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采用局域共振超材料混凝土提升结构消波防护性能:综述和展望

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材料导报 2024年第5期38卷 1-14页

作者：姚未来刘元雪孙涛赵宏刚穆锐雷屹欣中国人民解放军陆军勤务学院重庆401311 岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室重庆401311 国家救灾应急装备工程技术研究中心重庆401311

超材料是一种通过设计获得的人造材料,具备自然材料所不具备的超常物理性能,这种特殊性能并非来自于材料组分,而是来源于经过特别设计过的人工结构。超材料最初源自电磁学领域,可表现出频率禁带(带隙),即在该频谱范围内,电磁波传输将被... 详细信息

超材料是一种通过设计获得的人造材料,具备自然材料所不具备的超常物理性能,这种特殊性能并非来自于材料组分,而是来源于经过特别设计过的人工结构。超材料最初源自电磁学领域,可表现出频率禁带(带隙),即在该频谱范围内,电磁波传输将被有效抑制。这种能对电磁波加以操控和处理的特性为解决各类工程问题提供了方便,激发了人们将其迁移至其他学科领域的热情。随后,声学超材料被提出,可对声波进行类似的操控,实现消声和隔音。与之相似,力学超材料也应运而生,可利用带隙特性对应力波进行处理,实现消波、滤波,提升结构的防护性能。超材料混凝土是力学超材料在土木工程领域的一项具体应用,其利用人工骨料的局域共振行为产生带隙,实现特定频率应力波的阻断。可见,超材料混凝土从波的操控角度实现了防护性能,与传统防护材料通过强度、韧性实现防护目的的本质不同,具有明显的创新性,开展相关研究对提升结构的防护性能具有重要意义。本文对超材料混凝土自提出至今的主要研究进行系统梳理,立足于工程应用视角,对超材料混凝土消波的实际验证、共振骨料带隙特征及设计准则、共振骨料空间分布及掺量效应、动荷载下的能量转移规律、共振骨料的改造五个方面进行综述,最后总结了当前研究的主要结论,并紧扣工程实际应用提出了对未来研究的展望。

关键词：超材料混凝土能量带隙消波滤波防护工程

乙硫氮对鸡粪堆肥理化性质及铜锌钝化效果的影响

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吉林农业大学学报 2024年第1期46卷 123-130页

作者：朱延邈李明刚成卫民王玉军马秀兰韩兴吉林农业大学资源与环境学院长春130118 舒兰市农村经济管理总站舒兰132600 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

以鸡粪和玉米秸秆为原料,乙硫氮为钝化剂进行堆肥试验,通过改进BCR连续提取法分析堆肥前后重金属活性变化,并研究乙硫氮添加时间及添加比例对堆肥前后鸡粪的理化性质及重金属Cu、Zn活性的影响。结果表明:乙硫氮各处理组堆体的最高温度>6... 详细信息

以鸡粪和玉米秸秆为原料,乙硫氮为钝化剂进行堆肥试验,通过改进BCR连续提取法分析堆肥前后重金属活性变化,并研究乙硫氮添加时间及添加比例对堆肥前后鸡粪的理化性质及重金属Cu、Zn活性的影响。结果表明:乙硫氮各处理组堆体的最高温度>60℃,均持续>3 d;堆肥温度呈现堆肥初期大幅上升之后缓慢下降的趋势,堆体pH呈现先上升后小幅下降并趋于稳定,堆肥结束时pH 8~9,各堆体C/N值范围在16~17,乙硫氮不同添加时间和不同添加比例对鸡粪堆体的理化性质无显著影响。相同添加比例时,在堆肥第21天添加乙硫氮处理组对重金属Cu、Zn的钝化效果要优于其他时间添加乙硫氮处理组。添加乙硫氮的T1~T8组钝化重金属Cu能力比ck组(未施加钝化剂的对照堆肥组)提高3.03%~24.17%;对重金属Zn的钝化能力比ck组提高2.36%~15.21%。堆肥第21天添加0.20%(堆体干物质的量)的乙硫氮更有利于提高鸡粪堆肥对重金属Cu、Zn的钝化效果。

关键词：乙硫氮鸡粪堆肥理化性质重金属活性钝化效果

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典型城市车用尿素质量状况评估及监管建议

生态与农村环境学报 2024年第10期40卷 1328-1336页

作者：朱利军崔阳阳易华炜王春雨薛亦峰北京市生态环境保护科学研究院北京100037 国家城市环境污染控制工程技术研究中心北京100037 北京首创环境工程有限公司北京102199

作为柴油车选择性催化还原技术(SCR)系统还原剂,车用尿素溶液质量是柴油车NO_(x)达标排放的重要因素。为了解和评估典型城市车用尿素溶液质量状况,研究选取了45个销售端车用尿素溶液和50个使用端车用尿素溶液样品,按照标准方法检测分析... 详细信息

作为柴油车选择性催化还原技术(SCR)系统还原剂,车用尿素溶液质量是柴油车NO_(x)达标排放的重要因素。为了解和评估典型城市车用尿素溶液质量状况,研究选取了45个销售端车用尿素溶液和50个使用端车用尿素溶液样品,按照标准方法检测分析样品的尿素含量、密度、折光率、不溶物、缩二脲等19项指标,建立车用尿素溶液质量评价方法并对样品质量情况进行评估,提出相关监管保障建议。结果表明:(1)当前车用尿素溶液中尚存在一定的超标情况(不合格率为15%),其中销售端和使用端不合格率分别为2%和26%,需要重点关注使用端质量状况,表明当前市场尚存在一定量的以次充好或不达标的产品,部分车主未在规范的销售点购买或低价购置了不合格产品,或在加注使用环节混入杂质导致超标。(2)超标指标主要集中在缩二脲、不溶物和尿素含量,不合格样品分别有8、6和4个,这些指标会直接或间接影响SCR系统的NO_(x)的转化效率。(3)建立质量评价方法,考虑了超标情况以及不超标情况下结果接近最优值情况,重点评价尿素含量、密度、折光率、缩二脲、不溶物、钙、钠这7项尿素质量指标,其加权得分分别为83、91、84、66、84、97、97,密度以及钙、钠指标为优秀等级,尿素含量、折光率、不溶物为良好等级,缩二脲为合格等级,缩二脲整体质量相对较差。(4)后续监管中,一方面要确保生产销售端质量达标,加强抽检抽测力度,严厉打击超标行为;另一方面,使用端的车主或企业应选择正规的销售单位或供应商,检查产品相关证明文件,管理部门可根据使用端不合格情况进行跟踪、追溯生产销售源头。

关键词：车用尿素质量评估监管建议柴油车典型城市

半干旱区玉米秸秆还田方式对土壤富里酸含量及其结构特征的影响

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中国土壤与肥料 2024年

作者：高盼王宇先李欣洁蔡姗姗徐莹莹杨慧莹张巩亮黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院山东省青岛市环境保护科学研究院黑龙江省黑土保护利用研究院

为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征，本研究基于7年秸秆还田长期定位试验，利用三维荧光光谱技术，对CK（无秸秆还田）、FG（秸秆覆盖还田）、FM（秸秆翻埋还田）和FH（秸秆碎混还田）处理下土壤有机碳含量及富里酸含... 详细信息

为明确不同秸秆还田方式下土壤有机碳组分的变化特征，本研究基于7年秸秆还田长期定位试验，利用三维荧光光谱技术，对CK（无秸秆还田）、FG（秸秆覆盖还田）、FM（秸秆翻埋还田）和FH（秸秆碎混还田）处理下土壤有机碳含量及富里酸含量及结构特征进行了分析。结果表明：（1）不同秸秆还田方式在表层（0～10 cm）更有助于土壤有机碳和富里酸含量的积累，其中以秸秆覆盖还田处理最佳，秸秆翻埋还田次之，比CK处理的有机碳含量和富里酸含量分别提高16.86%、16.80%和67.30%、57.21%。FG和FH处理在30～40 cm土层土壤有机碳含量分别降低了7.67%和3.68%。FG处理在亚表层（20～30和30～40 cm）富里酸含量有所降低，FH处理在30～40 cm土层土壤富里酸减少了25.19%。（2）土壤腐殖质中富里酸来源受自生源和外生源共同作用的影响，FM处理在4个土层分别的FI、BIX、HIX较CK相比均有所提升。说明此处理在不同土层土壤腐殖化程度更高，稳定性更好。（3）三维荧光光谱和荧光区域积分表明，FM、FG和FH处理均使腐殖酸类物质增加，腐殖化程度较高，结构较为复杂。本试验区共识别出三个荧光组分。其中组分C1（Ex/Em=330/410）和C3（Ex/Em=270，370/460）同为腐殖酸类物质，主要来源于高等植物腐解产生的有机物；组分C2（Ex/Em=230，260/415）为富里酸类物质；C3组分含量相对含量越高，土壤腐殖化程度越高。与CK相比，FM处理的C3组分含量相对含量在4个土层升高了3.8%～15.44%。综上所述，秸秆翻埋还田在增加土壤腐殖化程度和加强土壤的供肥能力方面最佳。

关键词：半干旱区秸秆还田方式土壤富里酸荧光结构

第19届亚运会期间杭州市有机气溶胶分子水平组成变化与污染特征

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中国环境科学 2024年

作者：朱书慧来勇严仁嫦高雅琴沈建东吴宇航黄聪艳叶旭红金嘉佳林旭王蕴赟张天费罗兰帅启凡上海市环境科学研究院国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室浙江省杭州生态环境监测中心

第19届亚运会期间，杭州市空气质量取得明显改善。亚运核心超站观测数据表明，会期大气细颗粒物(PM2.5)浓度较会前和会后分别下降了18%和71%，其主要化学组分中，有机气溶胶（OA）浓度降幅最为显著，较会前下降了32%。本研究采用气溶胶... 详细信息

第19届亚运会期间，杭州市空气质量取得明显改善。亚运核心超站观测数据表明，会期大气细颗粒物(PM2.5)浓度较会前和会后分别下降了18%和71%，其主要化学组分中，有机气溶胶（OA）浓度降幅最为显著，较会前下降了32%。本研究采用气溶胶在线热脱附（TAG）系统对OA中110种有机分子示踪物浓度进行了在线监测，分析了亚运会前、会期和会后杭州市OA的化学组成变化和污染特征，客观评估了减排措施对OA一次和二次生成的影响。结果表明，一次来源有机分子示踪物中，指示机动车排放的藿烷浓度降幅最为显著，会期平均浓度较会前下降了32%，其与元素碳（EC）的浓度比值表明，会前和会后OA整体受柴油车排放影响较为显著，会期藿烷与EC浓度比值更接近汽油车排放源谱，表明会期针对柴油车排放的管控措施对降低一次OA浓度成效显著。二次来源有机分子示踪物中，羟基羧酸和二羧酸浓度占比最高，其会期平均浓度较会前分别下降了56%和32%。进一步比较其与OA中其它有机分子示踪物、挥发性有机（VOCs）前体物的小时浓度相关性发现，二羧酸与OA中指示工业源、自然源排放的二次有机气溶胶（SOA）示踪物及其VOCs前体物具有较强的相关性，羟基羧酸仅与OA中苯系物SOA示踪物和蒎烯SOA示踪物具有较好的相关性，表明二羧酸有机分子主要是由工业排放等人为源以及自然源OA和VOCs经过光化学氧化二次生成，羟基羧酸类OA则是由一次或二次OA在颗粒相中进一步氧化生成。会期羟基羧酸和二羧酸类有机分子示踪物及其VOCs前体物浓度的大幅降低，表明针对工业源、移动源等人为源VOCs排放的管控措施对于降低杭州市OA的二次生成也有显著成效。

关键词：有机气溶胶有机分子示踪物藿烷羟基羧酸二羧酸

基于多线激光雷达的井下斜坡道无人矿卡定位与建图方法

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1680-1688页

作者：顾清华白昌鑫陈露李萌付明宇王维西安建筑科技大学资源工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学、西安市智慧工业感知计算与决策重点实验室陕西西安710055 中钢集团山东矿业有限公司山东临沂277700

井下斜坡道的定位与建图是实现井下斜坡道无人驾驶的关键技术之一,矿山井下斜坡道区域为典型非结构化环境特征,且道路具有一定倾斜角度,采用传统SLAM算法无法获得精确里程计信息,导致定位与建图精度难以满足无人矿卡行驶需求。针对上述... 详细信息

井下斜坡道的定位与建图是实现井下斜坡道无人驾驶的关键技术之一,矿山井下斜坡道区域为典型非结构化环境特征,且道路具有一定倾斜角度,采用传统SLAM算法无法获得精确里程计信息,导致定位与建图精度难以满足无人矿卡行驶需求。针对上述问题,通过研究激光SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)算法LeGO-LOAM,笔者提出一种适用于矿山井下斜坡道环境的定位与建图方法。首先,针对井下斜坡道口两侧均为光滑水泥墙壁,特征点稀少问题,设计了基于人工路标的辅助增强定位方法,有效增加点云特征数量,从而优化位姿估计结果,避免建图漂移现象;然后在特征预处理阶段,提出了一种基于激光点云高度差与坡度信息融合的提取地面点高效算法,通过改善地面地点的选取策略,针对倾斜坑洼路面仍能有效识别地面点,解决了井下斜坡道定位与建图倾斜角度大、误差大等问题;其次,基于CVC(Curved-Voxel Clustering)聚类算法设计了一种斜坡道点云曲率体素聚类算法,采用曲率体素和基于哈希的数据结构对点云进行分割,大幅提高在井下稀疏、噪声环境下点云聚类的鲁棒性;最后,运用Scan-To-Map进行点云匹配,同时兼顾点云配准的性能与速度。在中钢集团山东某井下斜坡道的现场实验证明:与原算法相比精度提升13.15%,Z轴误差降低22.3%,地图质量明显提升,能有效解决井下无人驾驶建图及定位的难题。

关键词：井下斜坡道无人驾驶激光SLAM 地面点分割点云聚类

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亚铁激发下粉煤灰基土壤砷污染稳定化技术

环境化学 2024年第8期43卷 2682-2694页

作者：张武竹苏趋叶贝周星竹李虹呈张耀孙刚向罗京湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心) 武汉430072 国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430072

以湖北省某典型医药化工腾退场地土壤为对象,采用“机械+化学”手段对粉煤灰进行激发改性,通过不同配比石灰、硫酸亚铁与粉煤灰进行机械球磨混合后实施土壤培养实验与场地修复.研究结果表明,土壤培养实验90 d内亚铁盐改性粉煤灰组合下... 详细信息

以湖北省某典型医药化工腾退场地土壤为对象,采用“机械+化学”手段对粉煤灰进行激发改性,通过不同配比石灰、硫酸亚铁与粉煤灰进行机械球磨混合后实施土壤培养实验与场地修复.研究结果表明,土壤培养实验90 d内亚铁盐改性粉煤灰组合下土壤砷稳定化效率为90.43%,实际场地修复30 d内不同深度土壤砷稳定化效率持续在95%以上,稳定化效果显著;最佳改性药量为2%硫酸亚铁+2%粉煤灰,此体系稳定化后土壤砷主要形态为无定型与定型铁氧化物结合态(F3+F4)、残渣态(F5).含水率和pH的波动主要造成F3、F4活化,活化后为可交换态(F1)、表面吸附态(F2),F1是砷浸出主要形态.本研究研发的粉煤灰基土壤砷污染稳定化材料可“以废治污”,应用潜力巨大.

关键词：粉煤灰激发改性稳定化土壤砷形态场地修复.

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典型化工企业VOCs排放规律研究

山西化工 2024年第7期44卷 276-278页

作者：俞晓娟黄桂凤金华市生态环境局兰溪分局浙江兰溪321100 浙江省兰溪市环境保护监测站浙江兰溪321100

为进一步探究化工企业VOCs排放特征,以某精细化工园区的5家大型化工企业为研究对象,通过样品采集和气相色谱法分析处理获取相关数据,而后对VOCs排放的时间和空间分布规律进行探究。结果显示,VOCs因空气动力作用,更容易聚集在下风向导致... 详细信息

为进一步探究化工企业VOCs排放特征,以某精细化工园区的5家大型化工企业为研究对象,通过样品采集和气相色谱法分析处理获取相关数据,而后对VOCs排放的时间和空间分布规律进行探究。结果显示,VOCs因空气动力作用,更容易聚集在下风向导致浓度偏高;同时,早上和傍晚时段的VOCs明显偏高,此时主要的VOCs组分为烯烃和芳香烃。因此,在后续工作中,应当就上述情况进行针对性治理。

关键词：化工企业 VOCs 排放规律

基于监测数据的斜拉索涡激振动自动识别及振动特征分析

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公路 2024年第5期69卷 134-141页

作者：李晓张斌贺敏王帅王晓光陕西省交通规划设计研究院有限公司西安市710065 西安科技大学建筑与土木工程学院西安市710064 中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安市710075

涡激振动是斜拉索典型异常振动之一。为实现斜拉索涡激振动的自动识别并摸清涡激振动的振动特征,以一座斜拉桥的12根斜拉索在1个月内的监测数据为基础,分析斜拉索涡激振动特征及其与环境的相关性,并基于涡激振动空间分布特征讨论斜拉索... 详细信息

涡激振动是斜拉索典型异常振动之一。为实现斜拉索涡激振动的自动识别并摸清涡激振动的振动特征,以一座斜拉桥的12根斜拉索在1个月内的监测数据为基础,分析斜拉索涡激振动特征及其与环境的相关性,并基于涡激振动空间分布特征讨论斜拉索约服役状态。首先,采用斜拉索涡激振动自动识别方法识别斜拉索的随机振动、涡振形成、涡振稳定等3种振动状态;然后,基于识别结果,分析斜拉索涡激振动与风速、风向的相关性以及涡激振动的振幅特征,并讨论涡振自动识别中特征指标的有效性;最后,对比了12根斜拉索涡激振动的出现次数和振幅的空间分布特征,并基于空间分布特征的差异对12根斜拉索可能存在的性能差异进行了讨论。结果表明,涡激振动与风速、风向具有较强相关性,但是特定风向下的特定风速并不一定引发斜拉索涡激振动;斜拉索涡激振动的振幅分布范围较广,小振幅涡激振动与大振幅涡激振动同时存在;采用特定风速风向结合振幅指标并不能准确识别斜拉索涡激振动;背景斜拉桥对称位置的斜拉索涡激振动空间分布特征不同,表明对称位置斜拉索(阻尼系统)服役状态不同。分析结果可为斜拉索监测及养护提供参考。

关键词：桥梁工程斜拉索涡激振动自动识别相关性服役状态分析