目的:准确且可靠的生物质燃料掺混比例数据的缺失,阻碍了生物质/煤混燃发电技术在中国的发展. 本文旨在建立以¹⁴C法为基础的生物质掺混比例检测系统,并研究煤作为化石燃料的测试本底、不同生物质之间¹⁴C含量的差异以及苯合成工艺中引入的现代碳污染对测试精度的影响,以验证该方法在混燃电站中实际应用的可行性.
创新点:1. 建立并使用适用于在工业混燃电站中应用的计算方法; 2. 通过实验测试,获得了3种由制样过程污染产生的煤中¹⁴C含量; 3. 通过对实际过程的经验拟合,提出更为合理的污染修正公式.
方法:1. 自主搭建苯合成系统(图2),并以液体闪光计数技术为核心形成样品¹⁴C值测试体系; 2. 通过实验测试,获得6种生物质与3种煤的¹⁴C测试值(图3和4),并验证混燃测试的可行性(图5); 3. 通过公式推导,在考虑煤中¹⁴C含量后,更为合理地修正苯合成过程中引入的污染,以减小混燃测试的绝对误差(公式(9)).
结论:1. 光谱级纯苯的测试值为仪器的测试本底,而商用SrCO₃制苯的测试值则反应了苯合成过程中引入的污染本底. 2. 对不同生物质的重复实验的测试值落点均在理论计算误差范围内,证明了实验中苯合成系统的可靠性. 3. 运用研究中建立的计算方法,获得了生物质混燃比例的测试值; ¹⁴C法应用于生物质/煤混燃电站的绝对测试误差在1%左右.

关键词组：生物质混燃烧; 掺混比例测量; 放射性碳; 苯合成

目的:在确保模型气密性绝对良好的前提下,通过设置不同的背景泄漏,详细研究不同背景孔隙率和风向角下的平均和峰值内压水平,为工程结构抗风设计和规范修订提供指导和依据.
创新点:首次探究了完全封闭结构的内压特征,并在此基础上系统研究了不同背景孔隙率和风向角下名义封闭结构的风致内压变化规律.
方法:1. 在静态空气中进行压力测试,获得完全封闭结构的内压特性(图6~9). 2. 在完全封闭结构的表面开不同的孔隙; 通过多参数风洞试验(图3和表1),获得名义封闭结构的平均和峰值风压变化特征(图14~18),并与中国建筑结构荷载规范(GB50009-2012)进行对比分析.
结论:1. 完全封闭结构的内压呈非平稳状态,长达9 d的观察结果表明内压呈现一定的周期性. 2. 在均布背景孔隙下,平均内压系数仅在−0.15~−0.14范围内波动,且低于中国建筑结构荷载规范的取值−0.2. 3. 当峰值因子g取3.5时,最高负极值风压系数为−0.255,低于由规范计算得到的峰值内压系数−0.326.

关键词组：内压; 风洞试验; 完全封闭; 背景泄漏

目的:碳纤维复合材料的疲劳特性对航空结构的安全性和可靠性有很大的影响,而湿热环境对复合材料性能的退化作用较大. 本文针对湿热环境对碳纤维复合材料层合板的拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响进行研究,为碳纤维复合材料在实际湿热环境中的应用提供参考.
创新点:1. 通过实验分析得到碳纤维复合材料层合板在吸湿过程中的损伤演化过程; 2. 采用实验和理论分析的方法,研究湿热环境对碳纤维复合材料层合板拉-拉疲劳性能和疲劳可靠寿命的影响.
方法:1. 通过吸湿实验,观测分析得到碳纤维复合材料层合板在湿热老化过程中的损伤演化过程; 2. 通过疲劳试验,研究湿热环境下碳纤维复合材料的疲劳损伤演化过程、刚度退化规律和损伤失效模式; 3. 通过理论分析,采用疲劳可靠寿命预测模型,得到湿热环境下碳纤维复合材料的疲劳可靠寿命.
结论:1. T700/MTM46复合材料层合板在吸湿过程中,出现了微孔和微脱层等损伤,但比疲劳过程中产生的损伤要小得多; 2. 与常温环境相比,湿热环境下实验件的刚度退化曲线的变化趋势保持一致,但刚度下降幅度增大; 3. 与常温环境相比,湿热环境下实验件的疲劳极限降低约6%,疲劳损伤模式相似,但在相同疲劳循环数下的损伤程度加剧; 4. 在湿热环境作用下,实验件的疲劳可靠寿命大大降低.

关键词组：碳纤维复合材料; 湿热环境; 疲劳性能; 损伤演化; p-γ-S-N曲面

目的:张力腿平台在海上服役时由于振动和系泊问题有漂浮姿态丧失的风险. 平台漂浮姿态丧失后会影响作业稳定性和服役安全性. 本文旨在对平台漂浮姿态丧失进行风险分析,评估总体的风险等级,识别最具威胁的风险因素,提前采取有效措施,并及时向设计、建造和运营提供反馈意见,保证平台运行安全.
创新点:1. 在模糊理论的基础上融合统计过程控制理论和层次分析法,形成模糊统计过程控制评估模型; 2. 建立适用于评估目标的风险评估指标体系,并作为参数输入该风险评估模型,最终获得风险置信区间.
方法:1. 识别影响漂浮姿态的风险因素并归纳分解,建立风险评估指标体系,并将其作为模糊统计过程控制评估模型的输入参数; 2. 将应用模糊理论和层次分析法得到的单一独立评价方案的风险结果视为风险的总体随机样本,并利用中心极限定理对风险评估结果进行置信度评价,以获得最终的风险置信区间.
结论:1. 三种方法的融合使得不确定性和主观性对风险评估的影响大幅减少,结果好于单独用其中任何一种评估方法. 2. 风险评价指标体系是柔性的,需要随着实际情况做出适当的调整. 3. 独立风险评价方案的数量依赖于项目的需求,高精度的评估结果需要大量的独立评价方案做底层支撑; 独立评价方案的数量不能小于10. 4. 风险评价指标体系可以不同,但是风险评估方法具有普适性.

关键词组：张力腿平台; 风险评估; 漂浮姿态; 混合模型; 模糊统计过程控制

目的:将微生物电解池(MEC)与厌氧膜生物反应器(AnMBR)耦合,构建MEC-AnMBR系统,以期同步实现污水高效处理和膜污染缓解,推动膜生物反应器的理论创新和技术创新.
创新点:1. 将MEC与AnMBR耦合,构建MEC-AnMBR系统用于高浓度有机废水的处理; 2. 研究反应器运行和微生物群落之间的关系; 3. 探究膜污染运行周期中各膜污染阶段微生物代谢产物与自身代谢活性的变化规律.
方法:1. 启动和运行MEC-AnMBR反应器,并与传统AnMBR对照,综合考察MEC-AnMBR反应器的运行性能; 2. 利用高通量测序技术对传统AnMBR和MEC-AnMBR各膜污染阶段的阴极膜表面微生物群落结构及多样性进行研究,并综合分析MEC-AnMBR反应器的运行特性与微生物群落间的相互关系; 3. 对MEC-AnMBR反应器阴极膜组件及微生物分泌物进行原位观察,并研究其在膜污染运行周期中各膜污染阶段微生物代谢产物与自身代谢活性的变化规律.
结论:1. 成功构建微生物电解池MEC-AnMBR生物系统; 2. 与AnMBR相比,MEC-AnMBR中的化学需氧量(COD)去除效率和甲烷产量分别增加6.7%和77.1%; 3. 与AnMBR相比,MEC-AnMBR 的膜污染因细胞外聚合物和可溶性微生物产物增长缓慢而大大减少; 4. 高通量测序分析表明MEC-AnMBR富含互养菌属(Synergistaceae-uncultured)和互营热菌属(Thermovirga),而Thermovirga是关键的功能性微生物; 5. 这些结果表明MEC-AnMBR可同时提高反应器效率并减轻膜污染.

关键词组：微生物电解池; COD去除效率; 甲烷产量; 膜污染; 微生物特性

目的:研究灌木对干燥和湿润过程中三层土质覆盖系统的吸力分布的影响.
创新点:发现对于三层土质覆盖系统,干燥过程中植物蒸腾作用不仅提高了土的吸力,同时也增加了土层之间的吸力梯度(图3).
方法: 通过土柱试验模拟干燥和湿润过程,并测量吸力的变化.
结论:1. 植物蒸腾作用导致植有灌木的土在干燥过程中所产生的吸力较没有植物的土高60%~200%. 2. 植物蒸腾作用提高了植有灌木的土的持水能力; 在湿润过程中水分穿透植有灌木的土所需时间比没有植物的土长50%(图3~4).

关键词组：灌木; 填埋场覆盖系统; 吸力; 土柱试验