摘要：为了实现微细等离子体的精准灭菌,设计了新型微细等离子体射流装置,并对该装置产生的含氧活性粒子(Reactive Oxygen Species,ROS)和含氮活性粒子(Reactive Nitrogen Species,RNS)分布范围及其灭菌范围进行研究。淀粉碘化钾混合溶液里的碘离子可以被微细等离子体射流产生的ROS,RNS氧化成碘单质,根据淀粉遇碘变蓝的显色原理,使用含有淀粉碘化钾混合溶液的琼脂培养基表征该装置射流中ROS,RNS的分布范围。将菌液涂布在琼脂培养基上,使用微细等离子体射流装置在相同的条件下处理不同的时间,于生化培养箱中37℃培养以进行灭菌范围的表征。最后在Ts2FL尼康倒置荧光显微镜下进行观察。实验结果表明,在交流电压幅值为5 kV,中心频率为10 kHz,作用时间为10,20和30 s时,灭菌范围分别控制在30,65和75μm的直径内。等离子体射流与处理物体表面不直接接触和等离子体与物体表面直接接触两种作用方式相比,前者的灭菌范围更小,更容易实现精准控制。该装置将目前毫米量级的灭菌范围提高到了微米量级,对等离子体医学研究具有重要意义。

摘要：为了实现对特定区域的细菌精准灭活,设计了一种微型等离子体射流装置。该装置由内径0.2 mm、长度80 mm的中空金属毛细管、高压高频电源和载气流速控制装置三部分组成。在无外接载气,电压幅值26 kV、频率19 kHz的条件下,毛细管可产生具有较大羽流的等离子体射流。通入He和N_(2),可有效抑制羽流,且He产生的等离子体射流更长。区域灭菌法实验表明:微型等离子体射流装置可实现半径1 mm圆形范围内的细菌灭活区域精准控制。灭菌机理实验证明:温度和紫外光对大肠杆菌无明显灭菌效果,带电粒子具有一定的灭菌效果,过氧化氢与硝酸等活性物质在灭菌中则起到了最重要的作用。等效电路分析和实验表明,微细等离子体射流可以保证电气安全性,实现人体触摸。

摘要：土钉支护是边坡治理、基坑开挖的一种经济、便捷的支护型式,在设计中一般只考虑土钉轴向受力,而忽略土钉的抗剪、抗弯效应。为了探究工程实践中土钉支护黏土质边坡的横向抗剪效应边坡稳定性的贡献,本文根据极限平衡法,推导了考虑土钉横向抗剪效应的边坡稳定性计算公式,并系统研究了该作用对边坡安全系数大小以及潜在滑移面位置所产生的影响规律。研究结果显示,土钉抗剪效应对提高边坡稳定性有着很大的影响。当抗剪效应因子从0增大0.3时,边坡安全系数随着土钉倾角有着先增大后减小的规律,土钉的最优倾角也相应增大。在土钉长度和倾角不变的情况下,考虑土钉抗剪效应使得边坡的安全系数计算值有所提高,同时推测出的边坡滑移面后移。在抗剪效应因子从0增至0.5的过程中,安全系数可以提高两到三成。本研究的结论为在工程中更合理应用土钉支护技术提供了参考依据。

摘要：介绍深水试验升降装置工作原理及其性能 ,分析研究该装置的设计要点 ,根据实船工况建立了相应的有限元模型 ,并给出了有关结果。

摘要：地层、钻孔回填材料和传感光缆之间的耦合性是决定地面沉降钻孔全剖面分布式光纤监测精度的关键因素。提出了地层-钻孔回填材料-传感光缆耦合性的明确定义和地层变形光纤监测数据有效性的评价方法。地层、回填材料和传感光缆达到完全耦合应满足两个条件:地层-回填材料界面与回填材料-传感光缆界面剪应力均不能超过其抗剪强度;地层应变能有效地传递至纤芯。提出了回填材料与传感光缆处于黏结状态的临界围压与临界深度;传感光缆弹性模量、半径或最大应变梯度越小,则临界围压或深度也越小;当回填材料、传感光缆及其界面参数确定时,临界围压或深度仅与最大应变梯度有关。基于经典应变传递模型与Goodman假设建立了地层-钻孔回填材料-传感光缆应变传递模型,并研究了传感光缆、回填材料以及地层性质对应变传递特性的影响,结果表明:传感光缆半径和弹性模量、钻孔半径、地层剪切模量越小,或回填材料剪切模量、地层-回填材料界面黏结系数越大,则应变传递性能越好;围压对应变传递特性的影响则取决于回填材料与地层参数之间的相对关系。最后,采用苏州盛泽地面沉降光纤监测数据验证了该评价方法的有效性。研究结果为钻孔地层剖面的全剖面、精细化分布式光纤监测提供了理论依据。

摘要：川西甲基卡锂矿3211 m科学深钻位于青藏高原东缘鲜水河断裂及川藏铁路附近,是目前青藏高原上最深的科学钻孔.利用此深钻观测深部物理场和浅部环境的变化过程,对于研究青藏高原地壳活动、川藏铁路场地稳定性和生态环境保护等均具有重要意义.采用分布式光纤传感(distributed fiber optic sensing,DFOS)技术,我们研发了高强度、耐高温的特种传感光缆,成功植入甲基卡锂矿深钻中,建成了世界上海拔最高和深度最大的光纤观测孔,实现了应变、温度、振动、水分等多物理量的分布式原位观测.本文是甲基卡光纤观测孔第一阶段的成果,包括岩体热导率的原位测定、钻孔回填过程的分布式声波振动(distributed acoustic sensing,DAS)观测、地震监测与地震成像等方面的初步进展.研究表明:DFOS应用于深钻全断面多物理量观测是可行的,它完全能适应深钻高温和高压的观测环境,并具有长距离、实时、连续分布式观测的优势;将分布式温度传感光纤、应变传感光纤和声波传感光纤集于一根传感光缆的设计思路保障了深钻传感光缆的安装质量,并为DFOS技术应用于地球物理和地质工程的多物理场观测开辟了广阔的应用空间.

摘要：地裂缝监测是科学认识其成灾机制并进行灾害防治必不可少的工作。高空间分辨率分布式光纤感测(DFOS)技术的发展及其在地质和岩土工程监测中的应用,为地裂缝的精细化探测提供了技术支撑。本文探讨了DFOS技术探测地裂缝的理论基础。以地裂缝形成过程中土体的张拉破坏模式为例,结合传感光缆应变的特点,提出了基于线应变的地裂缝形成判定准则:Rs=ε3/εt(其中,εt为土体的极限拉应变,ε3为最小主应变)。当Rs小于1时,最小主应变小于极限拉应变,土体未发生张拉破坏;当Rs大于1时,土体发生张拉破坏,地裂缝形成。在此基础上,对DFOS探测地裂缝过程中存在的空间分辨率效应、传感光缆-土体界面效应、应变局部化效应、温度效应和应变传递效应及其对策进行了分析和讨论。在实际应用中需针对不同的地质条件和监测需要,对这些效应进行分析和处理,以提高监测结果的准确性。