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豫西典型工业区周边农田土壤重金属污染特征、生态风险与来源解析

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河南农业科学 2024年第4期53卷 76-91页

作者：李杰飞王棣徐宇鹏杨浩蔺洪永包海花张玲敏中原环保股份有限公司河南郑州450000 郑州市郑东新区水务有限公司河南郑州450000

为探究豫西典型工业区(1个钢铁厂、6个工业园、5个冶炼厂)周边农田土壤重金属污染特征与生态风险,采集并测定研究区109个土壤样品中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铜(Cu)、铬(Cr)和镍(Ni)的含量,运用一系列指数法、形态分析、主成分... 详细信息

为探究豫西典型工业区(1个钢铁厂、6个工业园、5个冶炼厂)周边农田土壤重金属污染特征与生态风险,采集并测定研究区109个土壤样品中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铜(Cu)、铬(Cr)和镍(Ni)的含量,运用一系列指数法、形态分析、主成分分析和聚类分析等方法进行了重金属元素空间分布特征分析、污染与生态风险评价、形态和来源解析。结果表明,研究区域农田土壤重金属的污染程度与累积效应密切相关,Pb的污染程度最高,且地累积效应最强。Cd、Pb和As为引起土壤环境风险的主要因子,其对综合潜在生态风险指数的贡献率分别达到了48.26%、18.81%、15.58%。Pb和Cd的有效态含量分别高达92.49%、79.54%;Zn的铁锰氧化物结合态和Cu的有机结合态占比相对其他重金属较高,分别为33.07%、24.25%;而Cr、Ni迁移转化生态风险相对较低,在土壤中的赋存形态主要为残渣态,占比分别为91.00%、64.63%。冶炼厂(S1、S3)与周围的冶炼厂(S2、S4)、钢铁厂SW和工业园(IP1、IP2、IP3)对研究区域西北片区农田土壤重金属Pb、Cd和Zn的综合潜在生态风险产生了协同影响。Zn、Pb、Cu主要来源于工业源(冶炼厂、钢铁厂等工业生产活动);Cd和As来源于工业源(冶炼厂)和农业源;Cr、Ni主要来源为自然源。此外,Zn、Pb、Cu、Cd容易受自然淋溶、成土过程和农业活动的影响,增加迁移转化的生态风险。

关键词：土壤重金属污染评价生态风险克里金插值形态分析源解析

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考虑非达西渗流的泥浆离心脱水分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 85-93页

作者：刘忠玉刘朝凡杨宸宇汪良强郑州大学水利与土木工程学院郑州450001 郑州三和水工机械有限公司郑州450120

为深入探究离心脱水技术在处理主要由黏性土组成的建筑废弃泥浆时的内在机理及其影响因素,利用分段线性化方法,充分考虑黏性土中渗流的非达西特性以及土体变形的非线性特征,建立在离心作用下能够考虑其非达西渗流特性的泥浆脱水分析模... 详细信息

为深入探究离心脱水技术在处理主要由黏性土组成的建筑废弃泥浆时的内在机理及其影响因素,利用分段线性化方法,充分考虑黏性土中渗流的非达西特性以及土体变形的非线性特征,建立在离心作用下能够考虑其非达西渗流特性的泥浆脱水分析模型。通过与已有研究成果及室内试验结果的对比,证明了该模型的有效性。在此基础上,分析了模型参数对脱水过程的影响。研究结果表明:脱水速度和最终土水界面位移量随着电机转速的增大而增大;增加泥浆初始厚度会增大最终土水界面位移量,但会降低初期的土水界面移动速度;压缩指数在初期对土水界面位移的影响并不明显,但其增大会导致最终土水界面位移量的增加;非达西渗流参数的增大会导致土水界面位移的减少,但通过提升电机转速,可以有效地降低非达西渗流对脱水效果的不利影响。研究成果可为离心脱水技术在建筑废弃泥浆处理中的进一步优化与应用提供借鉴和参考。

关键词：泥浆离心脱水非达西渗流土水界面位移界面移动速度

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城镇生活污泥焚烧炉渣和飞灰特性对比及分析

净水技术 2024年第5期43卷 92-99,117页

作者：杨浩徐宇鹏王棣李杰飞蔺洪永张玲敏中原环保股份有限公司河南郑州450000 郑州市污水净化有限公司河南郑州450000 郑州市郑东新区水务有限公司河南郑州450000

以郑州某城镇生活污泥焚烧处置项目焚烧炉渣及飞灰为研究对象,对其组成成分、微观形貌、物相组成、重金属含量进行了深入探究。结果表明:炉渣和飞灰的主要组成成分相近,SiO_(2)和Fe_(2)O_(3)质量分数之和均达到样品的50%左右,炉渣中Al_(... 详细信息

以郑州某城镇生活污泥焚烧处置项目焚烧炉渣及飞灰为研究对象,对其组成成分、微观形貌、物相组成、重金属含量进行了深入探究。结果表明:炉渣和飞灰的主要组成成分相近,SiO_(2)和Fe_(2)O_(3)质量分数之和均达到样品的50%左右,炉渣中Al_(2)O_(3)和P2O5分别是飞灰的4.28倍和2.93倍;飞灰中SO_(3)约为炉渣的9.75倍;炉渣部分表面发生烧结,飞灰表面蓬松粗糙,两者的比表面积(BET)分别为0.45 m^(2)/g和26.49 m^(2)/g;炉渣X射线衍射(XRD)强度低,元素多以非晶相或无定型态存在,炉渣和飞灰XRD图谱中均未检测出重金属晶相;飞灰中重金属含量及重金属浸出毒性均高于炉渣,且飞灰部分重金属浸出毒性也高于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中的标准限值,因此飞灰属于危废,而炉渣则属于一般固废。

关键词：城镇生活污泥焚烧飞灰炉渣理化特性

SMA绞线预制梁-柱自复位耗能节点数值研究与参数优化

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世界地震工程 2024年第3期40卷 24-36页

作者：张云雷钱辉叶剑楠魏德新师亦飞郑州万科企业有限公司河南郑州450001 郑州大学土木工程学院河南郑州450001

为了提高预制混凝土框架的抗震能力并控制震后残余变形,提出了一种新型的混合自复位预制混凝土梁柱节点(self-centring precast concrete beam-column connection,SC-PCBCC),其中采用了旋转摩擦阻尼器(rotational friction hinge damper,RFHD)和形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)并联的结构。重点探讨了使用SMA绞线控制的自复位装置对SC-PCBCC进行改进。首先,介绍了SC-PCBCC的结构和工作原理;其次验证对比了1.0%、1.5%、2%和2.0%预应变下的超弹性1×7 SMA绞线、RFHD和SC-PCBCC的有限元模型,并进行了初步验证。研究结果表明,该节点具有较高的刚度、承载力、耗能能力以及较好的复位性能;最后对SC-PCBCC中SMA绞线的关键参数:SMA绞线预应变、直径和长度进行了参数分析,以优化其抗震性能。建议SC-PCBCC使用的SMA绞线初始预应变、直径和长度范围分别为1.5%~2.0%、15~18 mm和175~205 mm,以实现SC-PCBCC的优异承载性能、能量耗散和自复位性能。此外,节点中的SMA绞线和RFHD可在震后快速更换,实现高效灾后修复。总体而言,所提出的SC-PCBCC表现出了卓越的减震能力、自复位能力和可修复性。

关键词：预制混凝土梁柱节点形状记忆合金(SMA)绞线旋转摩擦铰接阻尼器(RFHD) 抗震性能数值分析

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污泥气化渣骨料回填混凝土的制备与性能

建筑材料学报 2024年第6期27卷 520-527页

作者：马军涛谭云飞付豪赵顺波华北水利水电大学河南省生态建材工程国际联合实验室河南郑州450045 郑州市污水净化有限公司河南郑州450053

采用污泥气化渣完全替代混凝土中的粗、细骨料,制备了回填混凝土,并在实验室和实际工程中进行了设计和应用.结果表明:由于其吸水特性,污泥气化渣骨料可在混凝土中起到内养护的作用,并优化混凝土界面过渡区,因此具备作为骨料用于回填混... 详细信息

采用污泥气化渣完全替代混凝土中的粗、细骨料,制备了回填混凝土,并在实验室和实际工程中进行了设计和应用.结果表明:由于其吸水特性,污泥气化渣骨料可在混凝土中起到内养护的作用,并优化混凝土界面过渡区,因此具备作为骨料用于回填混凝土的可行性;通过响应面法得到混凝土最优配合比,即砂率为60%,粗骨料中5~10 mm粒径占比为60%,预湿用水量为90%.

关键词：污泥气化渣回填混凝土流动性能抗压强度界面过渡区

高钙酿酒沼渣制备生物炭吸附剂及其土壤改良性能

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地球科学 2024年第6期49卷 2227-2241页

作者：贾晓凤梁家伟刘艳奇买文宁代吉华郑州航空工业管理学院土木与环境学院河南郑州450046 河南工业大学环境工程学院河南郑州450001 郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 河南君和环保科技有限公司河南郑州450001

为解决酿酒沼渣的资源化问题,采用热解法制备沼渣生物炭,通过批量吸附试验和盆栽试验考察其吸附性能和土壤改良性能.结果表明:700℃下限氧热解1.5 h所制备的高钙沼渣生物炭,初始pH为10时,吸附量最大,投加10 g·L^(-1)的沼渣生物炭对实... 详细信息

为解决酿酒沼渣的资源化问题,采用热解法制备沼渣生物炭,通过批量吸附试验和盆栽试验考察其吸附性能和土壤改良性能.结果表明:700℃下限氧热解1.5 h所制备的高钙沼渣生物炭,初始pH为10时,吸附量最大,投加10 g·L^(-1)的沼渣生物炭对实际废水COD、NH_(4)^(+)-N和TP的去除率分别可达45.29%、56.10%和86.33%,吸附符合拟一阶动力学模型和Langmuir等温吸附,属于物理吸附.吸附后生物炭表面C、N、P、O元素含量显著增加,出现新的N-H、P=O基团.当投加5%的吸附后生物炭时,土壤中速效磷、速效钾及有机质的含量均显著提高,小白菜生长得到促进.本研究探索了“一处理两用”的策略,为酿酒沼渣处置和资源回收提供了一种本土方法.

关键词：酿酒沼渣生物炭吸附剂废水处理土壤改良

考虑土体剪切与接头剪切效应的盾构隧道纵向变形计算模型

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中国铁道科学 2024年第1期45卷 142-154页

作者：李明宇朱康康陈健蔺云宏吴龙骥靳军伟杨潇郑州大学土木工程学院河南郑州450001 中铁十四局集团有限公司山东济南250101 中国铁建水下隧道工程实验室山东济南250101 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010 武汉地铁集团有限公司湖北武汉430070

针对紧接盾构隧道或盾构穿切桩基工程中附加外力作用下的盾构隧道纵向非均匀变形和受力问题,利用计算解析方法,将盾构隧道视为置于Pasternak双参数地基上的铁摩辛柯梁,同时引入修正等效连续化模型和传递矩阵法,提出一种新的盾构隧道纵... 详细信息

针对紧接盾构隧道或盾构穿切桩基工程中附加外力作用下的盾构隧道纵向非均匀变形和受力问题,利用计算解析方法,将盾构隧道视为置于Pasternak双参数地基上的铁摩辛柯梁,同时引入修正等效连续化模型和传递矩阵法,提出一种新的盾构隧道纵向变形计算模型,并采用室内模型试验的方法进行验证。结果表明:模型试验中,在集中荷载与围压共同作用下,整个隧道处于弹性变形阶段,各环管片收敛变形、拱顶和拱底竖向位移、环缝错台量均随集中荷载的增加而近似线性增大,并以集中荷载为中心沿纵向呈对称分布,变形趋势与计算结果相同,且2种方法下环缝错台量最大相对误差仅为8.75%;2种方法得到的结果在分布特征和量值上基本一致,验证了计算模型的可行性。该计算模型能够反映土弹簧间的剪切作用、收敛变形对隧道纵向变形刚度的影响及接头的非连续性,可对盾构隧道纵向变形和内力进行预测分析,并为紧接盾构隧道工程中既有盾构隧道的安全评估提供理论指导。

关键词：盾构隧道铁摩辛柯梁 Pasternak双参数地基模型纵向变形

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高墩大跨连续刚构桥施工全过程稳定性分析

铁道建筑 2024年第6期64卷 96-101页

作者：王博妮马海涛张明明中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院郑州450001

本文以三门峡国道209上跨陇海铁路立交桥为研究对象,采用MIDAS/Civil建立裸墩、最大双悬臂和成桥合龙3种状态下的有限元模型,对主墩进行线性屈曲分析和几何非线性屈曲分析,计算出稳定性系数,探讨不同荷载工况下稳定性的影响因素。通过... 详细信息

本文以三门峡国道209上跨陇海铁路立交桥为研究对象,采用MIDAS/Civil建立裸墩、最大双悬臂和成桥合龙3种状态下的有限元模型,对主墩进行线性屈曲分析和几何非线性屈曲分析,计算出稳定性系数,探讨不同荷载工况下稳定性的影响因素。通过调整桥墩主要设计参数,对主墩进行稳定性影响参数的敏感性分析。结果表明:全桥施工及成桥状态下,墩顶施工荷载、挂篮荷载、温度效应和车道荷载对主墩的稳定性影响较大;在稳定性影响参数敏感性分析中,随壁厚和混凝土强度等级的提高,稳定性系数逐渐增大;墩高的增加会使稳定性系数逐渐降低,但降低速率会逐渐减缓;系梁数量和位置均会对稳定性产生显著影响;随主墩高差的减小,稳定性系数逐渐降低,桥梁结构荷载重分配,墩顶主梁弯矩逐渐降低。

关键词：铁路桥梁稳定性有限元模拟大跨连续刚构桥高墩

PC钢棒-钢筋混合配筋混凝土柱抗震性能试验研究

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振动与冲击 2024年第15期43卷 133-141页

作者：张香成吴治莼李小鹏赵军赵佳宝王春光刘明阳郑州大学力学与安全工程学院郑州450001 郑州大学土木工程学院郑州450001 中国建筑第五工程局有限公司河南分公司郑州450001

为研究预应力混凝土用钢棒(steel bar for prestressed concrete, PC钢棒)-钢筋混合配筋混凝土柱的抗震性能,设计制作了5根相同尺寸、相同纵筋配筋率、不同PC钢棒替代率的PC钢棒-钢筋混合配筋混凝土柱试件,通过拟静力试验研究了PC钢棒... 详细信息

为研究预应力混凝土用钢棒(steel bar for prestressed concrete, PC钢棒)-钢筋混合配筋混凝土柱的抗震性能,设计制作了5根相同尺寸、相同纵筋配筋率、不同PC钢棒替代率的PC钢棒-钢筋混合配筋混凝土柱试件,通过拟静力试验研究了PC钢棒替代率对试件抗震性能的影响规律。结果表明:随着PC钢棒替代率的提高,试件的裂缝分布高度降低,裂缝数量变少,滞回曲线的饱满程度逐渐降低,耗能能力降低,残余位移角减小,自复位能力增强;当PC钢棒的替代率不大于50%时,各试件的峰值荷载接近;当PC钢棒的替代率大于50%时,试件的峰值荷载随PC钢棒替代率的增大而提高;当加载位移角相同且不大于1.0%时,配置PC钢棒的混凝土柱的残余位移角较为接近,且明显小于未配置PC钢棒的钢筋混凝土柱的残余位移角;当加载位移角相同且大于1%时,柱的残余位移角随着PC钢棒替代率的增高而降低。

关键词： PC钢棒混凝土柱拟静力试验抗震性能自复位性能