法相结合,设计了一种新型双层结构的变量选择算法。实验表明,与其它变量选择算法相比,本文提出的算法大大地降低了模型复杂度,可有效剔除88%冗余变量,且所建立的标定模型仍具有更高的模型预测能力和可靠性。(4)针对受溶液温度、光纤等因素影响,溶液浓度与光谱之间存在非线性导致现有线性建模方法存在模型精度低的问题,本文从建模方法的角度研究了随机森林、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法等机器学习方法对模型预测性能的影响,并将其与PLSR建模方法进行了比较。通过谷氨酸冷却结晶过程实验对其性能进行了验证,结果表明,相对于常规PLSR建模方法,基于SVM建立的标定模型具有更高的预测精度和稳健性。最后,通过将数据预处理、变量选择及建模方法相结合,建立了基于ATR-FTIR光谱技术的简单、准确、可靠的结晶过程溶液浓度在线预测模型。

关键词：结晶过程溶液浓度红外光谱预处理变量选择建模

基于双声光调制的溶液浓度测量系统设计与实现

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基于双声光调制的溶液浓度测量系统设计与实现

作者：韩香伶中北大学

学位级别：硕士

随着现代科技的快速发展与精密制造业的不断进步,对精密测量技术的要求也越来越高。溶液浓度是反映物质信息的一个重要参数,其与人类的生产生活密切相关,在生物传感、药物检测、化工生产等方面都需要对液体的浓度进行测量,检测的准确度... 详细信息

随着现代科技的快速发展与精密制造业的不断进步,对精密测量技术的要求也越来越高。溶液浓度是反映物质信息的一个重要参数,其与人类的生产生活密切相关,在生物传感、药物检测、化工生产等方面都需要对液体的浓度进行测量,检测的准确度直接影响后续的研究,因此为保证后续产品的质量以及研究的准确性,实现对溶液浓度的高精度测量成为当下急需解决的问题。本研究结合测量需求从光路检测和信号处理两方面出发进行系统设计。具体工作内容如下:(1)完成光路的改进与设计,首先对声光调制技术进行了研究,并对本研究涉及的声光调制器的参数特性进行了分析实验。然后针对单声光调制的外差干涉系统中各级衍射光之间存在着相互影响,导致输出的信号在同一频率会存在相位干扰的问题,设计了双声光调制结构的外差干涉检测系统。并设计了呈对称结构的测量光路和参考光路,进一步提高了系统的抗干扰能力。(2)完成对干涉信号的处理,设计了由FPGA控制的双路AD采集模块,对由光路输出的两路携带相位差信息的干涉信号进行采集,通过数字鉴相法对信号进行处理分析。并利用MATLAB对实时采集的拍频信号的数据进行对比处理分析,最后根据处理得到的相位差信息与被测量之间的关系得到被测量。(3)完成对系统的测试,通过实验对系统的相位特性进行了检测研究实验,证明系统具有很好的线性相位检测能力,为后续基于相位调制对溶液浓度测量提供了理论基础。对不同百分比浓度的溶液进行了测量,实验表明该系统对低浓度溶液能够实现高精度测量。本系统主要包括光路检测和信号采集处理两部分,文章从声光调制技术的研究,检测的原理,光路的设计,中间处理电路的设计及信号的采集处理等方面进行阐述,并通过实验对系统的功能进行了测试,从而完成浓度测量系统的设计。实验结果表明,该检测系统能够较好地通过对信号相位差改变信息的处理完成对溶液浓度的检测,在0.1%～0.5%范围内,最大相对误差约为8.0%。

关键词：声光调制外差干涉信号处理相位差溶液浓度

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基于掠入射法溶液浓度测量系统研究

光子学报 2006年第1期35卷 138-141页

作者：金清理温州师范学院物理与电子信息学院浙江温州325027

根据溶液浓度与其折射率的关系，提出用掠入射法测量溶液浓度的方法．利用其临界光线的折射角进行透明介质溶液浓度的精确测量，研发出测量实验系统．分析了临界光线的折射角与其浓度的关系，给出溶液浓度与折射角之间的简单数学解析式... 详细信息

根据溶液浓度与其折射率的关系，提出用掠入射法测量溶液浓度的方法．利用其临界光线的折射角进行透明介质溶液浓度的精确测量，研发出测量实验系统．分析了临界光线的折射角与其浓度的关系，给出溶液浓度与折射角之间的简单数学解析式．用该系统对5％～80％的甘油溶液进行测量，结果最大绝对偏差小于0．003％．

关键词：掠入射法临界光线折射角测量系统溶液浓度浓度测量

不同浓度下二元弱酸酸式盐中微粒浓度的大小比较

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化学教学 2024年第6期 93-97页

作者：叶樑广州市第八十九中学广东广州510520

在二元弱酸的酸式盐溶液中,存在多个可逆过程。通常状况下,平衡常数大的反应主宰了体系的主要性质,因为HA^(-)质子自递反应平衡常数最大,所以可以主宰整个体系的性质,但随着盐溶液浓度的降低,HA^(-)离子浓度的迅速降低,HA^(-)质子自递... 详细信息

在二元弱酸的酸式盐溶液中,存在多个可逆过程。通常状况下,平衡常数大的反应主宰了体系的主要性质,因为HA^(-)质子自递反应平衡常数最大,所以可以主宰整个体系的性质,但随着盐溶液浓度的降低,HA^(-)离子浓度的迅速降低,HA^(-)质子自递反应对体系的影响会逐渐降到HA^(-)的水解或电离、甚至是水的电离相同的程度或之下,从而造成了在各个阶段,二元弱酸的酸式盐溶液中微粒浓度的大小排序的不同。通过对各可逆过程平衡常数的分析,结合守恒关系,定量分析出各阶段分界线的标志性浓度。

关键词：二元弱酸酸式盐溶液 HA^(-)质子自递反应多平衡竞争溶液浓度微粒浓度大小