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武汉市覆盖型岩溶地面塌陷形成机理及危险性研究

[点击数:4335    更新时间:2009年04月27日]
完 成 单 位  中国地质大学(武汉)
完 成 人 员  罗文强 肖尚德 冯永 刘怀云 龚珏 赵德君朱小宁 张峰 汤型正 李云安 冯春花 章婵
组织鉴定单位 武汉市科学技术局
鉴 定 日 期  2008年12月25日
工作起止时间 2006年1月至2008年12月
(1)分析研究区塌陷基本特征,得到岩溶塌陷发生的时空特征。
(2)结合武汉市岩溶地面塌陷的致塌模式,设计了物理模型试验,定性研究了各致塌因素,如降雨、地下水位变化、土层性质等对塌陷的影响。
(3)用数学力学模型研究降雨对土洞稳定影响机制,以陆家街塌陷点为模型,采用有限元计算软件geoslope验证了研究区降雨条件下非饱和土中土洞的塌陷机理。
(4)水位下降致塌的机制分析:通过地下水动力学原理和弹塑性力学分析,研究了抽水对土洞发育的影响。以研究区烽火村塌陷为地质原型,利用FLAC3D软件验证分析了抽水对研究区土洞发育及塌陷的影响。
(5)塌陷的力学模型分析:基于极限平衡原理,结合水动力学、土压力理论,综合其它类似模型,建立了相对完善的针对二元盖层结构在不同水动力条件的力学评价模型。分别建立了针对武汉市类粘性土塌陷和类砂性土塌陷两种模式在承压、承压变负压及负压的预测模型。
(6)研究区危险性预测:选择岩性、覆盖型岩溶分布、岩溶发育程度、构造影响、上部土体覆盖层结构、覆盖层厚度、孔隙水和岩溶水联系情况、枯水位、洪水位、地下水波动、距离长江远近、是否受水井影响和是否受水域影响作为武汉市岩溶地面塌陷危险性预测的指标体系;根据各个因素的实际情况,分别建立其量化标准。探讨了采用偏最小二乘通径模型(PLS Path Model)和一种改进的模糊k-modes算法(K-M)法进行岩溶地面塌陷危险性空间预测,预测可行性较高。计算得到各分区岩溶塌陷发生的概率。
 
 
 
利用纸浆废液制备功能含碳材料-电磁屏蔽材料
 
完 成 单 位  武汉科技大学
完 成 人 员  王光辉 魏松波 陈飞飞 吕早生 颜家保 刘智平 梁玉河 常红兵 欧阳曙光 刘向勇 董志军 张与兵
               曾丹林 邱江华  田永胜 周坤
组织鉴定单位 武汉市科学技术局
鉴 定 日 期   2008年11月26日
工作起止时间 2003年4月至2006年4月
本研究采用造纸废液中的木质素和中温煤沥青作为炭化原料经催化炭化生产碳基电磁屏蔽材料。其中造纸废液经酸析、除硅得到木质素,并利用正交试验法得到生产木质素的最佳工艺条件,灰分试验表明本研究得到的木质素灰分为(8%-9%)远小于市售木质素灰分(17%-18%);中温煤沥青采用四氢呋喃(THF)进行分离,其中四氢呋喃可溶物(THFS)和木质素一起作为炭化原料进行催化炭化。
将得到的木质素和THFS分别溶解于四氢呋喃中后添加适量的醋酸镍和醋酸钙,搅拌均匀后置于50~60℃的烘箱内烘干。将烘干后的混合物置于反应器中,在氮气气氛保护下进行的,以10℃/min的升温速度升温至预定温度(700℃,800℃,900℃),并在此温度下恒温1h,碳化结束后在N2气氛中自然冷却到室温。将炭化产物与一定比例的粘结剂混合,经压制成型后得到碳基电磁屏蔽材料。
对炭化产物分别进行XRD、SEM等表征,其结果表明:(一)以木质素为炭化原料得到炭化产物时,当催化剂添加量为Ni8wt%、Ca6wt%,碳化温度为900℃时,从碳化产物的XRD图及得到的其Lc值、d002值可看出在此碳化产物中已经形成比较完善的石墨层状结构。(二)以煤沥青为炭化原料时,其得到石墨结晶碳的最佳工艺条件为:催化剂添加量为Ni7wt%、Ca1.6wt%,碳化温度为900℃。并于SEM图中观测到较为完善的石墨碳所特有的层状结构。
    对制备得到的电磁屏蔽材料进行电磁屏蔽性能检测,检测结果:在最佳工艺条件下得到的电磁屏蔽材料在50~800MHz的范围内电磁屏蔽性能均超过30dB,已达到了作为电磁屏蔽材料的标准要求。

 
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