摘要：现有关于石油烃污染土壤热脱附修复的室内试验研究存在忽视土体天然结构、温控效果欠佳、较少考虑加热井和抽提井设计等问题,无法为原位热脱附修复技术设计提供很好的支撑。为克服以上难题,开发了一套新型的室内热脱附修复小尺寸模型试验装置,用于石油烃污染土热脱附修复试验。结果表明:污染土壤热脱附修复效果受热脱附温度和加热持续时间影响显著;不同位置处土壤的污染物去除率表现出较大的差异,距离加热管、抽提管和土层顶面越近,污染土壤修复效果越好;污染土壤试样顶部有无覆盖系统对其修复效果影响不大。研究还发现,热脱附修复后污染土壤中的颗粒组分、pH值和氮磷钾含量变化不大,而有机质含量和含水率则显著降低。开发的室内热脱附修复装置能够较好地服务于石油烃污染土壤原位热脱附修复技术,研究结果可为当前污染场地原位热脱附修复技术设计和场地环境评估提供参数依据。

摘要：疏浚工程中,管道泥浆最优流速确定多依赖于经验公式,工况变化较大时预测精度不高。采用Durand模型对不同试验工况下的阻力损失进行建模,并基于试验数据对模型常数进行调整,提高Durand模型的预测精度;采用高斯过程回归方法建模,分析训练样本数量对预测结果的影响;提出一种基于管道阻力-流速模型的流速寻优方法,并进行对比试验。结果表明,使用高斯过程回归方法建立的管道阻力模型预测精度更高,可达0.97以上,并可依据管道阻力(浓度)变化实时更新临界流速,从而为疏浚管道泥浆最优流速的确定提供了一种较为有效的寻优方法。

摘要：针对在疏浚工程中射流冲刷如何提高产能和降低能耗的问题,进行了数值模拟研究。以中值粒径为0.048 mm的粉沙沙床作为研究对象,基于泥沙冲刷模型建立了移动射流冲刷模型,并结合物理模型试验结果验证数值模拟参数选取的可靠性。该模型成功模拟了垂向淹没射流冲刷沙床现象,并分析了移动速度对射流冲刷深度、产能与比能的影响。结果表明:随着移动速度的增大,冲刷深度及冲沟截面积不断减小;存在最经济射流移动速度范围,使得冲刷产能保持良好的基础上尽可能减少能耗量。研究成果为射流冲刷提高产能和降低能耗提供了理论支撑,最经济射流移动速度范围可用于指导疏浚工程实践。

摘要：由于结构的特殊性以及固液两相存在的密度差,旋流泵在输送固液两相介质过程中,内部会出现多方面的不稳定性特征,基于Particle模型,运用ANSYS CFX软件对额定转速下旋流泵在不同流量下输送不同固相体积分数的多种工况进行了非定常数值模拟,分析了叶轮流道内的固相分布、压力脉动和叶轮径向力,从而深入了解叶轮内部不稳定性。结果表明:在C_(v)=5%体积分数下,0.8 Q_(d)、1.0 Q_(d)流量下叶轮流道内固相体积分布均匀,1.2 Q_(d)分布不均匀;在C_(v)=10%体积分数下,0.8 Q_(d)流量下分布均匀,1.0 Q_(d)和1.2 Q_(d)流量下分布不均匀;在C_(v)=20%体积分数下,0.8 Q_(d)、1.2 Q_(d)流量下分布均匀,1.0 Q_(d)分布不均匀;在C_(v)=20%、1.0 Q_(d)工况的一个旋转周期内,叶轮内部始终存在一个条形固相分布区域,且其旋转速度滞后于叶轮旋转速度。在1.0 Q_(d)流量下,随着固相体积分数的增加,各监测点压力系数幅值波动逐步变大;后缩腔监测点叶频处的幅值基本不变,叶轮流道内监测点轴频处的幅值逐步变大;在C_(v)=20%体积分数下,随着流量的增加,各监测点压力系数幅值波动先增后减,后缩腔监测点叶频处幅值逐步增大,流道内监测点轴频处的幅值先增后减。相同固相体积分数下,随着流量的增加,径向力逐步增大;不同固相体积分数下,随着体积分数的增加,0.8 Q_(d)流量下径向力波动不大,1.0 Q_(d)流量下波动逐步变大,1.2 Q_(d)流量下波动逐步变小。

摘要：在现有耙吸挖泥船的耙头研究中,关于其周边流场的测量数据较为匮乏。该文搭建了全透明耙头测试实验台,利用声学多普勒流速仪(ADV)对耙头周边主流区的流场进行测量。探讨了ADV在壁面附近的流速测量技巧方案,针对ADV的测量特点设计了移动调节装置,在确保测量数据准确可信的基础上,改变抽吸速度,在耙头吸口周边选择38个测量面,每个测量面在不同吸口边距和不同对地高度处测出流速值,共测量了342个测点。分析测量数据发现,耙头外左右两侧流场基本对称分布,主要分为前侧、左右两侧和相互干扰区,耙头抽吸效果主要由非干扰区流动决定,耙头前侧流速值小于两侧。在该文实验条件下,耙头周边各测量面流速随流量线性增加,随吸口边距基本线性减小,随测点升高而有所减小。在此基础上,分析了流场的形成原因,并探讨了耙头起动粒径的估算方法,以期为工程设计提供相关参考。

摘要：石油烃污染土原位修复技术众多,但不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性影响的差异性尚不清楚。针对热脱附修复、化学氧化修复和热脱附耦合化学氧化修复3种不同修复技术修复完成后的石油烃污染土,分别开展了相关室内工程特性试验,对比分析了不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性的影响并作定量评价。试验结果表明:经热脱附修复完成后的土体整体工程特性显著提高,具体体现在含水率降低、平均孔径增大、抗剪强度和渗透性增加以及压缩性降低;化学氧化修复后土体的工程特性则相对变差,热脱附耦合化学氧化修复对土体工程特性的影响介于两者之间。进一步分析发现,污染土修复前后各力学指标与其残余石油烃浓度以及含水率存在较好的相关关系,不受修复技术的影响。在此基础上,提出了不同修复技术下污染土各力学指标的统一估算方法。该研究成果为石油烃污染场地在不同修复技术下的安全再利用提供设计指导。

摘要：针对传统疏浚船作业仿真的不足与水下地形复杂的问题,设计了疏浚船的三维仿真系统,全方位、多角度的模拟疏浚作业过程。首先,提出了水下地形的生成方法,通过薄板样条插值方法,补充数据点,生成高精度的高程图;其次,构建完整的虚拟场景,将人员、地形、船体等元素交互融合,实现一端多控的便捷操作;最后,模拟水下疏浚作业,建立水下地形与运动的铰刀头的动态约束关系,实现对水下地形挖掘的实时变形。以天狮号船体与北港地区地形数据验证,上述系统能够有效模拟疏浚作业流程,提前对疏浚工程进行规划与评估,降低疏浚过程的不可控因素,同时为疏浚船培训提供便利。

摘要：喷嘴间距是影响射流冲刷效果的关键参数。利用FLOW-3D软件对双股平面射流的沙床冲刷进行了数值模拟。固定沙床粒径和冲刷靶距,比较了不同喷嘴间距下冲刷沙坑的形状、深度和面积,分析了冲刷形成的流场和浓度分布。研究发现,两股射流之间会形成漩涡,这种漩涡会消耗射流的能量,但同时又促使中间区域沙床的泥沙残留减小。在某一喷嘴间距下冲坑的深度会出现极小值,设计喷射机具时应避免此种布置。同时存在最佳喷嘴间距,可确保冲刷区域无残留浅点条件下冲坑深度和面积达到最大,获得较佳的冲刷效果。

摘要：为实现对杂填土与软土地基互嵌过程的实时沉降分析,探究软土粗颗粒含量变化对互嵌沉降和软土固结沉降的作用,借助自主研制的杂填土与软土互嵌试验仪,通过室内试验定量区分互嵌沉降和软土固结沉降,设计正交试验组对照分析2种粒径杂填土颗粒(5、10 mm)与5种粗颗粒含量软土(0、3%、6%、9%、12%)在一定荷载下的沉降发展规律,总结总沉降、互嵌沉降、软土固结沉降的最终沉降量和瞬时沉降量的差异。试验结果表明:软土中存在粗颗粒时,总沉降和互嵌沉降在各阶段均较无粗颗粒情况下增长量更大且发展更快,在粗颗粒含量6%时总沉降和互嵌沉降有极大值,粗颗粒含量对软土固结沉降的影响并不明显。

摘要：在对焊枪摆动形式进行分析的基础上,设计了以DSP为核心控制器件,滚珠丝杠螺母为主要执行机构的焊接摆动器。摆动机构由步进电机驱动,摆动形式为直线往复式,摆动参数完全由程序控制,可以通过人机界面自由设定摆幅、摆频、摆动中心和停留时间等,摆动停止时由程序控制自动回到摆动中心。同时针对步进电机加速过程中较易出现的失步和过冲问题,重点对步进电机的加减速控制进行了较深入的分析,并给出了相应的软件实现方法。