前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的修复技术论文主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
有价值的微生物获取一般通过三种方式,一是人工驯化,二是固定化微生物,三是转基因工程菌。据有关研究报道,将某种特定的固定化微生物用于污染的底泥中,发现底泥厚度有降低现象,水体和底泥中的NTU、COD、NH3-N和TP含量也明显降低。如果采用某种净化促生液对水环境进行修复,底泥中的生物多样性逐渐增加,有机物的含量逐渐减少,主要微生物类群则由厌氧型向好氧型演替,水体的生物多样性不断的增加;如果在专业培养基上接种河道底泥,制成底泥生物氧化复合制剂,此制剂对河道底泥氧化层的形成有明显的促进作用,对底泥有机污染物分解能力也有显著的强化作用,同时,底泥对上覆水体生物氧化能力也逐步增强;如果对底泥进行生物修复,能够有效地减少河道污染负荷,同时,强化河道的自净功能。目前,国内很多研究人员,对上述底泥处理微生物应用研究已有成果,并成功应用到河道底泥污染处理中,并取得了显著成效。
2千灯河道底泥修复工程试验
2.1底泥处理试验方法2013年,针对千灯河道样板区底泥进行生态修复试验,通过“消毒剂+微生物制剂”相结合的综合修复处理方式进行了处理研究。未处理前,随机取2份河道底泥试样检测污染物,之后,进行修复措施处理:按75kg/亩、50kg/亩标准,先后均匀喷洒消毒剂和微生物制剂到河道底部。分别于7天后、12天后,对处理过的区域随机取2份样进行检测,检测比较结果见表1~表3。
2.2底泥处理效果分析从表1~表3中可以看出通过处理后的底泥pH偏碱,但仍在一个合适范围内;试剂与底泥接触的时间越长其杀菌效果越明显,有机质的降解率越高。处理7天后有机质降解率为70%~80%,12天后有机质的降解率达到50%;大肠菌群含量降了1~2个数量级,处理时间越长其大肠菌群数量越少。
3微生物底质改良处理技术
微生物是生态系统中的分解者,对养分的循环和污染物的降解、去除起着十分重要作用,并具有广泛的应用价值。相关研究报道显示,通过光合细菌、复合光合细菌作用,可降低、甚至去除富营养化水体中的NH3-N和有机质;也可以通过溶藻菌控制蓝藻,去除水体富营养化,抑制“水华”现象的产生。本工程试验主要通过先向污染底泥中投放消毒剂,减轻底泥中的毒性;然后通过投放微生物制剂,形成一个能完成自然降解的底泥环境,进而加强被污染底泥的自净功能,实现对有机污染物的快速、高效的降解,从而达到改善底泥的污染状况,提高水体中溶氧量。
4小结
摘 要:目前,各项任务研究进展顺利,课题目标设定基本合理,课题组各项研究按照任务书计划安排有序实施,部分研究工作已经提前开展。 在技术示范场地选择方面,课题组确定了北京市顺义区赵全营镇白庙村南的一处垃圾填埋场和浙江省海盐县西塘桥镇海塘村一处养殖基地作为该课题的2个技术示范场地。目前已经开展了基础信息收集、场地水文地质状况勘查、地下水监测井建设、地下水水质监测,完成了微水试验和渗水试验,获得了水文地质参数。这些信息和数据为课题组开展实验室研究和现场技术示范工程设计提供了基础和支撑。在试验研究方面,以示范场地为研究背景,课题组开展了大量的实验室研究,为开展实际场地地下水硝酸盐污染修复技术示范奠定理论基础。主要包括地下水氮污染修复材料和地下水氮污染修复技术开发。在地下水氮污染修复材料方面,课题组研究开发了3种修复材料,包括一种硝化细菌碳源材料、一种氧化剂缓释材料释放材料和一种生物-化学联合修复材料。在地下水修复技术方面,课题组创新性提出了两种地下水修复技术工艺,一种是基于北方埋深较深的地下水污染修复的非连续渗透反应强地下水污染原位处理技术,该技术在传统渗透反应墙基础上,针对北方地下水埋深较深的实际情况,提出的以注射井阵形成的地下水修复系统,该技术具有施工难度小,建设成本低的优点,特别适用于处理较深层地下水污染问题;多级准原位地下水修复系统,是该课题研发的一种新型地下水技术,该技术集湿地处理技术、渗透反应墙技术和地下水井灌技术为一体的地下水修复系统,其具有建设与运行成本低、易施工、对地下水环境的扰动小、灵活性强、适应性强的优点。在成果产出方面,目前,课题组申请专利5项,获得授权专利两项,提出创新技术两项,投稿学术论文6篇,其中SCI论文3篇。
关键词:地下水 硝酸盐 修复材料 修复技术及装备
Abstract: Currently, the progress of study goes well,the target is basic reasonable, the job of research is carried out smoothly according to the plan, parts of study have already developed in advance. Two typical demonstrate place were chosen, one is MSW landfill which is located in Shunyi County in Beijing, the other one is breeding base in Haiyan County in Zhejiang province. At the two research bases, information collecting, hydrogeological investigation, monitoring wells building, water quality monitoring, slug and infiltration testing, all of these already have been finished, and hydrogeological parameter have been achieved. These results can be used in the design of engineering demonstration. On the basis of a great deal of laboratory data, theoretical basis are built about the remediation technology of the pollution of nitrate in groundwater, which was based of the research background of engineering demonstration field. Three kinds of remediation materials developed, including activated carbon material, slow-releasing material of oxidation and biochemical integrated material. Two innovative scientific remediation technology are studied. One is unfilled PRB in situ remediation technology of groundwater pollution, which is proposed basing deeper groundwater pollution in in the north. The remediation technology has advantages of low investment, simple process flow and low cost. The multi semi-in situ remediation of groundwater system is a new groundwater remediation technology which is researched and developed through our research. The system integrated the Wetland treatment technology, Permeable reactive barriers technology and groundwater well irrigation technology as a whole. The advantages of this system are lower cost of construction and operation, easy construction, small disturbance to the groundwater environment, strong flexibility and adaptability. In terms of achievements, there have been five applied patents, two received patents. six papers, which including three SCI, and two innovative technologies in the research group.
Key Words: Groundwater; Nitrate; Remediation meterial; Remediation technology and equipment
阅读全文链接(需实名注册):http:///xiangxiBG.aspx?id=65050&flag=1
关键词:公路大修,设计,施工,措施
1.路面大修的设计
路面接近使用年限、已承受设计的累计标准轴载、路面破损严重。造成服务能力下降,不能满足必要的服务功能。需要采取路面大修的方式使路面性能得到全面的修复或提升。
1.1在路面修复设计阶段的修复方案的设计原则一般包括如下几点:
1.1.1根据交通量及路面的使用要求、使用性质。并结合气候、水文、地质、材料,遵循因地制宜、方便施工和养护,合理选择路面结构类型,并以满足路面强度、刚度、水稳性的要求进行路面修复设计。
1.1.2路面修复设计以路标弯沉为设计依据,同时根据路面实际破损情况及钻孔资料对路面结构及处治方式进行修正。论文大全。最后根据开挖方式适当调整。
1.2由于修复工程比新建工程复杂、繁琐、变化因素多,针对路面的修复工程特点,应充分考虑各种不定因素。提高修复设计的可操作性。主要应注意以下几个问题:
1.2.1病害的及早调查
若路面修复在交通不中断的情况下进行.为了保证路面修复设计可靠和保持施工期间交通顺畅,必须在修复前进行路面病害调查,确定病害产生原因及影响范围,为维修方案的确定提供支持。
在路面病害调查结束后,抓紧进行病害处理方案制定及维修,若不进行路面维修,由于路面修复工期较长,在此期间内病害进一步恶化,不利于施工期间的交通组织,且路面性能与修复设计采用的路面性能不一致,导致设计与施工出入较大,影响修复工期。
1.2.2旧路资源利用
旧沥青路面的再生利用:重新铺筑沥青混凝土路面需要大量的沥青及石料,将面临巨大的资源压力。采用沥青再生技术。对旧沥青路面进行再生利用,可以从根本上解决此问题。国内外已经在旧沥青冷再生及热再生方面取得一些成果资料。旧沥青路面的再生利用作为公路可持续发展的一个组成部分。在现阶段有现实意义。
1.2.3排水设计
路面结构内部排水系统的改善,路面的破损很多时候和车轮荷载下的水在沥青混合料内部产生的动水压力有很大关系.目前很多路面实践应用的ATPB排水基层及碎石路肩对于渗入路面结构内部水的排除具有指导意义。如果在修复设计中。对排水考虑不彻底,容易存在较大的质量隐患。
在大修施工时,是由上至下开挖路面.再由下至上铺筑。这样在开挖时造成坑槽,若施工不及时,雨水容易进入路面内部,因此需要考虑施工的临时排水设计。
最终的方案比选的指导思想应该以满足社会需要为目的,综合修复道路的服务寿命、工程造价、施工过程中造成的影响等进行考虑。如半刚性基层施工后养生期长,但造价低于沥青稳定基层,但养生期间的交通管制造成的损失及影响以及使用寿命上的考虑就不如沥青稳定基层。
2.大修施工特殊时段的组织管理
2.1雨季期:大修工程应比新建工程更注重雨季施工防护措施。特别是大量旧路面翻修挖除的工程.雨季和台风多发季节的施工防、排水措施更显得重要。
项目部加强对天气预报信息的收集.使各单位及时掌握天气动态;贯彻快速施工原则,工作面不能铺长,且应迅速完成,这需要各方面工序紧凑,流水作业;预备防雨物资如塑料薄膜、抽水机、排水管等;堆料场的防排水整理如场地硬化,排水沟渠等以保证拌和机的生产效率。
在降雨时对已开挖的工作面覆盖防水材料。并压住边角防止渗水,由路表漫流排水,尽量减少积水。
水泥稳定段落,在下雨时停止施工并加紧碾压,完成后采用塑料薄膜覆盖。
沥青混合料被雨淋湿后应坚决废弃,此时的沥青混合料温度降低已不适丁碾压。
2.2高温期:高温季节野外作业,路面热量反射导致公路气温更高。主要应注意防暑降温、改善工作条件。对于水稳料采取措施减少温缩裂缝。
沥青摊铺现场应安排现场人员的轮班作业、休息,确保施工人员的健康。
做好施工组织设计。避开高温时段,选择早晚气温较低时为主要施工时间。
在半刚性基层设计时采取增加粗集料.采用低温缩系数的方法降低温缩效应,养护成型后尽早铺设上层。防止暴晒。
2.3夜间施工
在较大交通量的高等级公路上进行大修工程,为了减少交通封闭和交通管制对公众造成的不便和财运营收入的影响,或为了工期要求.一般需要安排夜间施工。
夜间施工要取得路政交警等相关部门的同意,并办理相关手续,做好协调工作。
夜间施工的交通管制方案应提前在报纸等媒体及人口处通告。
夜间施工一定要配备足够的安全员24小时巡视路面.检查安全标志牌、反光锥等安全设施.及时扶正、补充、更换至正确位置。
在施工现场的足够的照明设施及备用装置及灯具。
施工作业区的两端设置明显的路栏、施工标志灯.半幅施工区与行车道口间设置红白相间的隔离栅。在施工作业区间有足够的反光锥。
进入路面施工区的人员一律着反光服.经过施工区路段的车辆严格控制车速。
工人夜间施工容易疲劳.夜间施工安全保证措施更重要,汽车司机和机械操作员必须换班作业,禁止过度疲劳驾驶和操作。对于现场施工人员项目部要有必要的后勤保障措施及工作激励措施,保征工作人员的积极性。
2.4节假日特殊时期:此时为交通高峰期,原则上应停止施工,个别的对交通基本影响不大的附属工程可以经协调后继续施工。论文大全。
在交通流量增幅不大的地段可以组织施工.但更应注重安全设施的布设,规范设置和管理交通导向标志和警示标志,并在各入口设置告示牌,现场配置安全员协助疏导交通。
施工单位在节前临时修补好还未进行的公路的重大缺陷,确保节日期间交通畅通与安全.也可防止开放交通时路面造成更严重的损害。对于铺筑完水稳的应及时铺设封层防止开放交通损害基层,对于排水的柔性基层也应封层防止车轮荷载产生的水损害。
3.结论
路面大修施工伴随着部分高速公路到达设计年限,或者出现早期病害而呈现增长,如何确保大修后路面的使用寿命,应不断地积累各种路面数据,因地制宜的从角度考虑设计方案,可以充分利用旧路资源,减少开挖,降低造价。论文大全。设计时也应考虑利于施工组织、交通管理和环境保护,减少对交通和社会的影响。
大修时的施工组织应该重视雨季防水措施,改善高温时期的施工作业条件,做全夜间施工的安全措施,不能全封闭交通条件下的交通运输组织与疏导。
参考文献
1.袁波.勾新平.《深汕高速公路西段路面大修工程设计方案》.《山西建筑》.2009年第35卷第12期
2. 陆鼎中,程家驹,《路基路面工程》,上海:同济大学出版社,2002.10
3. 中华人民共和国行业标准,《公路路基施工技术规范》(JTJF10-2006),北京:人民交通出版社,2006。
1 材料和方法
1.1 样本选择及处理
选择2010年8—9月就诊于山东大学口腔医院和山东省立医院正畸患者的因正畸原因而拔除的新鲜下颌第一前磨牙64颗为研究样本。患者年龄18~22岁。所选样本牙要求牙根形态相似且牙根较直,根尖发育完成且为单根管;10倍放大镜下观察无隐裂,无龋坏,无任何形式的牙体缺损,未行根管治疗。离体牙拔除后常温下保存在0.9%的生理盐水中。清除离体牙表面残留的牙周膜和牙石等污物。采用精确度为0.02 mm的游标卡尺(上海量具刃具厂)测量各离体牙的牙体和牙根长度,釉牙骨质界处的颊舌径和近远中径,距根尖4 mm处牙根的颊舌径和近远中径,每组数据测量3次,取平均值,所有数据测量均由同一操作者完成。对各组数值进行正态性检验、方差齐性检验及方差分析,结果显示64颗样本牙各项指标均无统计学差异,样本均质性好。
对所有离体牙进行根管治疗,拍摄X线片,确保充填效果符合要求。根管口用热牙胶封堵,根管治疗完成后离体牙保存于室温下生理盐水中。
1.2 样本分组
将64颗样本牙按楔状缺损方悬突牙体去除与否,楔状缺损龈壁下方牙本质肩领制备与否,金属铸造桩核或纤维桩核修复随机分为8组,每组样本数为8,各组样本数及分组内容见图1,牙本质肩领制备示意图见图2。各组样本牙的牙体和牙根长度,釉牙骨质界处的颊舌径和近远中径,距根尖4 mm处牙根的颊舌径和近远中径的差异均无统计学意义(P>
0.05),排除了组间差异对实验结果的影响。
1.3 重度楔状缺损模型的建立
分别在样本牙颊面釉牙骨质界中点正下方1 mm(图3中a点)、颊面釉牙骨质界中点正上方2 mm(图3中b点)、釉牙骨质界近中面中点正下方1 mm(图3中c点)、釉牙骨质界远中面中点正下方1 mm(图3中d点)4个位置做标记点,将4点连线(图3A、B),用慢机轮状砂片沿c、b、d和c、a、d连线片切离体牙,建立重度楔状缺损模型(图3C、D)。此时,楔状缺损最深处已达髓室。根据实验分组,楔状缺损模型建立后A组离体牙用FX-Ⅱ(日本松风公司)按粉液质量比2.6∶1.0的比例调拌40 s后充填于楔状缺损部位,B组牙体缺损部位用热牙胶充填,充填完成后继续保存于生理盐水中。
1.4 冠模具的制作
经测量,64颗样本牙釉牙骨质界以下牙根长度均值为14.66 mm,由于楔状缺损龈壁位于釉牙骨质界下缘1 mm,保留4 mm根尖封闭,此时桩长度可达9.66 mm;为遵循桩核冠修复冠根比协调的原则,且满足至少1.5 mm高的牙本质肩领才能产生明显的箍效应[1]的要求,本实验设计颊侧无牙本质肩领组铸造冠高为8 mm,牙[专业提供写作论文和论文写作服务,欢迎您的光临dylw.net]本质肩领高度为1.5 mm。
在楔状缺损模型建立之前,选取一颗牙颈部最大的样本牙为模型,分别以牙体距颊尖顶8 mm处和9.5 mm处垂直于牙长轴做标记线,用硅橡胶印模材(Heareus Kulzer公司,德国)制取牙冠阴模(图4),保证冠修复后各分组间牙冠高度一致。沿一侧邻面中心点与面中心点的连线用手术刀将硅橡胶阴模切开,以利于冠蜡型制作时脱模。将硅橡胶阴模留待备用。
1.5 牙体预备
1.5.1 按分组要求进行牙体制备 A组不去除楔状缺损方的悬突牙体,B组平行于牙长轴去除楔状缺损方的悬突牙体及牙胶暂封材料,其中,A1和B1组以釉牙骨质界下缘1 mm连线(颊侧为楔状缺损的下缘线)为冠修复体的边界,A2组和B2组以釉牙骨质界下缘2.5 mm(颊侧为楔状缺损下缘线以下1.5 mm)连线为冠修复体的边界,按全冠基牙预备的要求进行牙体预备,使预备完成后的牙体颊高、舌高、近远中高分别为:A1组为6.0、4.0、3.5 mm,A2组为7.5、5.5、5.0 mm,B1组为0、4、3.5 mm,B2组为1.5、5.5、5.0 mm。所有牙体预备均采用高速涡轮机(NSK公司,日本)在持续水冷状态下进行,肩台均设计成0.8 mm宽的直角肩台。
1.5.2 桩道预备 保留4 mm根尖封闭,依次用1、2号PESSO钻按工作长度对各样本进行桩道预备,再用3号钻预备桩道中上2/3,最后用2号钻按工作长度修整桩道侧壁。
1.6 桩核制作及黏固
铸造桩核的制作:用嵌体蜡制作A1-1、A2-1、B1-1、B2-1各组样本牙的桩核蜡型;保证B1-1、B2-
1组颊侧蜡型核高度6.0 mm,B1-1组颊侧保留0.8 mm肩台宽度。蜡型桩核制作完成后即刻包埋,失蜡法铸造钴铬合金桩。铸造桩核经调磨完全就位后黏固面喷砂10 s,干燥根管桩道,玻璃离子水门汀(日本松风公司)指压法使桩核就位,待黏固剂完全凝固后去除多余黏固剂。
纤维桩核的制作:选取末端直径为0.9 mm的锥形玻璃纤维桩(3M公司,美国),用配套专用钻对A1-2、A2-2、B1-2、B2-2组进行桩道预备,冲洗根管,棉捻擦净;35%磷酸酸蚀需与核树脂接触的牙面,Adper single 2预处理牙面,RelyX U100通用树脂型水门汀(3M公司,美国)黏固纤维桩,光照
10 s;然后用Z350通用复合树脂(3M公司,美国)分层堆核光照,保证B1-2、B2-2组颊侧树脂核高度6 mm,B1-2组颊侧要保留0.8 mm肩台宽度。本实验所有铸造桩和纤维桩均于24 h内完成黏固。
1.7 预备体的修整
铸造桩核和纤维桩核黏固24 h后修整预备体桩核外形,平行研磨仪控制核的聚合度为4°,抛光。
1.8 铸造冠的制作黏固
将熔融的铸造蜡倒入预先制作完成的冠的硅橡胶阴模中,离体牙桩核表面涂石蜡油,冠方朝下插入硅橡胶阴模中,使牙长轴与阴模长轴,离体牙肩台与阴模边缘一致。铸造蜡冷却后从离体牙上取下,包埋铸造钴铬金属全冠并黏固。
1.9 样本[专业提供写作论文和论文写作服务,欢迎您的光临dylw.net]的包埋
为减少实验误差,所有样本牙包埋前用浸蜡法在冠边缘以下2 mm至根尖范围内模拟一层0.3 mm厚度均匀的 牙周膜。自凝塑料制作包埋试件及测试底座,使底座长轴与水平面成60°角,包埋样本牙试件放置于底座时要求牙长轴与底座长轴平行。
1.10 抗折性能测试
用电子万能试验机(深圳市新三思计量技术公司)以1 mm·min-1的加载速度对桩核冠修复后的样本牙进行抗折性能测试。加载点位于牙冠颊尖顶偏颊侧约0.5 mm的位置,记录牙根发生折裂时的抗折载荷,10倍放大镜下观察样本的折裂模式。根据冠根比例和桩核冠修复的要求,将颊侧楔状缺损下方无牙本质肩领组牙根折裂至冠边缘下1.5 mm以内,伴或不伴有桩脱位、桩折断者定为可修复性折裂,其他折裂方式定为不可修复性折裂。颊侧楔状缺损下方有牙本质肩领组桩脱位或折断且牙根无折裂者定为可修复性折裂,其他方式定为不可修复性折裂。
1.11 数据分析
用SPSS 13.0统计学软件对各样本抗折载荷及折裂模式进行统计学分析,检验水准为双侧α=0.05。
2 结果
8组样本牙的抗折载荷和折裂模式见表1。对抗折载荷的原始数据进行正态性检验,各组P值均大于0.05,方差齐性检验F=1.538(P=0.173),抗折载荷服从正态分布且方差齐。
采用方差分析对各组抗折载荷进行统计学分析,结果显示:8组间抗折载荷的差异有统计学意义(F=3.863,P=0.002),进一步用LSD法进行两两比较,A1-1组>B1-1组,A1-2组>B1-2组,B2-1组>B1-1组,B2-1组>B2-2组,上述差异均有统计学意义(P<0.05)。用Fisher确切概率法对不同折裂模式的比例进行统计学分析,8组间折裂模式的差异有统计学意义(P=0.03)。由表1可见,A1-2和B1-2组可修复性折裂比例相同,均为37.5%,其余各组可修复性折裂比例均为0。需要指出的是,铸造桩核修复组牙根折裂线位置与纤维桩核组相比更接近根中下2/3部位。
3 讨论
重度楔状缺损患牙本身牙颈部牙体组织的完整性遭到严重破坏,根管治疗后根管壁牙本质会进一步丧失,这使得牙体的抗折强度降低,应尽早行桩核冠修复。楔状缺损按形态可分为月型、碟型、三角型、不规则型,按深度可分为浅型、中型、深型。本研究所建立的楔状缺损模型从形态上归为三角型,从深度上归为深型。
3.1 铸造桩核系统和纤维桩核系统对重度楔状缺损
牙体抗折特性的影响
桩核的弹性模量与牙本质弹性模量的匹配度决定了桩核修复后牙体内的应力分布及折裂模式[2]。当由弹性模量不同的材料[专业提供写作论文和论文写作服务,欢迎您的光临dylw.net]组成的系统受力时,应力由高弹性模量材料向低弹性模量材料传递,最终低弹性模量材料破坏,应力得以释放[3-4]。本实验中使用了高弹性模量的铸造钴铬合金桩和低弹性模量的玻璃纤维桩两种桩核系统。研究[5-7]发现,相同条件下金属桩抗折裂载荷明显高于纤维桩,但折裂的方式表明纤维桩更有利于保护剩余的牙体组织。
由本实验结果可知,除了去除颊侧悬突牙体并设计颊侧牙本质肩领时,铸造桩核组牙体抗折载荷大于纤维桩核组(即B2-1组大于B2-2组)外,相同条件下,桩核系统的不同对修复后牙体抗折载荷并无明显影响;这可能是由于颊侧牙本质肩领及楔状缺损方悬突牙体保留与否的综合作用结果。折裂模式方面,无论是否去除悬突牙体,当颊侧不制备牙本质肩领时,纤维桩核组可修复性折裂比例大于铸造桩核组;而颊侧制备牙本质肩领时,桩核系统的不同对折裂模式无明显影响。这是因为制备牙本质肩领组桩核冠修复后牙体已达冠根比临界值要求,任何形式的冠边缘以下牙根折裂都是不可修复性折裂;但是,与纤维桩核组相比,本实验铸造桩核修复组牙根折裂线的位置更靠近根中下2/3部位。
3.2 牙本质肩领对重度楔状缺损牙体抗折特性的影响
研究[8-9]表明,剩余牙体组织足够时,牙本质肩领能产生明显的箍效应,使作用在牙体上的应力得以部分抵消,增强牙体的抗力性;但若剩余牙体组织较少,勉强预备出牙本质肩领不一定能增强牙体抗力。Gegauff [10]认为,残根采用铸造桩核修复时,用冠延长术制备牙本质肩领组牙根抗折载荷小于无牙本质肩领直接修复组。本实验中,去除颊侧悬突牙体并用铸造桩核修复时,颊侧有牙本质肩领组抗折载荷大于无肩领组;而纤维桩核修复时,牙本质肩领对抗折载荷无明显影响。笔者分析出现这种现象的原因在于,有牙本质肩领组经铸造桩修复后,由于存在箍效应,因此应力分布更均匀,牙颈部应力集中向根中下部转移,牙颈部与无肩领组相比可承受更大的力,这种作用因素的影响力大于制备牙本质肩领使牙体抗折力减小的因素;而纤维桩修复组因受力时牙根内的应力分布情况无明显改变而无此作用。当保留颊侧悬突牙体时,无论选择哪种桩核系统,无肩领组抗折载荷与有肩领组的差异无统计学意义,这可能与样本量略小有关。
对折裂模式进行分析,可见颊侧有牙本质肩领组均为不可修复性折裂,而无牙本质肩领组可修复性折裂比例明显更高,这与有牙本质肩领组牙冠较长致使牙根折裂后再修复冠根比失调有关。
3.3 颊侧楔状缺损方悬突牙体去除与否对重度楔状
缺损牙体抗折特性的影响
三维有限元分析认为,随着牙体剩余量的增加,牙根内应力水平降低[11]。本实验中,在颊侧无牙本质肩领的情况下,无论用哪种桩核修复,不去除颊侧悬突牙体组的抗折载荷均大于去除悬突组。笔者分析可能与以下因素有关:桩核冠修复牙体后桩—牙本质界面和牙颈部为应力主要集中区,楔状缺损悬突牙体不去除时,桩颊侧可保留一大部分牙体组织,柱状桩除在楔状缺损尖部很小面积不与自身牙体接触外,其他部分均由自身牙体包绕,桩—牙本质接触面积大;去除悬突牙体组桩颊侧无自身牙体包绕,桩—牙本质接触面积相对[专业提供写作论文和论文写作服务,欢迎您的光临dylw.net]较小,牙体受力时桩—牙本质界面应力集中程度较保留悬突牙体组大,使牙体更易发生折裂。在颊侧有牙本质肩领的情况下,无论采用哪种桩核修复,悬突牙体保留与否对抗折载荷的影响无统计学意义。在临床上,建议重度楔状缺损牙体进行桩核冠修复时应尽量保存颊侧悬突牙体组织。
分析样本牙的折裂模式可以看出,颊侧悬突牙体保留与否不影响牙体折裂方式。单从牙体抗折载荷方面考虑,重度楔状缺损患牙修复时,保留颊侧楔状缺损悬突牙体对承 受抗折载荷有利,但此时牙本质肩领的设计与否,选择铸造桩修复还是纤维桩修复对牙体抗折载荷没有明显影响。从折裂模式方面考虑,有牙本质肩领组折裂模式均为不可修复性折裂,对抗折不利,故重度楔状缺损患牙修复时不建议颊侧设计牙本质肩领。铸造桩折裂方式不利于折裂后牙体的再修复,而纤维桩可修复性比例高,且断桩在牙根内容易取出。由此可见,临床上重度楔状缺损患牙桩核冠修复时应综合分析,根据需要选择合适的牙体预备方法。
[参考文献]
[1] Libman WJ, Nicholls JI. Load fatigue of teeth restored with cast posts and cores and complete crowns[J]. Int J Prostho-dont, 1995, 8(2):155-161.
[2] Fokkinga WA, Kreulen CM, Vallittu PK, et al. A structured analysis of in vitro failure loads and failure modes of fiber, metal, and ceramic post-and-core systems[J]. Int J Prostho-dont, 2004, 17(4):476-482.
[3] Assif D, Bitenski A, Pilo R, et al. Effect of post design on resistance to fracture of endodontically treated teeth with complete crowns[J]. J Prosthet Dent, 1993, 69(1):36-40.
[4] Fernandes AS, Dessai GS. Factors affecting the fracture resistance of post-core reconstructed teeth: a review[J]. Int J Prosthodont, 2001, 14(4):355-363.
[5] 陈湘涛, 李晓娜, 关振群, 等. 桩核材料对牙本质应力分布的影响[J]. 中华口腔医学杂志, 2004, 39(4):302-305.
[6] Newman MP, Yaman P, Dennison J, et al. Fracture resistance of endodontically treated teeth restored with composite posts
关键词 期刊;文献计量学;相关分析;聚类分析
中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2015)138-0139-03
为了研究国内骨科类核心期刊的各项计量指标的关联性,利用《中国科技期刊引证报告》对骨科类核心期刊的总被引频次、影响因子、他引率、学科影响指标、基金论文比、地区分布数、机构分布数等利用统计学分析上述7项指标间的关系。
1 资料与方法
1.1 资料来源
本研究以中国科学技术信息研究所编辑出版的2002~2011年版《中国科技期刊引证报告》[1-10]中选取骨科类与以刊登骨科学为主要内容的期刊(共13种)作为研究对象,基本概况见表1。
1.2 方 法
以《中国科技期刊引证报告》中的期刊引用计量指标总被引频次、影响因子、他引率、学科影响指标及来源期刊计量指标基金论文比、地区分布数、机构分布数作为统计指标,对各期刊的2001~2010年的指标,做以下几个方面对研究:1)为了论证影响因子越高的骨科期刊,其他引率和基金论文比是否也越高,对每一种期刊的影响因子与其他引率和基金论文比做相关统计分析。2)为了说明骨科类核心期刊7项研究指标整体间的关系,对于骨科类核心期刊各指标整体间的关系做相关分析。3)骨科类核心期刊7项指标的聚类结果。
表1 13种骨科类核心期刊情况一览表(以创刊年限排序)
1.3统计学处理
文中数据采用SPSS13.0进行处理与分析,对每种期刊的影响因子与他引率和基金论文比和7项研究指标整体间的关系均采用Spearman相关分析(非参数方法),P
2 结 果
2.1 各期刊影响因子与他引率和基金论文比的相关分析结果
分别对13种骨科类核心期刊的影响因子与他引率间进行相关分析结果(表2)看出,只有《中国修复重建外科杂志》和《中国骨伤》的影响因子与他引率有显著相关(P0.05)。在对13种骨科类核心期刊的影响因子与基金论文比进行相关分析结果(表2)看出,只有《中华骨科杂志》的影响因子与基金论文比有显著相关(P=0.014),而其他12种期刊的影响因子与他引率则无显著相关(P>0.05)。
2.2 骨科类核心期刊7项指标的相关分析结果
通过对7项指标的相关分析结果(表3)看出,7项指标间总被引频次与影响因子、他引率、学科影响指标、基金论文比、地区分布数有显著相关,影响因子与他引率、学科影响指标、基金论文比有显著相关,他引率与学科影响指标、基金论文比有显著相关,学科影响指标与基金论文比有显著相关,地区分布数与机构分布数有显著相关。
2.3 骨科类核心期刊7项指标的聚类结果
通过对7项指标的聚类结果(图1)看出,总被引频次、影响因子、他引率、学科影响指标和基金论文比聚为一类,地区分布数和机构分布数聚为一类。进一步细分,总被引频次、影响因子和他引率聚为一类,学科影响指标和基金论文比聚为一类。
注:X1:总被引频次,X2:影响因子,X3:他引率,
X4:学科影响指标,X5:基金论文比,
X6:地区分布数,X7:机构分布数
图1 7项指标的聚类结果
3 讨论
3.1 影响因子与他引率和基金论文比的相关分析
通过分别对13种骨科类核心期刊的影响因子与他引率和基金论文比做相关分析,发现只有《中国修复重建外科杂志》(r=-0.793,P=0.033)、《中国骨伤》(r=0.884,P=0.008)2种期刊的影响因子与他引率有显著相关,而其他11种期刊的影响因子与他引率则无显著相关(P>0.05);《中华骨科杂志》的影响因子与基金论文比有显著相关(r=0.855,P=0.014),而其他12种期刊的影响因子与他引率则无显著相关(P>0.05)。这与于挨福和马虎兆[11]得出的科学研究类期刊的基金论文比是影响因子最重要的影响要素的结论相反。
在做分析时出现了有些期刊的影响因子与他引率和基金论文比的相关系数是负值,但都无显著相关,说明可能会存在某些期刊的影响因子越高,他引率和基金论文比越低的情况,或者期刊的影响因子越低,他引率和基金论文比越高的情况。出现这种情况可能是由于人为因素在提高影响因子;或者可能是不同学科、不同期刊由于研究范围、研究方法的不同,基础研究与临床研究的不同,势必导致期刊间不同学科的影响因子及即年指标等期刊被引用计量指标存在差异[12]。我们认为可能是由于不同期刊有其各自的特性和规律,不能完全仅用一个学科期刊的研究结果定论该学科所有期刊的情况。综合以上我们认为对于骨科学期刊来说,不能认为影响因子越高,其基金论文比和他引率也越高,我们要理性的对待影响因子,尽量避免仅用影响因子一个指标去衡量一个期刊的方方面面。
3.2 7项指标间的相关分析
为了说明骨科类核心期刊的各项指标整体之间的关系,通过统计分析发现总被引频次、影响因子、他引率、学科影响指标、基金论文比这5项指标间呈显著相关,地区分布数与机构分布数呈显著相关。通过分析可以发现,所有的这些评价指标均是期刊之间的相互引用才产生的。而一种期刊其影响力最根本的是其总被引频次,所以总被引频次就是这些指标的基础,如果一种期刊的文献没有被其他任何期刊所引用,则其他的影响因子等指标则无从谈起;影响因子是近两年的被引情况的反映,涉及的是引用半衰期的情况,即引用的有效程度;而他引率、学科影响指标、基金论文比等同理,反映的是评价更深层次的探讨;地区分布数与机构分布数所反映的是引用被评价期刊的各种期刊的地域分布及作者的机构分布,经过这些统计,使编者更加了解和掌握期刊的优势与不足,从而采取最有效的措施推动期刊的不断发展。
通过对7项指标的聚类结果说明总被引频次、影响因子、他引率、学科影响指标和基金论文比聚为一类,地区分布数和机构分布数聚为一类。这是因为前5项指标属于与期刊质量关系最为密切的客观指标,很多核心数据库在收录期刊时也是将他们权重后对期刊的质量进行评价。而地区分布数和机构分布数则是文章内部特征的一个反映,与其他期刊对其引用没有关系,地区分布数和机构分布数不能客观说明期刊的质量好坏,例如《中华骨科杂志》虽然是骨科界的顶级质量期刊,但它的地区分布数和机构分布数并不是最多的。
进一步细分,总被引频次、影响因子和他引率聚为一类,学科影响指标和基金论文比聚为一类。与上一段论述的关系相似,总被引频次、影响因子和他引率纯粹受其他期刊的引用所影响,而学科影响指标和基金论文比除了受被引用情况影响外,还部分受其内在因素的影响,如期刊的办刊宗旨、定位、侧重点等等。例如《中华创伤骨科杂志》,其定位是国内一流的精品期刊,所以其吸收的相关基金资助的论文也较多;其定位是以临床研究为主的期刊,所以对于基金资助的基础研究方面的论文刊登则有所影响。所以内在因素的相互制约、相互促进也是影响期刊质量的重要因素。
参考文献
[1]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2002版.北京:科学技术文献出版社,2002.
[2]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2003版.北京:科学技术文献出版社,2003.
[3]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2004版.北京:科学技术文献出版社,2004.
[4]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2005版.北京:科学技术文献出版社,2005.
[5]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2006版.北京:科学技术文献出版社,2006.
[6]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2007版.北京:科学技术文献出版社,2007.
[7]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2008版.北京:科学技术文献出版社,2008.
[8]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2009版.北京:科学技术文献出版社,2009.
[9]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2010版.北京:科学技术文献出版社,2010.
[10]中国科学技术信息研究所.中国科技期刊引证报告.2011版.北京:科学技术文献出版社,2011.
关键词:气缸盖,修复工艺,气门座锥面,气门导管孔,密封性
前言
气缸盖是内燃机零件中结构较为复杂的箱体零件,也是关键件,气门座圈和气门导管孔的修复工艺是整个气缸盖修理的关键技术,其修复加工精度对发动机的性能有着重要影响。
内燃机气缸盖修理,从节约原材料、节能环保、延长发动机使用寿命等方面来看有着非常显著的技术经济性。在一般的维修企业,气缸盖气门座锥面与气门导管孔的修复已形成专项修理工种或集中维修部。维修作业中采用的机具虽然不同,但修复加工中所采用的工艺技术仍有许多共同之处,不同于单一品种、大批量生产企业,而面对的是多品种、小批量、大量的单件维修,要稳定的保持较高的加工精度和提高生产效率,除需要优化加工工艺外,对定位方式、加工方式、切削刀具及刀具材料、切削参数等均有较高的要求。在发动机技术高速前进的今天,要求的气门座圈耐磨性更高、密封性更好。越来越多的高耐磨性、硬度在HRC50以上高硬度的新型气门座圈材料被应用在发动机上,传统的手动工具及简易镗床低速锪铰修复加工已经不能满足修理工艺要求。因此对气门座圈锥面与导管孔维修加工的新技术进行深入的研究具有重大的意义,是非常必要的。论文格式。
1 切削工艺条件
加工对象:气缸盖气门座锥面与气门导管孔
气门座圈材料:普通耐磨材料硬度为HRC50~55;采用含铜、钼的高铬合金铸铁材料,硬度为HRC50~55
气门导管材料:HT250,硬度为HB190~220
工艺要求:气门座锥面对气门导管孔轴线的圆跳动误差不大于0.04mm;工作锥面的角度误差不大于15′,气门座工作锥面表面粗糙度要求不大于Ra 1.6μm。
技术要求:加工后的气门座圈锥面必须为连续光亮的密封带。
加工性质:精加工;加工设备:T8560A气门座镗床;
2 修理工艺研究
修理加工中经常出现以下问题:
1) 由于气门座圈锥面与气门导管分开两道工序加工,多次定位,且手动锪铰刀导向与已加工的气门导管孔存在配合公差,手动受力不平衡易引起气门座圈锥面与气门导管孔的圆跳动超差,很难达到工艺要求;
2) 用手动锪铰刀低速锪削气门座锥面缺点是在锥面上会复映锪刀切削刃缺陷,表面粗糙度差。为达到工艺要求,需要增加研磨工序研磨锥面密封带表面;
3) 气门座圈锥面维修一般包括上、下口锥面及密封工作锥面,修理中分三次加工,加工过程不连续,主要依靠操作工手感及经验,工序多,成本大,加工效率低。针对高耐磨性、高硬度的新型气门座圈材料手动工具及简易镗床根本无法修复。
2.1 气门座圈与导管孔的拆装更换
在大修时,应根据气门座的磨损情况,接触带宽度超过使用极限,接触带是否有烧蚀麻点、以及气门的下陷程度来决定是否需要修复或更换气门座圈。
推荐采用如下两种较适用的拆卸方法:
1)点焊收缩法:用一只废气门,将其顶部直径加工到比气门座圈内径小1~2mm的程度。气门杆置入气门导管后,用电弧焊把气门座圈焊接在一起(注意不要在汽缸盖上起弧)。由于焊接后产生的冷缩力使气门座圈缩小,只要用锤轻轻敲击气门杆,气门座圈便连同气门一起取出。或在气门座圈的内表面,沿三分之二的周长点焊一圈,再取一段与气门座圈内径等长的矩形铁条,也焊接在气门座圈的内表面上,自然冷却后,收缩力使气门座圈外径缩小,再用锤轻轻敲击冲子,冲击矩形铁条,气门座圈便可轻松取出。
2)专用刀具切除法:采用带定位心轴的专用镗刀或双刃锪刀,在专用机床T8560A上,用小于气门座圈外径0.5~1mm的专用刀具,高速切削大部分气门座圈材料后,再用錾的方法轻松拆除。
更换安装新气门座圈时,要注意气门座圈外径与座圈底孔应有0.07~0.12mm过盈量等技术细节,彻底清理座圈底孔,一般采用带导向杆的专用打具,安装气门座圈。有条件的维修企业常采用加热缸盖至80~100℃,液氮冷冻气门座圈的温差法安装。总之,应确保气门座圈安装质量,防止脱出故障的发生,对此,须注意以下几点:
(1)如气门座圈松动,可另配座圈,达到规定的紧度要求。
(2)若座孔有锥度(上大下小),可重新镗削,镶配加大尺寸的座圈;如座孔呈反锥度(上小下大),可按大端尺寸选配座圈并修正座孔。
(3)选用座圈材料时,应与机体材质相一致,以保证具有相同的膨胀率数。
3)在大修时,气门导管内径磨损至使用极限时,或导管存有损坏时则应更换气门导管,确保气门杆与气门导管有合理的配合间隙。
传统维修中气门导管常采用冲的方法拆装,这样容易损伤汽缸盖及导管孔,推荐采用如下拆装方法:
(1)用刷子清洁气门导管,除去积炭和机油沉积物。
(2)用冲子冲出气门导管,然后检查气门导管座孔。若座孔超标,则按外径加大级的导管进行铰孔并采用此级别的导管。
(3)清洁铰削后的座孔,然后把缸盖放在约80~90℃的水中加热,取出后把新的导管压装进座孔中。压装时采用导向心轴引导,可有效防止压歪及导管孔偏缩,明显改善压装质量。
2.2导管孔的铰修
由于气门导管孔材料一般为HT250,硬度较低,手动铰修一般使用高速钢加长刃铰刀;机动高速切削常使用硬质合金加长刃铰刀,即可满足加工精度要求。传统维修中气门导管孔常采用手动铰刀或手持电动工具使用加长刃铰刀铰修,效率较低,也可采用T8560A气门座镗床安装加长刃铰刀铰修,工作效率较高,适用于小批单件维修。
2.3精修气门座圈锥面
1)定位方式及基准选择
工件的定位方式对其加工精度和加工效率影响很大。使用T8560A气门座镗床,将工件装卡在专用夹具上,以顶面定位,校正缸盖中部一个导管孔轴线与机床水平台面垂直,夹紧工件,以气门导管孔为基准,使用小间隙(选配间隙0.01~0.02mm)定位心轴,采用气浮技术快速找正定心,使气门导管孔轴线与机床主轴轴线相重合(综合误差小于0.025mm),加工精度高。这种定位方式气浮镗头定心一次可加工一个气门座圈。由于气门座镗床采用全气浮定心技术,单孔定心用时不超过10s,工件一次装卡便可完成一个气缸盖全部气门座圈的精加工,效率较高,适用于小批单件维修。克服了采用一面(底面)两销(工艺销孔)定位,存在气门座圈及导管孔到工艺销孔的位置精度误差,使加工余量不均匀,导管孔铰刀容易铰偏,直线度及垂直度差,影响气门座锥面对气门导管的跳动的缺点,最大程度减少定位误差,使加工余量均匀,保证产品精度要求。
2)刀具材料的选择
一般气门座圈硬度为HRC35~40,使用硬质合金刀片加工,即可满足加工要求。T8560A气门座镗床配备专用三角度复合成型刀片,使用专用磨刀机,通过刃磨刀具前面,在不改变刀具主切削角度的条件下,延长刀具使用寿命,工作精度可靠,维修效率高。但当气门座圈硬度达HRC50~55,如果仍使用硬质合金刀片加工容易出现以下问题:①刀片容易磨损,成本较高;②气门座圈工作锥面表面粗糙度差,易产生轻微振动波纹,锥面密封性差;③刀片承受的切削线速度、进给率低,影响生产效率。为提高加工精度、实现高速切削以提高生产效率,综合对比各种刀具材料的优点,对表面质量要求较低的上、下口锥面采用两角度复合硬质合金刀片加工,对表面质量要求较高的工作锥面采用性能优越的立方氮化硼(CBN)单角度刀具进行微量精加工即可取得良好的加工效果,刀具寿命为硬质合金刀片的30倍,可实现高速切削,大大降低了生产成本,具有较高的经济性。
3)加工过程质量控制
T8560A气门座镗床在设计研发过程中,通过优化主轴系统结构,提高主轴支承刚性及回转精度,增强抗振性能。通过优化变频器的参数设定值,中间传动链的传动比,确保提供足够大的切削扭矩,确保镗头电机能在最大出力点附近进行粗加工,在低速或高速段进行精加工,从而达到稳定切削、安全节能的目的。在使用时应注意以下几点:
(1)保持工作环境清洁度,气源压力稳定及环境温度,调整气路各节点压力,使气浮定心镗头对单孔重复定位精度保持在0.02mm以内,确保加工过程的准确定位。
(2)由于T8560A气门座镗床是以铰修后的气门导管孔为定位基准,因此,在加工气门座圈锥面前,应认真清理气门导管孔,根据气门导管孔直径合理选配定位心轴,确保配合间隙0.01~0.02mm,
(3)根据气门座圈材料、硬度、直径的不同,合理选用刀具材料及切削速度,防止粘刀、切削振动的发生。确保气门座圈锥面的表面粗糙度。
(4)粗、精加工过程转换时应先向上移动镗刀,使刀具离开加工面2~3mm,然后精细进刀精加工0.03~0.05mm深。这样可有效降低粗加工过程中因刀具径向受力不匀造成的工作锥面偏斜,确保气门座圈工作锥面对气门导管孔轴线的圆跳动误差。论文格式。经多次工艺试验证明,较佳的切削参数为:切削硬度为HRC50~55的高硬度气门座圈锥面时,切削速度Vc=150m/min,进给率F=0.05mm/n。
2.4用气门对研座圈锥面
采用T8560A气门座镗床维修加工的气门座圈工作锥面,对硬度较低的气门座圈,由于采用高速精加工,加工精度高,经验证一般不需研磨即可满足气门与座圈的密封性,对高硬度(HRC40~55)的气门座圈,由于加工工况恶劣,表面粗糙度误差不易达到较高要求,加之气门自身的制造质量等因素,需要轻微的精研磨,气门工作锥面研痕深度一般不大于0.02mm,便可靠保证气门与座圈的密封性。
2.5气密性检查
T8560A气门座镗床推荐采用真空度比较检测法,使用电动真空泵或气动真空发生器可实现环保、高效,经长期验证检测可靠。
3 结论
针对气门座圈锥面和气门导管孔修理技术的研究,可以提出改善及提高其加工精度、效率的途径,如下:
1)主轴部件的轴向和径向跳动应分别低于0.005mm和0.008mm。
2)专用复合刀具要求定位可靠、工作角度精确、耐用度高。
3)定位心轴要求刚性足够,制造精度高、径向跳动小、同轴度高,还需要完备的尺寸序列满足选配。
4)对高硬度气门座圈材料采用CBN刀具可提高加工精度及维修效率。
5)高的加工精度可减少研磨的几率或研磨量,提高维修效率。论文格式。
6)真空检测气密性体现了环保、高效,检测可靠。
参考文献:
[1] 庞应周主起草,中华人民共和国交通行业标准JT/T637-2005《气门座镗床》[Z]
[2] GB3801-83《汽车发动机气缸体气缸盖修理技术条件》[Z]
[3] 于秀文、傅文范,《中外汽车维修数据手册》[M] ,机械工业出版社,1998年
[4] 张月相、张日升,《汽车发动机修理标准手册》[M] ,黑龙江科学技术出版社,1982年
在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。
2生态水利工程
从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
3生态水利工程的规划设计原则
3.1工程安全性和经济性原则
生态水利工程是一项综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。
对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。
3.2提高河流形态的空间异质性原则
一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。
在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。
3.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。
将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。
传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生态工程方案。
自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。
3.4景观尺度及整体性原则
河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。
景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者,河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。
3.5反馈调整式设计原则
生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。
生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能出现多种可能性。
意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。
在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。
论文关键词:生态水利工程设计原则
论文摘要:阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则:工程安全性与经济性原则;提高河流形态的空间异质性原则;生态系统自设计与自我恢复原则;景观尺度与整体修复原则;反馈和调整设计原则。
参考文献:
[1]董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫[J].水利水电技术,2003,(7):1~5.
[2]董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报,2003,(1):1~6.
[3]董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性[J].水利学报,2003,(11):1~7.
[4]MitschW.J.,JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration[M].PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.,Hoboken,NewJersey,2004:134~137.
[5]董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示[J].中国水利,2003,(11A):45~47.
[6]O’NeillR.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,etal.AHierarchicalCon-ceptofEcosystems[M].PrincetonUniversityPress,Princeton,NJ.1986:153.
[7]GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater-shed[J].Bioscience,1990,40:588~600.
他,就是合肥工业大学生物与食品工程学院生物科学系主任曹树青教授。
寻根溯源,生物治理土壤重金属污染
众所周知,土壤重金属污染是全球面临的重要环境问题之一。土壤污染的重金属可通过农作物吸收而进入食物链严重影响食品安全并危及人类健康。而作为农业大国的中国,更是有近20%的耕地存在镉、砷、汞、铅、镍、铜等重金属超标现象,严重影响食品安全并危及民众健康。据了解,造成土壤重金属污染的原因复杂,包括工业排放、化肥农药使用及地矿开采等,通过物理和化学手段治理非常困难,也容易造成二次污染。
曹树青认为,植物修复基因工程是解决土壤重金属污染的重要途径之一。然而,寻找和发掘耐受重金属毒害且调控重金属超量积累(或降低重金属吸收)的关键基因并阐明其作用机理,则是植物修复基因工程获得成功并从源头上控制农产品食品安全的关键。
为此,曹树青带领科研团队展开了植物响应重金属信号传导的长期研究,并得到了转基因重大专项、国家自然科学基金等项目资助,希望能够通过正向或反向遗传学途径,筛选和克隆涉及植物重金属超量积累(或降低重金属吸收)的关键基因,并阐明其作用机理。这不仅有助于揭示植物耐受重金属毒害的分子机理,而且可为利用植物修复技术治理土壤中重金属污染提供新的基因资源,并为从源头上控制农产品食品安全提供新的技术途径。
于是,科研团队利用正向遗传学途径筛选和鉴定了一个拟南芥耐镉突变体xcd1-D,并克隆了其相应的基因MAN3,该基因编码一个1,4-糖苷水解酶。过量表达MAN3基因导致镉的耐受和积累,而MAN3基因功能缺失则该突变体表现出对镉敏感。镉胁迫诱导MAN3基因表达、增加甘露聚糖水解酶活性及甘露糖水平,从而激活谷胱甘肽依赖的植物螯合素合成途径上的相关基因协调表达,进而增加植物对镉积累和耐受。
如今,研究已经初见成效,发现了MAN3及其介导的甘露糖的新功能,首次揭示了植物响应重金属镉胁迫的分子调控机制,为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。“利用此机制,我们可以通过基因技术定向增加植物对镉的积累和耐受,使其在受到重金属镉污染的土壤中仍可以茂盛生长,并将镉吸收后储存至液泡中。”曹树青介绍,“之后我们再对吸收了镉的植物进行处理,即可有效降低土壤中的重金属含量。”
2014年10月,该原创性成果在线发表在国际植物学知名学术期刊New Phytologist,引发广泛关注。不仅获得第十三届全国农业生物化学与分子生物学学术研讨会优秀论文奖,国内的一系列主流媒体也都进行了报道和转载。
但这些荣誉并未羁绊住曹教授前进的步伐,目前,他正带领科研团队进一步研究针对砷、铅等其他重金属的植物修复机制,并致力于产业化探索,致力让更多的国人吃上放心粮食。
解决粮食安全,实际意义深远
民以食为天,华夏儿女自古以来就对粮食有着独特的情感,而到了现代,粮食也始终是关系到国计民生和国家安危的重要问题,粮食安全是国家安全的物资基础。如何增强作物品种的抗逆性是目前我国农业生产上亟待解决的关键问题之一。
为此,曹树青教授认为利用转基因育种提高作物的耐寒和抗旱能力对粮食安全问题无疑具有重要的理论与经济意义。于是,他带领课题组开展了“植物抗逆分子生物学”研究,即利用转基因育种等技术增强作物品种的抗逆性,提升植物对抗不良环境的能力,如抗旱、抗涝、抗冻、抗病虫害等。这项工作的关键在于对植物抗逆分子机理的认识及关键基因的发掘。他们以模式植物拟南芥为材料,通过正向和反向遗传学途径,利用现代分子生物学技术和基因工程手段,筛选和克隆抗逆关键基因,阐明其功能,并用于作物抗逆分子遗传改良。
目前,该研究已经可获得具有自主知识产权的新基因。曹树青教授说:“这些研究不仅对于揭示植物抗逆分子机理具有重要的理论意义,而且可为作物抗逆遗传改良提供新的基因资源。”
【关键词】桥面病害 空心板桥病害处理处理措施
中图分类号:S773.4 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
空心板结构因自身较轻,稳定性好,施工方便等突出特点,同时其制作成本较小,吊运安全,由于诸多优点,经常出现在小跨径桥梁施工中。但是由于空心板为中空结构,在施工中,如果质量控制不好,会出现各种各样的问题,随之带来的是对桥面的影响。近几年来,随着交通流量的增多,重型车也越来越多,车辆技术日新月异,车速也越来越快,在空心板桥施工后,很多桥梁在建成不久,就出现裂缝、坑槽、桥面沉陷等严重问题。由于空心板桥上层为铺设铺装层,其对车辆承重起分布负荷作用,在其底部的空心板,直接承受全部上层构件。桥面病害的出现,不仅仅对桥梁建筑安全造成隐患,同时也影响了整体交通。本文对空心板桥桥面病害进行浅述,供施工单位参考。
二.空心板桥桥面病害原因及处理措施。
1.空心板桥常见病害。
(1)桥面坑槽、网裂、露骨、露筋、磨光,桥面现浇层破损,内部钢筋外露,破损程度较深。
(2)桥面掺水、部分泄水孔堵塞,排水不畅。在铰接缝处,混凝土松散、脱落,桥面雨水沿此流下,造成空心板边钢筋腐蚀,铰接缝处混凝土填料脱落,交接缝破损、塌陷。
(3)伸缩缝的凸起和凹陷,部分护栏混凝土压碎。
(4)薄壁桥台前墙有纵向的裂缝,桥墩和桥身,桩基破损,钢筋外露。
(5)桥面连续处有横桥向裂缝,桥面局部鼓包,桥身混凝土开裂。
(6)桥面出现坑槽、沉陷、桥面出现纵向裂缝、车辙。
2.空心板病害分析与处理措施。
在空心板桥桥面的病害原因中,其大多数原因是由于空心板质量引起的。在空心板桥桥面有病害的桥梁中,很多空心板出现渗水现象。对于这种情况,要在桥面增设防水层,要将空心板铰缝凿除,重新浇筑铰缝,在上层铺设混凝土时,要增加抗渗性和抗冻性。对于混凝土破坏的部位,要将松散的混凝土剔除,直至坚实的混凝土基层。在修复时,要用清水冲洗损坏部分的混凝土遗留物,在等水分稍微蒸发后,用树脂型修补砂浆对已经剔除损坏的混凝土进行修补,修复时,要保证修复部位表面平整。
对于暴露在外的钢筋,要对生锈的钢筋打磨除锈操作,将生锈层打磨后,在表面涂刷阻锈剂进行保护。涂刷阻锈剂时,厚度要能包裹钢筋。
在需要重新浇筑的部位,要避免有油污、涂料等污染物,有必要时,可用空压机带风管进行吹风除尘,同时在施工时要将基材清理干净。在后期的混凝土浇筑中,要适量加入防水剂,避免上层水份再次渗入空心板内。
3.铺装层病害分析与处理措施。
在空心板桥桥面中,铺装层承载着车轮的重力,同时保护钢筋混凝土桥面避免车辆的直接磨损,在桥梁的运营中,有着极为重要的作用。铺装层的质量和结构,不仅仅影响行车舒适度和行车安全,更对桥梁的功能发挥至关重要的作用。
铺装层中,容易出现沥青的横向和纵向开裂的情况,同时在表层出现沥青层推移严重问题,在重载路段,桥面出现坑槽现象,在雨季和车流量大时,出现沥青面层网裂,等等问题的出现,导致防水层失效,增大了汽车与桥梁的撞击和摩擦,加速了桥面水泥铺装和主体结构的破坏。
桥面出现沥青横向和纵向开裂一般都是在铰接缝处和板梁结构、装配式干接头的T梁桥中。由于在简支梁桥结构的桥面,一般是采取连续形式铺装桥面,以便增加行车的舒适度,但由于铰接缝处荷载产生负弯矩,使得桥面铺装处受到拉力影响,混凝土出现拉应力,当混凝土的抗拉强度低于拉应力时,桥面混凝土出现横向开裂,进而导致表面铺装的沥青层横向开裂。纵向开裂是由于铰接质量差,横传递能力不足,部分负荷要通过桥面铺装来传递,当铺装层的强度无法承担负荷时,沿铰接缝的混凝土遭到破坏,在桥面表面表现为沥青纵向开裂。
在铺装层,大面积积水导致混凝土脱落,防水层失效,空心板,严重影响了行车舒适度和安全性,同时汽车直接对桥梁产生摩擦,损坏了主体结构。出现此类现象的原因有多种,包括材料性能差异、粘结措施不当、沥青混合比不合理、车辆总质量超载、设计时理论欠缺等因素。其中沥青混凝土和水泥混凝土材料性能差异较大,是因为沥青混凝土的弹性模量为1500MPa,而水泥混凝土的弹性模量为3X10-4MPa,二者在吸热温度变化和热变形不一致,导致结合中,混凝土无法完全粘合。由于水泥混凝土和沥青混凝土的粘结中,设置了防水层,导致粘结度的降低,同时由于水泥混凝土表面较光滑,而沥青混凝土表面较粗糙,导致在桥面车辆施压时,水泥混凝土和沥青混凝土受到破损,出现推移情况。沥青混凝土配比时,混合料配比不合理,导致混凝土的抗剪能力降低。车辆超重行驶,增加了桥面的压力,同时破坏了铺装的剪切力,直接导致铺装层的破损。在设计时,依据以往的经验判断,沥青层的厚度大约都为6cm.在设计时就采用该标准,由于所处环境的不同,才厚度不能满足所有需要。在防水层模量相同的情况下,要增加面层厚度来降低层间剪应力,以此来保证避免对桥面造成损坏。
桥面出现坑槽主要是车辆严重超载,水泥铺装强度不足,水凝混凝土铺装层顶面清理不干净和由于排水孔堵塞导致桥面水渗入沥青面层结构引起的问题。在该类情况中,要严格控制车流量大小和通过载重限制,通过合理调配水泥混凝土强度,在施工处理时,清洁粘结部位,合理优化排水结构等方法进行杜绝。
同时,由于桥面使用时间长,沥青进入老化状态,沥青的密实度达不到控制要求,致使桥面钢筋露出。桥面的沥青密实度较小时,容易产生渗水现在,外部水进入内部,破坏结构,进而导致铺装脱落,钢筋露出。
在进行防水层铺设时,要进行防水材料的选择。通过采取不同防水材料的铺装组合渗透实验、铺装层间剪切和粘结实验,还要进行防水材料效益分析,采用合适的防水材料,选择合适的施工方法和施工工艺,确定桥面铺装的防水技术。同时在设计和施工时,要根据环境条件适当提高防水层的等级标准。
三.结束语
为了防止空心板桥桥面病害的出现,不仅仅要加强桥面铺装混凝土的设计,还要注意选择合适的防水层,要优化沥青混凝土配比率,要合理设计排水系统,同时在工程中要加强质量控制,在后期中,尤其要注意做好养护工作。早发现,早解决,在空心板桥桥面病害中,这是为了保证桥梁质量的不二之选。
参考文献:
[1] 罗建军,LUO Jian-jun如何提高铰接空心板桥面的抗病害能力[期刊论文] 《湖南交通科技》2008年3期
[2] 王东科 高速公路装配式板桥上部结构早期病害分析[期刊论文] 《石家庄铁道学院学报》 ISTIC2004年z1期
[3] 苏龙杨絮胡章立 空心板桥病害剖析及桥面连续结构整治对策《公路交通技术》 2011年02期
[4] 周玉玲 公路简支预应力混凝土铰接空心板桥病害成因分析[期刊论文] 公路交通科技(应用技术版) 2009年 第10期