基于光固化链式反应的喷射土工膜:化学及岩土力学机理的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51778217
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Geomembranes (GMs) have been widely used as a barrier for hazardous waste, solid waste, contaminants, mine tailings, and water canals. Frequent puncture and de-seaming failures of GMs result in leakage of hazardous or lethal materials into soil, water, and air, which poses a threat to human health and life. In view of these drawbacks, the PI (principal investigator) proposes using surficially initiated photocuring to create in-situ GMs to significantly improve their puncture resistance, and minimize de-seaming risk. Ultra-low viscosity liquid precursors (e.g., monomers) will be mixed with photoinitiators (Ph.) and carbon black to create a photocurable mixture. After this mixture is sprayed over subgrade soil, the photoinitiator on the surface of the mixture will absorb UV light irradiation to release radicals (R•) that trigger a chain reaction to form a continuous photocured in-situ geomembrane. This proposed method is particularly suitable for field applications, because it uses environment-friendly materials and safe light source, and is easy to control. The objective of this study is to develop the basic chemical and engineering principles to create and use such geomembrane. This study will: (1) establish the relationship between the chemical dynamics, molecular structure and properties of the formed geomembrane, (2) investigate the rheological behavior and spraying dynamics of the mixture, (3) study the mechanisms of interaction between soil and mixture droplets, as well as the interaction between soil and geomembrane, (4) examine the bonding between two layers of sprays, and (5) scrutinize the effect of wind during spray. Upon the completion of this research plan, a preliminary framework to apply the proposed method in the field will be developed. This study will build the fundamentals to utilize photocuring to form GMs in the field.
土工膜作为防渗材料,被广泛用于垃圾和废弃物填埋场、尾矿坝和输水渠道中。由于频繁发生穿透和接缝破坏,导致有害甚至致命的有毒物质泄露到土壤、地下水和空气中,给人民生活带来了极大的威胁。基于这些考虑,本项目提出利用表面激发光固化反应的原理,通过现场喷射形成连续的土工膜。具体操作是:将不饱和单体、光引发剂和碳黑粉混合,喷射于土层上。通过一定波长的紫外光激发化学聚合反应,从而生成连续的土工膜。这一设想是基于以自由基为基础的光固化聚合反应的链式性。本项目主要研究:(1)由表面激发的光固化链式反应的化学动力特性、分子结构、生成土工膜性质三者之间的关系;(2)在喷射过程中喷射液滴与土之间的碰撞作用,以及成膜以后,膜与土的相互作用;(3)在喷射以后,液膜与土之间的摩擦作用;(4) 两层喷射膜之间的结合强度;和(5)环境风速对喷射的影响。本项目为光固化喷射土工膜提供了化学、材料学和岩土力学的理论基础。

结项摘要

常规土工膜易发生接缝破坏并产生渗漏,使得防渗效果不理想,同时具有易造成固体废弃物大量堆积、降解后产生有毒有害物质问题。鉴于以上问题,本项目研发了施工简便,造价经济的新型光固化土工膜,以解决土工膜渗漏所带来的环境污染问题。目前,由于对土工膜的内部构造、化学反应、工作机制及研制技术等方面的研究探索不足,制约了该新型土工膜的开发和应用。本项目以丙烯酸族单体为基本原材料,1%-5%光引发剂作为反应引发剂,并添加1%-3%碳黑粉,通过光固化链式反应研发了具有优越岩土力学性能的新型防渗材料——光固化土工膜。通过开展土—膜界面剪切试验和拉拔试验并与传统土工合成材料的力学性能、作用机理和工程应用可行性等方面进行对比研究;通过比较不同光引发剂和碳黑粉含量作用下的光固化土工膜性能得出其最佳配比;开展拉伸试验、渗透试验和界面直剪试验,分析确定光固化土工膜的基本力学性能和成膜渗透系数;对比研究不同添加物对光固化土工膜生成时间、拉伸性、渗透性和界面剪切性能的影响;通过对光固化土工膜的拉伸、渗透和界面直剪试验数据分析并结合工程案例实际改进土工膜研发技术参数。本项目重点研发了一种新型光固化土工膜,并对其研制技术,工作机制,设计理论进行了系统研究,为光固化土工膜的设计、工程应用和相关规范的编制提供了科学依据,推进了新型土工膜的应用与发展。

项目成果

期刊论文数量(25)
专著数量(2)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(2)
专利数量(14)
Behavior of Tire-Geogrid-Reinforced Retaining Wall System under Dynamic Vehicle Load
轮胎土工格栅加筋挡土墙系统在动态车辆荷载下的性能
  • DOI:
    10.1061/(asce)gm.1943-5622.0001566.
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Geomechanics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Lihua Li;Junchao Yang;Henglin Xiao;Lei Zhang;Zhi Hu;Yongli Liu
  • 通讯作者:
    Yongli Liu
废旧轮胎加筋土性能试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    长江科学院院报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李丽华;余长道
  • 通讯作者:
    余长道
Creating in-situ polymeric layer based on photocuring for various construction applications
基于光固化为各种建筑应用创建原位聚合物层
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2020.121732
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Lihua Li;Zhangshuai Geng;Jie Huang;Henglin Xiao;Yaoyao Pei;Yan Liu
  • 通讯作者:
    Yan Liu
加筋粉煤灰砂混合料大型三轴试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    长江科学院院报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李丽华;余长道;胡智;刘一鸣;张蒋;李俊鹏
  • 通讯作者:
    李俊鹏
循环荷载作用下建筑垃圾土动力性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    长江科学院院报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李丽华;盛宏志;李文涛;周鑫隆;田密;秦浪灵
  • 通讯作者:
    秦浪灵

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

掌侧锁定钢板治疗Buttazzoni B2型桡骨远端骨折
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国矫形外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    桂雪洋;施鸿飞;陈一心;熊进;王骏飞;邱旭升;黄杰
  • 通讯作者:
    黄杰
拓扑优化技术及其在汽车设计中的
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机床与液压,2006(已录用)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛文杰;黄杰
  • 通讯作者:
    黄杰
遗传算法在柱状高温气冷堆换料优化问题中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    强激光与粒子束
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄杰;李文强;丁铭
  • 通讯作者:
    丁铭
丁基苯肽通过上调糖尿病大鼠海马内血管内皮生长因子的表达抑制神经细胞凋亡
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国老年学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张婷;王红梅;李强;孙晓江;黄杰
  • 通讯作者:
    黄杰
延续护理在经皮椎体成形术后再骨折中的预防效果
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国当代医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王姣丽;江泽莹;黄杰;张世浩
  • 通讯作者:
    张世浩

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码