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某污染场地土壤与地下水协同修复阈值

吉林大学学报(地球科学版) 2024年

作者：王锦博贺志毅王亚楠程诗雨刘明柱中国地质大学(北京)水资源与环境学院浙江广川工程咨询有限公司天津市地质研究和海洋地质中心

科学确定土壤修复基准对土壤与地下水协同治理具有重要的指导意义，以往研究多假设源强直接作用于饱和带，少有考虑污染物在包气带迁移产生的滞后、衰减及污染源强的变化。针对这一问题，本文将污染物在土壤中的一维垂向运移解析解和地... 详细信息

科学确定土壤修复基准对土壤与地下水协同治理具有重要的指导意义，以往研究多假设源强直接作用于饱和带，少有考虑污染物在包气带迁移产生的滞后、衰减及污染源强的变化。针对这一问题，本文将污染物在土壤中的一维垂向运移解析解和地下水中的三维运移解析解进行了耦合，利用该方法探讨了污染物迁移转化影响因素对土壤与地下水协同修复阈值的影响。结果表明：不考虑土壤与地下水协同修复时，按现行标准中第一类用地的土壤筛选值，苯和氯苯应分别修复至1 mg/kg与68 mg/kg；考虑土壤与地下水协同修复，以下游地下水合规点水质达标为目标，则利用该方法计算出的土壤与地下水协同修复阈值分别为0.15 mg/kg和150mg/kg。不考虑土壤与地下水协同修复，可能导致该场地土壤修复不足或过度修复问题。

关键词：污染场地土壤-地下水协同修复阈值计算解析解耦合模拟

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环氧树脂乳液改性油井水泥的性能研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第7期57卷 687-694页

作者：郭锦棠刘国庆李鹏鹏刘明常庆露胡苗苗天津大学化工学院天津300350 天津大学浙江绍兴研究院绍兴312300 海河可持续化学转化实验室天津300192

随着油气井勘探领域的不断扩展和深入,油井水泥脆性较大的弊端越来越明显,在复杂的压力和温度条件下,水泥石容易产生裂缝从而造成强度损失,甚至会进一步导致水泥环的完整性失效,对油气井的安全生产有着严重的危害.为克服油井水泥的脆性... 详细信息

随着油气井勘探领域的不断扩展和深入,油井水泥脆性较大的弊端越来越明显,在复杂的压力和温度条件下,水泥石容易产生裂缝从而造成强度损失,甚至会进一步导致水泥环的完整性失效,对油气井的安全生产有着严重的危害.为克服油井水泥的脆性,聚合物乳液因其能有效改善水泥的韧性、保水性而得到广泛应用.针对深井、超深井高温高压固井需求,制备了水性环氧树脂乳液改性水泥,并对其流变性能、稠化性能、抗折抗压强度和弹性模量等应用性能进行了研究,同时利用X射线衍射(XRD)、固体核磁共振(NMR)和热失重(TG)等表征手段探究了环氧树脂乳液体系在水泥中的作用机理.结果表明,环氧树脂乳液的加入改善了水泥浆的静态滤失性能,对水泥浆的流变性能和稠化行为没有负面影响.改性水泥石的抗折强度显著提高,尤其是当环氧树脂乳液掺量为15%时,90℃养护7 d、14 d和28 d的水泥抗折强度分别提高了25%、111%和100%.同时,与空白试样相比,环氧树脂乳液掺量为5%、15%和20%的水泥弹性模量分别降低了39.4%、42.8%和58.1%.环氧树脂乳液不会改变水泥的水化产物,只会在水泥水化早期起到一定的延缓和阻碍作用;环氧树脂在水泥基体中发生固化交联反应,在水泥水化过程中水化产物之间形成了联结,从而提高了水泥石的抗折性能,降低了水泥石的弹性模量.

关键词：环氧树脂乳液增韧油井水泥水化产物

变截面单元环状周期结构固有频率分裂规律研究

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机械工程学报 2024年第7期60卷 114-123页

作者：高楠王世宇夏春花魏振航天津大学机械工程学院天津300354 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300354 天津市非线性动力学与控制重点实验室天津300354

在实际工程应用中,环状周期结构往往存在变截面单元。针对因变截面单元周期特性而导致的固有频率分裂现象,基于力矩平衡关系,采用Hamilton原理建立一般性动力学模型。以贯穿孔为例,基于经典振动理论得到固有频率及其分裂规律。考虑分组... 详细信息

在实际工程应用中,环状周期结构往往存在变截面单元。针对因变截面单元周期特性而导致的固有频率分裂现象,基于力矩平衡关系,采用Hamilton原理建立一般性动力学模型。以贯穿孔为例,基于经典振动理论得到固有频率及其分裂规律。考虑分组模式拓扑构型,推导具体消除频率分裂的规则,深入分析贯穿孔的孔径、数量和位置等参数对频率及其分裂行为的影响。设计试件并搭建实验台验证理论模型的正确性和消除规则的有效性。研究结果表明:由于贯穿孔使局部质量和弯曲刚度同时减小,进而导致固有频率改变,增大孔径和数量使重频频率减小,使分裂频率的分裂程度增大;保持孔径的一致性和位置的对称性可有效消除分裂。该研究方法和结论可用于工程领域类似周期结构动力学问题的研究并指导结构的设计。

关键词：环状周期结构变截面单元固有频率分裂分组模式消除规则

基于相位调谐的旋转摆盘发动机驱动机构运动与受力分析

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机械工程学报 2024年第3期60卷 109-119页

作者：魏振航王世宇夏春花天津大学机械工程学院天津300350 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300350 天津市非线性动力学与控制重点实验室天津300350

旋转摆盘发动机具有结构紧凑和比功率大等优点,广泛应用于潜航器和鱼雷等军事装备中。利用坐标变换矩阵求得了摆盘轨迹、活塞位移和连杆摆角的解析表达式,揭示了斜轴夹角和摆盘半径等结构参数对摆盘运动和连杆摆角的影响规律。考虑活塞... 详细信息

旋转摆盘发动机具有结构紧凑和比功率大等优点,广泛应用于潜航器和鱼雷等军事装备中。利用坐标变换矩阵求得了摆盘轨迹、活塞位移和连杆摆角的解析表达式,揭示了斜轴夹角和摆盘半径等结构参数对摆盘运动和连杆摆角的影响规律。考虑活塞分布的空间对称性以及燃气压力变化的时间对称性,利用相位调谐原理分析了摆盘的受力特征,揭示了燃气压力谐波阶次和活塞个数对摆盘受力的影响规律。研究结果表明,摆盘边缘的运动轨迹呈球面“8”字形;由于连杆的空间摆动,活塞位移并非连杆大头位移沿活塞轴向的分量;通过调整活塞个数与燃气压力谐波阶次之间的组合关系,可平衡摆盘上的力或力矩。

关键词：摆盘发动机驱动机构运动规律受力分析相位调谐

微波诱导高分散Pd/FeP催化剂构筑及其电催化性能研究

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化工学报 2024年第4期75卷 1594-1606页

作者：李昂赵振宇李洪高鑫天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津300350 物质绿色创造与制造海河实验室天津300192

微波技术作为一种新型过程强化手段,已被广泛应用于材料制备过程。利用微波对吸波型载体的选择性加热,使其产生局部高温诱导催化剂颗粒的沉积,有望构筑高分散钯(Pd)催化剂结构,而这一特殊结构对提高催化剂电催化氧化甲酸活性、提升甲酸... 详细信息

微波技术作为一种新型过程强化手段,已被广泛应用于材料制备过程。利用微波对吸波型载体的选择性加热,使其产生局部高温诱导催化剂颗粒的沉积,有望构筑高分散钯(Pd)催化剂结构,而这一特殊结构对提高催化剂电催化氧化甲酸活性、提升甲酸燃料电池的性能至关重要。为探究微波诱导高分散钯催化剂便捷制备的可行性,本文首先通过水热法制备了强吸波的空心海胆状磷化铁(FeP)作为催化剂载体,而后分别在常规加热与微波加热条件下通过乙二醇还原法在FeP表面沉积Pd。使用XRD、TEM、SEM技术表征Pd/FeP产品的形貌和微观结构,探究微波加热对催化剂表面金属钯颗粒分散的影响作用。使用循环伏安法和线性伏安法评价所制备催化剂的催化活性,通过探讨催化剂结构与其电催化活性的构效关系,揭示微波合成对Pd/FeP催化剂性能的强化作用机制。研究结果表明,空心海胆状的FeP颗粒具有较强的微波吸收能力,因而在受到微波辐射时,其表面形成的局部过热诱导Pd的原位沉积,使得微波水热法制备的Pd催化剂具有良好的分散特性,然而溶剂主体温度的过高会增加Pd之间的团聚。相对于常规手段合成的催化剂,利用微波水热法在120°C下制备的催化剂电化学活性面积提升了约3.5倍,对甲酸电催化氧化活性提升了约54倍。

关键词：微波合成纳米结构电化学催化剂粒度分布

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强吸波催化剂协同微波能强化果糖脱水制5-羟甲基糠醛

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化工学报 2024年第4期75卷 1565-1577页

作者：徐安冉刘凯王娜赵振宇李洪高鑫天津大学化工学院精馏技术国家工程研究中心天津300072 物质绿色创造与制造海河实验室天津300192

利用硬模板法制备了中空多孔碳球(MHCS),系统研究了热处理温度、金属负载量、刻蚀前后对MHCS电磁参数的影响。从中选取高介电损耗值(ε″)的MHCS-800(ε″=213)作为催化剂载体,并以SCS-800(ε″=50)和SCS(ε″=0.08)作为对比样品,经磺... 详细信息

利用硬模板法制备了中空多孔碳球(MHCS),系统研究了热处理温度、金属负载量、刻蚀前后对MHCS电磁参数的影响。从中选取高介电损耗值(ε″)的MHCS-800(ε″=213)作为催化剂载体,并以SCS-800(ε″=50)和SCS(ε″=0.08)作为对比样品,经磺化后用于催化果糖水解制5-羟甲基糠醛,根据在微波加热和常规油浴条件下的反应动力学探究了ε″对微波催化效果的影响。结果表明,在80 W微波功率辐照下使用MHCS-800-SO_(3)H作为催化剂,5 min转化率即可达97.7%;反应速率常数(k)为0.76 min^(-1),是常规加热(k=0.0847 min^(-1))的8.97倍,该催化剂相较于SCS-800-SO_(3)H和SCS-SO_(3)H的微波催化效果(k比常规分别提升了164.9%、11.9%)更加显著。以上研究结果源于中空多孔结构和高的石墨化程度相耦合更有利于在催化剂颗粒表面形成“热点”,从而加速催化反应。

关键词：微波辐照果糖水解多相反应动力学介电损耗催化

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酵母合成虾青素的研究进展

中国生物工程杂志 2024年第6期44卷 116-128页

作者：舒钰洁王颖姚明东肖文海天津大学化工学院天津300072 天津大学合成生物学前沿科学中心和系统生物工程教育部重点实验室天津300072

虾青素是一种深红色酮类胡萝卜素,自然界中主要由藻类、细菌和浮游植物产生。作为天然色素和抗氧化物质在日化用品、医药行业、食品保健业、水产畜牧业有广泛应用。相较于天然提取和化学合成,利用异源微生物合成虾青素是一种绿色环保、... 详细信息

虾青素是一种深红色酮类胡萝卜素,自然界中主要由藻类、细菌和浮游植物产生。作为天然色素和抗氧化物质在日化用品、医药行业、食品保健业、水产畜牧业有广泛应用。相较于天然提取和化学合成,利用异源微生物合成虾青素是一种绿色环保、经济高效的方法。概述虾青素生物合成路径,对微生物合成虾青素的研究现状和酵母合成虾青素的工程化策略进行总结,并对未来发展方向进行了展望。

关键词：虾青素类胡萝卜素细胞工厂合成生物学代谢酶酵母

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高拱坝时序多属性施工方案随机智能优化

河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：关涛陈普瑞肖一峰天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室

施工过程仿真与优化是高拱坝施工进度分析的重要手段。然而当前施工方案优化多是基于仿真成果，以满足关键节点施工进度为约束条件、以整体施工进度参数为指标进行分析，忽略了各关键节点施工进度指标的随机性对施工方案优化的影响。同... 详细信息

施工过程仿真与优化是高拱坝施工进度分析的重要手段。然而当前施工方案优化多是基于仿真成果，以满足关键节点施工进度为约束条件、以整体施工进度参数为指标进行分析，忽略了各关键节点施工进度指标的随机性对施工方案优化的影响。同时当前多属性优化研究中，属性权重确定方法难以实现高维度多层次特点问题的整体优化。针对以上问题，本研究提出基于PT-SSA的高拱坝时序多属性施工方案随机智能优化方法。针对高拱坝工程建设特点，基于前景随机理论（PT）建立时序多属性随机智能优化模型与基于阶段发展特征的动态参考点设置方法；基于麻雀搜索算法（SSA），建立最优属性权重及时间权重搜索模型，并以差异最大化思想构造适应度函数，实现模型的求解。基于以上方法，实现考虑时序多属性随机性条件下高拱坝施工方案智能优化。同时，采用前景随机占优-CRITIC方法（PT-CRITIC）以及随机占优方法分别进行方案优化分析，并将其结果与本文方法进行对比，结果显示本文所提方法与PT-CRITIC以及随机占优方法方案优化结果一致，而本文所提方法相比其他两种方法在方案区分度上更有优势，验证了本文所提方法的可行性。

关键词：高拱坝时序多属性优化动态参考点前景随机理论麻雀算法差异最大

相变黏土心墙堆石坝渗流应力性态与水力劈裂分析

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河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘东海常周梅杨家琦陈辉天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室

我国在高寒区建设的黏土心墙坝冬季施工面临严寒挑战，常规保温措施干扰施工且有效时间短。将石蜡基相变材料与黏土掺混得到具备一定防冻控温能力的相变黏土为解决相关问题提供了新思路。但作为一种新型心墙筑坝材料，其筑坝后的应力变... 详细信息

我国在高寒区建设的黏土心墙坝冬季施工面临严寒挑战，常规保温措施干扰施工且有效时间短。将石蜡基相变材料与黏土掺混得到具备一定防冻控温能力的相变黏土为解决相关问题提供了新思路。但作为一种新型心墙筑坝材料，其筑坝后的应力变形、渗流稳定及水力劈裂等结构性态尚需进一步研究。本文采用有限差分法构建了相变黏土心墙堆石坝渗流-应力耦合分析模型，分析了大坝在不同工况下的应力变形、渗流场分布及水力劈裂等性态；同时，分析了心墙相变黏土和纯黏土混合填筑方案下大坝的应力变形特性。结果表明相变黏土心墙坝的工作性态与纯黏土心墙坝基本一致，论证了相变黏土和纯黏土混合筑坝的可行性，为其实际筑坝应用提供了一定的理论基础。

关键词：心墙堆石坝相变黏土应力变形渗流分析水力劈裂有限差分法