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2026年第48卷第3期
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生物矿化用脲酶细菌的耐盐驯化 AI导读
摘要：在微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）的实际应用中，产脲酶细菌（Urease-Producing Bacteria，UPB）难以耐受高盐度的胶结液（Cementation Solution，CS），提高UPB对CS的耐盐性可以提高MICP的效率，并能增加应用范围。为提高巴氏芽孢杆菌（Sporosarcina pasteurii）的耐盐性，采用梯度递增盐浓度的驯化方法对其进行驯化，通过光密度试验评价细菌在驯化培养基中的生长特征，发现驯化后细菌的生长速度减慢；通过耐盐测试、无侧限抗压强度试验和扫描电子显微镜试验探究未驯化细菌（Untamed Bacteria，UB）、驯化细菌（Domesticated Bacteria，DB）和对照组沉淀钙离子的能力、生物胶结砂柱的强度特性和加固后样品的微观结构。结果表明：DB可耐受CS的盐浓度相比UB约增加了0.25 mol/L；在高浓度胶结液条件下，DB处理样品的无侧限抗压强度相比UB约增加了2倍，表明其具有更高效的钙离子沉淀能力；DB在高浓度胶结液条件下产生的菜花状碳酸钙晶体比例升高，该晶型通常带来更高的力学性能；驯化能有效提升细菌在较高盐度环境中的生物矿化性能。关键词：微生物诱导碳酸盐沉淀;细菌驯化;细菌耐盐性;钙离子利用率;无侧限抗压强度;胶结液浓度31|9|0更新时间：2026-06-09 - 摘要：钙源和外加剂对微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）的加固效果均有影响。为探索不同浓度外加剂（AlCl3∙6H2O）和不同钙源联合作用对MICP固化效果的影响，开展砂柱试验和水溶液试验，在胶结液中加入不同浓度的AlCl3∙6H2O进行灌注试验，测试加固后砂柱的无侧限抗压强度和碳酸钙含量。分析钙源分别为氯化钙和醋酸钙的MICP加固效果以及不同浓度AlCl3∙6H2O对两种钙源下MICP加固效果的改进情况，并通过SEM分析铝离子对碳酸钙成分及形态的影响。结果表明：醋酸钙为钙源的固化效果更佳；加入铝离子后，氯化钙为钙源的强度优化效果更明显；6 mmol/L的AlCl3∙6H2O浓度为研究条件下的最佳优化浓度，有利于减少灌注次数、节省原材料以及降低经济成本；铝离子有助于碳酸钙晶体的形成，可增强砂颗粒的吸附性，实现其固化强度的提升。氯化铝浓度对不同钙源下MICP固化效果有显著影响，对实际应用有重要意义。关键词：微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）;氯化铝;氯化钙;醋酸钙;无侧限抗压强度18|6|0更新时间：2026-06-09
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脲酶矿化胶结砂土的单轴压缩离散元分析 AI导读
摘要：酶诱导碳酸钙沉淀（EICP）是一种具有广阔前景的土体固化改良技术。为探究EICP胶结砂土的受力破裂机理和细观特性，基于PFC2D研究不同胶结水平、不同碳酸钙分布的胶结砂试样在单轴压缩试验中的力学参数、颗粒位移和微裂纹发展过程，解释其变形和破坏机制。结果表明：与室内试验相比，考虑碳酸钙含量、分布和颗粒接触模型的离散元模拟能较好地反映胶结砂试样的力学性能和变形特性；低胶结水平的试样发生局部剪切破坏，破坏面出现在中部碳酸钙含量较低的部位；随着胶结水平的提升，砂土颗粒平均位移减小，位移方向靠近轴向压缩的方向，试样发生整体劈裂破坏；胶结水平越高，试样中颗粒接触的分布越均匀，胶结破坏带扩展越慢，裂纹生长速率越低。关键词：酶诱导碳酸钙沉淀;砂土固化;离散元模拟;单轴压缩试验32|4|0更新时间：2026-06-09 - 摘要：随着工业化进程的加快，Zn²⁺的污染问题日益严重，对生态系统和工程结构的稳定性构成重大威胁。为了应对这一挑战，研究MICP（microbially induced carbonate precipitation）协同氧化镁技术对Zn²⁺污染红黏土的固化效果。采用无侧限抗压强度试验和直接剪切试验，探讨在不同胶结液浓度、氧化镁掺量及Zn2+浓度下固化土的无侧限抗压强度及抗剪强度指标变化规律；通过离子赋存形态试验，结合固化前后试样pH值的变化情况，分析MICP协同氧化镁技术对Zn²⁺的固化效果。结果表明：氧化镁的掺入显著提高了Zn²⁺污染红黏土的无侧限抗压强度和抗剪强度，当氧化镁掺量为5%时，利用率最高；胶结液浓度为1.0 mol/L时，抗压强度和抗剪强度最高；固化试样的抗剪强度指标主要受氧化镁掺量的影响；氧化镁的掺入能够提高土壤的pH值，进而促进MICP过程中碳酸钙的沉淀，加速Zn²⁺从弱酸提取态向可还原态、可氧化态和残渣态转化。关键词：微生物矿化;氧化镁;红黏土;强度特性;微生物诱导碳酸钙沉淀27|2|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：作为一种绿色新型土体加固方法，微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）加固技术近年来发展迅速。传统MICP加固存在成本高、外源矿化菌的环境适应性差以及引入外源菌可能带来潜在环境风险等问题，而利用土壤土著脲酶菌进行MICP加固的原位激发方法能有效降低加固成本和环境风险。采用原位激发微生物技术加固土体，对未加固与加固后的土样开展大型三轴固结排水剪切试验，对比分析两者的剪切特性，并探究微生物加固土样中碳酸钙的分布特征及加固机理。结果表明：原位激发微生物加固主要生成菱面体形碳酸钙，其在土体中沉积能显著提升土样的强度与刚度，并显著降低体积应变；土样中碳酸钙含量随深度的增加呈下降趋势，导致试样易在底部发生剪切破坏。关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀;土体加固;原位激发;大型三轴试验;剪切特性;碳酸钙分布30|9|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：砂黄土砂粒含量高，具有疏松多孔的结构特征，其力学性质不同于典型粉质黄土与砂土。为研究钙源及固化方式对微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术加固砂黄土效果的影响，选取氯化钙、乙酸钙与乳酸钙3种钙源，通过浸泡法与灌注法两种处理方式开展小尺寸试验，以固化试样的碳酸钙含量、碳酸钙分布均匀性以及无侧限抗压强度为评价指标开展对比分析。结果表明：以乙酸钙为钙源时，固化试样的均匀性较好；以乳酸钙为钙源时，处理初期试样的碳酸钙含量与无侧限抗压强度较高，但随着处理时间的增加，氯化钙作为钙源的固化试样强度更高。与浸泡法相比，灌注法能有效改善乳酸钙渗流不畅的问题，对乳酸钙为钙源时固化效果的提升作用优于氯化钙和乙酸钙。灌注法固化试样的碳酸钙分布更均匀、强度更高。关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀;钙源;固化方式;碳酸钙含量;砂黄土;无侧限抗压强度20|4|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：重金属污染是人类面临的最严峻的环境问题之一，其中重金属尾矿是重金属污染的主要来源之一。基于酶诱导碳酸盐沉积的生物矿化技术是一种新兴的重金属污染修复技术，具备高效、绿色、环境友好等优势。采用从黄豆粉中自提取的豆酶液对铅锌尾矿进行处理，通过重金属耐受性测试、重金属污染液修复试验及铅锌尾矿矿化试验，结合ICP、XRD及SEM-EDS测试分析，研究豆酶基生物矿化技术防治铅锌尾矿重金属污染的效果。结果表明：Pb2+、Zn2+均会导致豆酶活性降低，但Pb2+对豆酶活性的影响具有时效性，而Zn2+的影响是即时的；豆酶可通过蛋白质络合作用和诱导碳酸钙沉积的方式有效去除溶液中超过99%的Pb2+、Zn2+；同时，豆酶诱导沉积的碳酸钙晶体包裹尾矿，可降低70%的重金属浸出量。关键词：重金属污染;酶诱导碳酸盐沉积;铅锌尾矿;豆酶;污染防治21|3|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：为了提升大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀（SICP）技术固化风积沙的耐久性，将SICP技术与黄原胶（XG）协同应用，通过设置不同胶结液浓度、喷洒次数和喷洒体积，选取3组XG浓度梯度，对试样的风蚀量、贯入阻力和碳酸钙含量等关键指标进行定量评估，分析SICP+XG协同作用下的固化规律与增强机理，结合冻融循环和干湿循环试验考察固化风积沙的耐久性。结果表明：XG的加入能显著提高SICP固化试样的抗风蚀性能和表面强度，其中SICP+XG试样的贯入力峰值达68.4 N，较纯SICP与纯XG（2 g/L）处理约分别提高69%和338%；在分别经历9次冻融循环和干湿循环后，经SICP+XG处理的试样风蚀率控制在0.03%~0.68%，仍具有较高的抗风蚀性能；扫描电镜观察发现，XG在砂粒表面形成了网状薄膜结构，增强了碳酸钙沉积黏结效用，且生成的碳酸钙主要以结构稳定的方解石形式存在。关键词：大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀（SICP）;风积沙;冻融循环;干湿循环;防风蚀21|12|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：为提升热带土坡稳定性、解决单一加固技术缺陷并发展绿色低碳加固技术，探究微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）与优选植物协同加固低液限黏土的可行性，选取3种典型热带植物，通过模拟热带地区光照、温度环境及MICP加固后的土壤工况，筛选出适应性最优的地毯草，确定其适宜生长的胶结液浓度范围为0.2~0.6 mol/L；开展直剪、无侧限抗压、渗透试验，结合SEM、EDS、XRD微观分析，系统评估协同加固的宏观性能与作用机理。结果表明：经MICP-植物协同处理后，土体黏聚力、内摩擦角和无侧限抗压强度分别较未加固组提高了145.9%、100.4%和161.8%，渗透系数降至6.81×10-8 m/s，抗渗性能提升约两个数量级；微观分析表明，MICP生成的碳酸钙与植物根系形成“胶结-加筋”复合结构，既填充了土体孔隙，又强化了根-土界面锚固效应；MICP与植物的协同作用不仅显著提升了热带低液限黏土的力学性能，又大幅度增强了其抗渗性能，有效缓解了热带暴雨条件下因降雨入渗与冲刷引发的边坡失稳问题。关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀;植物;渗透试验;微观分析;无侧限抗压强度23|6|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术在岩体微裂隙注浆封堵中展现出良好的应用潜力。然而，目前该技术仍面临沉淀分布不均的问题，局部沉淀堵塞不仅影响注浆过程的连续性，还会降低封堵效果的可靠性，甚至引发工程安全事故。基于自主设计的裂隙模型试验装置，研究注浆流量对微生物矿化封堵裂隙降渗及沉淀分布特征的影响。首先分析注浆流量对裂隙中菌液附着率的影响，然后对其进行注浆矿化封堵，测试其对裂隙封堵降渗效率的影响，最后通过三维扫描获取裂隙中的沉淀分布特征。结果表明：随着注浆流量增加，菌液滞留效率明显下降；注浆流量的变化会显著影响沉淀在裂隙中的分布特征，而沉淀空间分布差异会进一步导致裂隙渗透性下降过程呈现不同规律；当裂隙内浆液流速为4.708 mm/s时，可实现较高的浆液利用率和理想的封堵效果。关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀;封堵裂隙;浆液流速;沉淀分布19|5|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：花岗岩残积土的力学性能改良对相关工程灾害防治具有重要意义。为探究生态友好的生物聚合物对花岗岩残积土力学性能的改良效果，采用黄原胶（XG）、瓜尔豆胶（GG）及其复合胶（G-X）对花岗岩残积土进行改性，通过无侧限抗压强度、三轴剪切强度及扫描电镜试验，研究生物胶种类、掺量、养护方式与养护龄期对改良效果的影响规律及强化机理。结果表明：XG、GG、G-X均能有效提高花岗岩残积土的抗压强度，标准养护下改良土抗压强度随聚合物掺量增加而持续提升，但增幅逐渐趋缓，而常温养护下改良土抗压强度会出现峰值，最优掺量为1.0%~1.5%；复合胶G-X改良土抗压强度较高（可达素土的2倍以上）、龄期稳定性较好，且抗剪性能提升明显（黏聚力约为素土的2.4倍），兼具GG的黏结作用与XG的填充作用，呈现出协同增效的改良效果。关键词：花岗岩残积土;生物聚合物;黄原胶;瓜尔豆胶;力学特性;强化机理31|8|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：孔隙介质中微生物堵塞现象广泛存在于自然环境和工程实践中，是环境、能源及基础医疗等领域的共性问题。为明确该过程中的生物膜形态与堵塞机制，利用微流体模型-显微镜-CMOS相机可视化实验平台，研究孔隙结构与流速对生物膜团簇行为及介质渗透率演变特征的影响，并结合显微粒子图像测速技术，实现孔隙介质内流场的实时动态观测。结果表明：流速与孔径通过影响剪切速率和营养物质交换速率来控制生物膜形态和最终堵塞效率。孔隙介质微生物堵塞呈现出有优势通道（堵塞模式Ⅰ）和无优势通道（堵塞模式Ⅱ）两种模式。堵塞模式Ⅰ出现在较低流速、较大孔径条件下，流体主要沿优势通道流动，流速分布不均匀性随时间不断加剧，渗透率下降呈现明显间歇性波动。模式Ⅱ出现在较高流速、较小孔径条件下，流场分布相对均匀，渗透率呈平稳下降趋势，堵塞效应更为显著，实验结束时渗透率下降3个数量级。关键词：孔隙介质;微生物堵塞;渗透率;优势通道;生物膜形态35|18|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：大足石刻千手观音造像是宋代石窟艺术的代表作品之一。该造像虽于2015年完成修复，后却因保存环境未得到有效改善而面临局部金箔起翘、开裂及微生物侵蚀等问题。前期对金箔环境微生物腐蚀机制的研究表明，微生物代谢的基质材料诱导微生物定殖及金箔表面微环境发生变化，但对封护材料对金箔表面微生物定殖与腐蚀机制的关联性仍缺乏深入研究。构建含生漆、松节油-生漆和桐油-生漆的易脆毛霉菌（Mucor fragilis）培养体系，并结合金箔表面腐蚀模拟实验，系统评估不同封护材料对微生物生理代谢及对金箔腐蚀过程的影响。结果表明：生漆可与毛霉菌形成稳定的生物膜结构，提供物理屏障并抑制有机酸分泌，实现对金箔的有效保护；松节油-生漆虽漆膜结构不均，但凭借其持续弱碱性环境和低浓度胞外聚合物（EPS）有效抑制微生物黏附，表现出一定的长期防护潜力；桐油-生漆在初期通过氧化胁迫抑制微生物生长，但随着脂肪酸作为碳源被利用，其长期防护能力逐渐减弱。关键词：千手观音;金箔;腐蚀;易脆毛霉菌;封护材料20|4|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：台风下迎风区横向根对树木的抗倒伏有重要作用，但缺乏其在大位移条件下的定量研究。基于物理模型试验和有限元模拟，得到大位移下根单元的力-位移曲线。在此基础上，使用双线性软化假设并结合Winkler地基梁法研究水平荷载下树木迎风区横向单根的响应，分析根直径和长度对峰值弯矩和旋转刚度的影响。结果表明：当根的长度小于临界长度时，峰值弯矩随直径和长度的增加而增加，且对直径更敏感；总旋转刚度和初始旋转刚度都随直径的增加而增加，但总旋转刚度随长度的增加而减小，而初始旋转刚度基本保持不变。当根的长度超过临界长度时，弯矩-转角曲线总体上不再发生改变，以上指标也基本不变。使用根的直径、弹性模量对临界长度进行拟合，其结果可以满足工程中对粗根临界长度的估算。关键词：树木根系;台风;水平荷载;Winkler地基梁;弯矩-转角曲线22|8|0更新时间：2026-06-09
生物建造
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饱水单孔红砂岩裂纹扩展及能量演化规律 AI导读
摘要：利用TAW-2000试验机、摄像装置和PCI-2型声发射仪，对干燥和饱水状态下的含孔洞红砂岩开展单轴压缩试验，探究干燥和饱水状态下含孔洞红砂岩的受力变形特征、裂纹扩展机制、声发射特性及能量演化规律。结果表明：饱水单孔岩样力学参数显著降低，脆性跌落系数大幅提高；单孔岩样裂纹扩展过程可分为初始变形、裂纹萌生、裂纹稳定扩展和裂纹失稳扩展4个阶段，其中饱水单孔岩样萌生的初始裂纹和次生裂纹更多、更长，且在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时均产生了显著的荷载跌落现象；饱水和干燥单孔岩样声发射信号均主要集中在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时，且饱水单孔岩样声发射信号相对较弱，初始裂纹萌生时声发射信号多于裂纹失稳扩展时；与干燥单孔岩样相比，外部输入的能量在饱水单孔岩样中更易耗散，饱水单孔岩样达到储能速率峰值更慢，能够储存的弹性能更少，更有利于降低岩样破坏时能量释放的剧烈程度。关键词：红砂岩;饱水状态;孔洞;声发射;裂纹扩展;能量演化23|4|0更新时间：2026-06-09 - 摘要：在高土石坝工程中，堆石料的破碎和渗透特性是影响坝料物理力学特性的重要指标，经振碾处理后的堆石料质量控制是堆石坝施工的关键，研究振碾后堆石料的颗粒破碎与渗透特性具有重要意义。以玉龙喀什水电站缩尺堆石料为对象，通过室内振碾试验，研究不同振碾时长下堆石料的颗粒破碎特性。进行常水头渗透试验，测算振碾试验后堆石料的渗透系数，并分析得出不同振碾时长对堆石料渗透系数变化的影响规律。根据颗粒级配曲线建立三维结构模型，对其进行渗流模拟，对比不同振碾时长下堆石料孔隙结构、渗透特性的变化，对比室内试验与模型模拟结果，对室内试验所得结论进行验证。对影响渗透系数的部分参数进行拟合分析，获得渗透系数的计算公式。结果表明：在振碾作用下，堆石料颗粒级配曲线变缓，颗粒排列更加紧密，在振碾4 min后，堆石料孔隙率由初始值42%降至15%~17%，渗透系数由0.162 cm/s降至0.08~0.09 cm/s，水流在孔隙结构中流动更加缓慢，建立的三维结构模型较好地反映了这一过程。关键词：堆石料;颗粒破碎;振碾;级配特性;渗透特性23|12|0更新时间：2026-06-09
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建筑垃圾再生路基填料的剪切强度研究综述 AI导读
摘要：近年来，以再生混凝土、再生砖、再生砂浆等为主的建筑垃圾已广泛应用于交通工程路基填筑中。路基的承载力与稳定性主要取决于路基填料的剪切强度，而建筑垃圾填料颗粒具有级配范围广、强度低、成分复杂等特点，其在服役期荷载作用下的剪切特性与传统砂石填料存在显著差异。从建筑垃圾再生填料剪切强度、建筑垃圾-细粒土混合填料剪切强度、建筑垃圾再生填料-土工材料界面剪切强度3个方面系统梳理了现有研究成果。综合分析表明：不同建筑垃圾的颗粒形态与分布特征决定其颗粒破碎的类型和模式，剪切过程中颗粒破碎显著影响剪切强度；在满足路基填料强度要求的基础上，需进一步探究不同建筑垃圾颗粒破碎规律对剪切强度的影响机制。此外，建筑垃圾掺入不同细粒土后虽能提升剪切强度，但关于混合土体的最佳掺量、相互作用机制等方面的研究仍显不足。建筑垃圾-土工材料界面剪切强度研究目前主要针对混凝土、砌块等再生填料，由于建筑垃圾在组分、性质等方面存在显著差异，因此有必要深入研究不同建筑垃圾填料的界面剪切机理，从而为发展绿色低碳交通提供重要的理论依据和技术支撑。关键词：建筑垃圾;再生填料;路基工程;剪切强度;颗粒破碎;细粒土26|3|0更新时间：2026-06-09 - 摘要：中国中西部地区以山区为主，在已建及规划建设的轨道交通工程中，大量路堤修建于山区倾斜地层上，目前针对倾斜地层加筋路堤的动力特性研究较少。采用有限元数值模拟软件，建立倾斜基岩地层土工加筋路堤数值模型，并将计算结果与试验结果进行对比验证；基于该数值模型，深入分析加筋轨道路堤的动力响应特性，重点探讨列车循环荷载幅值、土工格栅加筋层数等对路堤动力响应的影响规律。结果表明：路堤竖向循环位移幅值与速度峰值的动力响应呈现显著的空间非均匀分布特征，极值出现在加载中心正下方位置；路堤侧向位移高值区主要分布于左侧坡底与右侧坡顶；随着各参数的变化，路堤右侧坡顶侧向峰值位移增长更为显著，成为侧向位移最大区域；土工格栅对加筋路堤侧向位移幅值具有显著的约束作用；随着格栅层数的增加，路堤整体侧向位移幅值逐渐减小，侧向位移幅值较大的区域缩小，并逐渐上移；在各层格栅所处深度，路堤侧向位移幅值随路堤深度的变化曲线出现明显谷值，谷值位置与格栅所处深度基本一致；当设置4层格栅时，格栅层间与格栅顶部的侧向位移幅值相近，能有效发挥土工格栅控制土体侧向位移的作用。关键词：倾斜基岩;土工格栅;轨道路堤;动力响应;竖向位移;数值模拟20|5|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：针对当前相变混凝土存在的部分缺陷与不足，将癸酸-月桂酸-棕榈酸复合相变材料掺入混凝土中制备相变混凝土。开展真空吸附试验，并对多孔骨料采用两种封装方式进行封装定型，对不同封装方式下的相变混凝土粗骨料以及不同配比的相变混凝土进行抗压强度试验和导热性能试验;判断不同封装方式在多次相变循环下的变化，对两种不同封装方式的相变混凝土粗骨料和不同配比的相变混凝土进行相变循环试验。结果表明，相变混凝土在经过100次相变循环后，相变粗骨料掺量为10%、20%、30%时，水泥净浆法封装的抗压强度损失率比环氧树脂+水泥粉法封装的分别低0.69%、0.44%、1.09%，水泥净浆法封装更能满足能量桩长期运行下桩身混凝土的需求；当相变粗骨料掺量为20%时，相变混凝土的抗压强度、导热性能、相变循环稳定性较好，适用范围更广。关键词：能量桩;相变材料;相变混凝土;传热性能;力学性能23|8|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：拉索是索承桥梁的主要传力构件，腐蚀严重时将威胁桥梁结构的安全性和耐久性。对新型附加锌丝拉索开展人工加速腐蚀、形貌三维扫描和力学性能测试，探究附加锌丝对拉索腐蚀扩展特征及力学性能退化的影响机制。制备含锌丝和不含锌丝（对照组）的高强钢丝拉索试件，通过在护套设置环形开口模拟破损情况，采用喷滴方式进行4、8、12周人工加速腐蚀；采用华郎-3DX+非接触式扫描仪构建拉索点云模型，分析锌丝对高强钢丝腐蚀扩展的影响规律；采用MTS试验机对不同锈蚀度高强钢丝进行静力拉伸，构建锈蚀高强钢丝截面损失率与力学性能的关联模型，并评估拉索承载性能。结果表明：加速腐蚀4、8、12周后，附加锌丝拉索护套开口处钢丝最大截面损失率均值较无锌丝拉索分别减小47.14%、62.68%、38.70%；护套开口处钢丝极限强度均值分别提高0.17%、6.12%、5.55%，屈服强度均值分别提高‒0.31%、8.54%、6.24%，拉索剩余承载力分别提高0.16%、5.41%、4.83%。关键词：锌丝保护;高强钢丝拉索;人工加速腐蚀;力学性能;腐蚀形貌18|5|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：从设计、建造及承载性能3个方面开展3D打印轻量化混凝土拱形结构的可行性研究。基于拱结构构造和3D打印工艺特点，提出一种拱结构精准、快速拼装方法；在此基础上制作5根3D打印轻量化拱试件，通过试验研究两点集中、三点集中和均布荷载3种工况以及π形、W形、M形3种截面打印路径对拱结构承载性能的影响规律，并通过有限元方法计算分析矢跨比为1/4、1/6和1/8时3D打印混凝土拱结构的力学性能。结果表明：均布荷载下试件各节段的协同变形能力最优，承载能力最高，3D打印混凝土材料的抗压优势得以充分发挥；集中荷载易造成拱试件局部压溃，相较于均布荷载，两点及三点集中荷载下拱试件的峰值荷载分别降低30.2%和14.2%；采用M形横截面打印路径的试件传力效果最优，单位质量峰值荷载较π形、W形试件分别提高23.2%和28.4%；在规范建议采用的矢跨比范围内，随着矢跨比的减小，3D打印混凝土拱结构的承载力逐渐降低；试验的5根试件均具有良好的承载性能。关键词：3D打印混凝土;装配式结构;拱结构;力学性能29|9|0更新时间：2026-06-09
土木工程
- 摘要：过渡金属/碳复合催化剂能高效活化过硫酸盐（PMS）降解有机污染物。通过简单的热解法成功将吸附Cu(Ⅱ)的复合水凝胶吸附剂转化为零价铜/碳复合催化剂（C-Cu），该催化剂能高效活化PMS并快速降解2,4-二氯苯酚 (2,4-DCP)。在pH值为5、C-Cu投加量为5 mg、PMS浓度为0.20 g/L的条件下，5 min内可完全去除0.1 mmol/L的2,4-DCP，反应动力学常数达3.434 2 min-1，较已报道的金属氧化物催化剂提高3个数量级。在满足《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级排放标准的条件下，C-Cu可在柱状动态反应器中稳定运行81.3 h。在pH值为5~9、常规无机盐和天然有机质共存的条件下，C-Cu/PMS体系对2,4-DCP的降解未受到明显抑制，表现出良好的环境耐受性。同时，该体系对多种氯酚类污染物均具有优异的去除效果。活性物种淬灭实验及电子顺磁共振波谱（EPR）测试结果一致，表明零价铜作为PMS的活化位点，可产生大量1O2和·O2-。液相色谱-质谱联用分析结果表明，2,4-DCP通过脱氯、开环等过程实现降解与矿化。关键词：水凝胶;过硫酸盐;零价铜;氯酚;催化23|5|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：随着水质标准和检测技术的提高，新污染物的控制逐渐成为研究热点。通过引入电场提高Mn2+对过一硫酸盐（PMS）的活化能力，构建E-Mn2+-PMS协同体系去除水中难降解有机污染物双氯芬酸（DCF）。探究电流密度、PMS浓度、Mn2+浓度、溶液pH值以及水体背景物质（NO3-、Cl-、HA）等对水中DCF去除的影响。结果表明，当电流密度为11.42 mA/cm2、PMS浓度为1 mmol/L、Mn2+浓度为150 μmol/L时，反应20 min内E-Mn2+-PMS体系协同系数为10.88，反应速率常数为19.250×10-2 min-1，反应180 min对DCF的矿化率为67.4%，酸性条件比碱性条件更有利于DCF去除，最佳pH值为3。NO3-对DCF的去除几乎没有影响，Cl-、HA对DCF的去除有明显促进作用。通过自由基捕获实验、电子顺磁共振（EPR）测试以及锰中间价态物质分析证明，E-Mn2+-PMS体系中非自由基路径（Mn(Ⅲ)氧化和1O2氧化）占据主导地位。与Mn2+-PMS体系相比，电场条件下原位生成的无定形MnO2可快速活化PMS，产生1O2，实现对污染物的高效去除。关键词：电化学;过一硫酸盐;双氯芬酸;单线态氧;非自由基路径23|2|0更新时间：2026-06-09
- 摘要：以凹凸棒土（AT）、生物炭（BC）、沸石（ZO）为3种外源多孔钝化剂（EPP），构建鸡粪厌氧消化体系，采用比色法和BCR连续提取法解析消化体系中有机氮、有机磷和铜（Cu）、锌（Zn）等重金属离子（HMs）的形态转化进程，并通过红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）和三维荧光光谱（EEM）表征，探究3种钝化剂对消化体系中Cu、Zn钝化和氮、磷转化的去除机制。结果表明：添加的EPP均可缓解厌氧消化过程中的酸抑制作用，添加AT、ZO吸附转化总氮（TN）和总氨氮（TAN）效果最佳，较对照组分别提升30.43%、26.30%；添加ZO、AT对总磷（TP）和总磷酸盐（TPS）效果最佳，较对照组提升9.33%、17.74%；3个EPP添加组中可萃取态（WA）和可还原态（RD）铜、锌含量相较对照组均有下降，AT组Cu和Zn的WA、RD浓度比对照组低15.97%、6.18%。关键词：畜禽粪便;厌氧消化;重金属钝化;氮磷转化;沼肥14|3|0更新时间：2026-06-09
环境工程
书评
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