Se sabe que las aguas potables contaminadas con fluoruro causan graves riesgos para la salud, como la fluorosis y la artritis. Este trabajo presenta la encapsulación de nanopartículas de óxido de hierro en adsorbentes de compuestos de caolín-bentonita (KBNP) para la eliminación de fluoruro del agua potable por adsorción en comparación con el compuesto de caolín-bentonita (KB). Se prepararon adsorbentes con un peso medio de ?200 mg y ?7 mm de diámetro (gránulos) en la proporción de 10 :10 :0,1 para la caolinita, la bentonita y las nanopartículas de magnetita, respectivamente. Los gránulos se secaron al aire y se calcinaron a 750°C y se pusieron en contacto con una solución de fluoruro de sodio de 2 mg/L en períodos de tiempo variables. Los adsorbentes se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido (SEM) y Brunauer-Emmett-Teller (BET), mientras que el mecanismo de adsorción y la cinética se explicaron mediante la isoterma de Langmuir, los modelos de Freundlich y los modelos de pseudoprimer y pseudosegundo orden. Los resultados mostraron que las áreas superficiales BET de los gránulos eran de 10 m2/g y 3 m2/g para las KBNP y las KB, respectivamente. Las imágenes SEM de los adsorbentes antes y después de la adsorción confirman la morfología en forma de placa del caolín y la bentonita. Los análisis FTIR de la bentonita (3550 cm-1-4000 cm-1) y del caolín (400-1200 cm-1) corresponden a los grupos hidroxilos estructurales y a las moléculas de agua en el espacio entre capas de las bentonitas y a los modos vibracionales del tetraedro SiO4 del caolín, respectivamente. Los compuestos de KBNPs también registraron una eficiencia de eliminación de fluoruro de ?91después de 120 minutos en comparación con los compuestos de 64 o KB sin nanopartículas de Fe3O4. Las adsorciones de fluoruro por las KBNPs y los gránulos de KB resultaron coincidir con la isoterma de Freundlich y un modelo cinético de pseudo-segundo orden, respectivamente. Los resultados muestran claramente que la impregnación de arcillas con nanopartículas de magnetita tiene un efecto significativo en la eliminación de fluoruro, y se ha discutido la implicación de los resultados para mostrar el impacto de los compuestos de arcilla-nanopartículas de magnetita en la eliminación de fluoruro del agua contaminada.

Para investigar la variación de la topografía tridimensional de la superficie del metal durante el proceso de fatiga, se construyó una plataforma de adquisición de topografía tridimensional (3D) con un probador de tracción in situ y un perfilómetro tridimensional. Se eligieron especímenes de acero Q235 como objetos de investigación, y se obtuvo la información de la topografía tridimensional de la superficie en varias etapas del daño por fatiga. Mediante la caracterización de la rugosidad tridimensional, combinada con la distribución de la altura de la superficie y el análisis multifractal, se describieron las variaciones de la topografía de la superficie del metal en el proceso de fatiga. Los resultados muestran que la desviación media aritmética de la superficie (Sa), la anchura del espectro multifractal (??), y el valor medio de la distribución de la altura de la superficie (?) y su desviación estándar (?) aumentan de forma no lineal con el incremento de los ciclos de fatiga. La tasa de daño por fatiga es lenta en la etapa inicial y alta en las etapas media y tardía. La amplitud de la distribución de la altura de la superficie (A) disminuye con el aumento de los ciclos de fatiga, lo que indica que la concentración de datos de altura disminuye, y la superficie del metal se vuelve irregular. Se aplicó el método bayesiano de fusión de datos para establecer un mapeo no lineal entre las características de la topografía y el daño, con los cinco parámetros característicos anteriores (Sa, ??, A, ? y ?) como capa de datos. Por último, se propone un método de fusión de características de topografía de la superficie, y se realiza un estudio de caso para verificar su aplicabilidad. Los resultados de la investigación pueden servir de referencia para la evaluación de daños por fatiga.

El objetivo de este estudio es investigar más a fondo el efecto de diferentes factores de fibra de basalto (BF) en el comportamiento de fluencia equivalente viscoelástico de la mezcla de asfalto reforzado con fibra (FRAM) bajo condición de tracción indirecta (IDT). Se construye un modelo mesoestructural de dos dimensiones compuesto por diferentes componentes, incluyendo el polímero de mortero de fibra y el agregado de partículas gruesas, a través del procesamiento de imágenes de sección para la muestra de FRAM IDT, donde la BF se considera como una distribución aleatoria en el polímero de mortero. Además, la distribución de la tensión y la fluencia equivalente del modelo mesoestructural IDT en el software de simulación se analizan para discutir la influencia de los componentes en el comportamiento de fluencia del FRAM. Además, el ensayo de fluencia en laboratorio de las probetas IDT bajo contenidos de 0y 0,3 F para el FRAM se lleva a cabo para validar los valores simulados. Los resultados de la investigación indican que la deformación de fluencia simulada del modelo mesoestructural IDT está de acuerdo con la del experimento. Finalmente, las simulaciones de fluencia se llevan a cabo para discutir el efecto de BF (por ejemplo, el contenido de fibra, la relación longitud-diámetro, y el módulo de fibra) y el agregado en la característica de fluencia de FRAM. El aumento del contenido de fibra y de la relación longitud-diámetro tiene un efecto de refuerzo significativo en el comportamiento mecánico equivalente, pero el cambio en el módulo de la fibra y el agregado tiene efectos leves.

Basándose en la investigación sobre túneles de metro en un medio de suelo viscoso, este trabajo establece la ecuación de vibración de la estructura de un túnel utilizando la teoría de las cáscaras cilíndricas de espesor moderado y el método de propagación de ondas. El suelo alrededor del túnel se representa de forma simplificada como un medio viscoelástico isotrópico para obtener la ecuación de movimiento del suelo, y la ecuación de control de vibración del túnel bajo la influencia del suelo viscoso se obtiene por acoplamiento. Mediante cálculos numéricos, se dan las tendencias de variación de la frecuencia natural de vibración del túnel y la atenuación afectada por la viscosidad del suelo bajo diferentes modos. Además, se discuten las influencias del radio del túnel, el espesor de la pared y la longitud en las características de vibración de una estructura de túnel en suelo viscoso. Este estudio proporcionará una referencia para el diseño de los vehículos del metro y el diseño antivibratorio de las estructuras de los túneles del metro.

El cambio de volumen en los suelos expansivos es un problema que se encuentra en las obras de tierra de todo el mundo. Esto es prominente con estructuras o cimientos ligados hidráulicamente y sometidos a una exposición prolongada a la humedad. Este comportamiento de los suelos arcillosos utilizados como materiales de subrasante, de cimentación, de vertedero o de relleno provoca una funcionalidad estructural no deseada y fallos. Para evitar que esto ocurra, se estudian los suelos arcillosos para determinar su potencial de cambio de volumen y su grado de expansión. En consecuencia, se estabilizan los suelos problemáticos. En este trabajo, se realizó la estabilización de un suelo arcilloso altamente expansivo clasificado como suelo A-7-6 y altamente plástico con alto contenido de arcilla, en condiciones de laboratorio. El ejercicio de tratamiento se experimentó utilizando ceniza de cáscara de arroz activada con cal viva (QARHA), ceniza de cáscara de arroz activada con cal hidratada (HARHA) y ceniza de cáscara de arroz activada con cal (CARHA) en las proporciones de 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% y 10%. Tras el tratamiento con los tres compuestos de calcio para producir tres conjuntos de especímenes experimentales tratados, se observó y registró el índice de plasticidad y se evaluaron los potenciales de hinchamiento mediante el método del índice de plasticidad (PIM). Los resultados mostraron una mejora consistente en las propiedades del suelo tratado con la adición de los diferentes aditivos activados. Mientras que la utilización de CARHA y HARHA mejoró el suelo arcilloso hasta convertirlo en un suelo medianamente expansivo, el suelo arcilloso tratado mejoró sustancialmente, pasando de ser un suelo altamente expansivo con un potencial del 23,35% a ser menos expansivo con un potencial final del 0,59% tras la adición del 10% de QARHA. Finalmente, la QARHA fue adjudicada como el mejor compuesto aglutinante debido a la mayor tasa de reducción registrada con su utilización.

Los materiales similares a la roca pueden utilizarse como material de relleno para mejorar sustancialmente la estabilidad de la ingeniería subterránea. Y la optimización del material similar a la roca es una forma eficaz de mejorar el rendimiento del material de relleno. En primer lugar, se construyó el modelo de optimización integral AHP-FUZZY para la optimización de la relación del material de relleno similar a la roca, que es compleja y confusa. En segundo lugar, de acuerdo con las propiedades mecánicas de los materiales de relleno tipo roca bajo un entorno especial (como alta temperatura, alta humedad, alta tensión y alta hermeticidad) en el antiguo goaf, se estudiaron las propiedades mecánicas de los materiales de relleno tipo roca con el método del núcleo de campo y la prueba de laboratorio, lo que reveló la ley de variación de las propiedades mecánicas con el tiempo, y se estableció la ecuación de regresión entre los parámetros mecánicos y el tiempo con el método de mínimos cuadrados. Por último, las características de resistencia y deformación de los materiales de relleno tipo roca se controlaron mediante la tecnología de monitorización y alerta temprana. Los resultados muestran que la proporción óptima de los materiales de relleno tipo roca es "E3"; es decir, el contenido de cemento es del 9%, la proporción de cenizas es de 2 :5, y la concentración de masa es del 74%. La concentración en masa es el principal factor que afecta al asentamiento de la lechada, y la proporción del contenido de cenizas volantes y ganga de carbón afecta directamente a la estratificación y a la tasa de sangrado de la lechada. Un aumento razonable de la proporción de cenizas y ganga puede mejorar significativamente la trabajabilidad y la retención de agua de los materiales de relleno tipo roca. Además, la cantidad de material cementante compuesto es el principal factor que afecta al tiempo de fraguado y a la resistencia del material similar a la roca. Además, el entorno especial en el gob es bueno para cada reacción química en los materiales de relleno tipo roca y refuerza la propiedad de gelificación de la capacidad de resistencia a la deformación, lo que puede ser una ventaja para la prevención de desastres en la ingeniería subterránea.

En este estudio, se utilizó un dispositivo de suministro de presión basado en la expansión térmica y el método de unión por difusión en vacío para soldar la aleación de magnesio (AZ91) y la aleación de aluminio (6061). Para mejorar la microestructura y las propiedades de unión de las aleaciones de Mg/Al soldadas, se aplicó continuamente el proceso de recocido en las muestras compuestas. El análisis elemental y la observación estructural/identificación de compuestos se llevaron a cabo utilizando un microanalizador de sonda electrónica y un microscopio electrónico de barrido, respectivamente. Para una evaluación más detallada de la zona de difusión, se llevó a cabo un examen microestructural utilizando un microscopio electrónico de transmisión. Además, se midieron los valores de resistencia a la tracción y de dureza. Los resultados mostraron que la zona de difusión se ensancha con el aumento de las temperaturas de recocido, pero cambió de forma evidente cuando la temperatura de recocido fue de 300°C. Los compuestos intermetálicos de la zona de difusión se identificaron como Al2Mg y Al12Mg17, la microestructura y la composición elemental se distribuyeron uniformemente, y la resistencia a la tracción fue la mayor para la muestra recocida a 250°C. Una posible razón para ello podría ser que 250°C es casi similar a la temperatura de recristalización de las aleaciones de Mg/Al. Por lo tanto, se determinó que 250°C era la temperatura de recocido más adecuada. Además, el proceso de suministro de presión de expansión térmica era apropiado para la unión por difusión de las aleaciones de Mg/Al.

En este trabajo, construimos el modelo y derivamos la teoría de la deformación no lineal para la aleación sustitutiva AB con átomo intersticial C y estructura cúbica centrada en la cara bajo presión a partir del método del momento estadístico. Se presentan los resultados del cálculo para FCC-AuCuSi. Obtenemos los valores de la densidad de energía de deformación, la tensión real máxima, el límite de deformación elástica y la curva tensión-deformación y comparamos los resultados calculados con los experimentos y otros cálculos.

En este trabajo de investigación, se realizaron simulaciones de cinco especímenes de vigas de hormigón de tubo de acero cuadrado con cordones inyectados mediante el software de análisis de elementos finitos (FEA) ABAQUS. Se compararon los modos de fallo, las curvas carga-deflexión vertical y la variación de la deformación del tubo de acero con los ensayos. También se verificó la racionalidad y validez de los modelos de AEF. Sobre esta base, se llevó a cabo un análisis de parámetros, y se obtuvo la influencia de la resistencia del hormigón, la proporción de acero de los cordones superior e inferior, y la separación de las juntas de las armaduras de tubos de acero en las curvas de carga-deformación vertical. A partir de los resultados de las pruebas y del análisis de los parámetros, se propusieron fórmulas de diseño de la capacidad portante a flexión para las vigas compuestas, basadas en la suposición de que los tubos de acero son equivalentes a las barras de acero longitudinales ordinarias. En consecuencia, los resultados indicaron que los tubos de acero de los cordones superiores de las vigas mixtas no pueden alcanzar la fluencia para secciones completas debido a los requisitos estructurales; el tubo de acero de los cordones inferiores será el primero en alcanzar la fluencia completa y el hormigón superior se aplastará posteriormente, mostrando un modo de fallo análogo al de la viga de hormigón poco reforzado; la proporción de acero de los cordones inferiores es el principal factor que afecta a la capacidad de flexión de la sección normal entre los parámetros; el cálculo de las fórmulas de diseño propuestas para la capacidad de flexión de la sección normal está de acuerdo con los ensayos y las simulaciones. Esta investigación podría servir de referencia para el diseño de este tipo de vigas compuestas.

La lechada de permeación se utiliza ampliamente en la ingeniería de lechada debido a su baja presión de lechada y a la menor perturbación del estrato. Sin embargo, debido a las complejas propiedades de la capa de arena y de la lechada, la predicción precisa de la permeabilidad de la capa de arena sigue siendo un trabajo difícil. En este trabajo, se estudia la permeabilidad de la capa de arena basándose en un dispositivo de prueba de lechada de permeación de diseño propio, que tiene en cuenta el diferente tamaño de las partículas de arena, la densidad relativa de la capa de arena, la relación agua-cemento de la lechada y el contenido de arcilla. Se analizan los factores que influyen en la capacidad de inyección de la capa de arena, y se evalúan los diferentes parámetros que afectan a la inyección de la capa de arena, proponiendo así un nuevo enfoque para predecir la capacidad de inyección de la capa de arena. Los resultados muestran que el tamaño de las partículas de arena y la relación agua-cemento de la lechada están positivamente relacionados con la groutabilidad de la capa de arena, y la densidad relativa y el contenido de arcilla de la capa de arena están negativamente correlacionados con la groutabilidad de la capa de arena. La fórmula empírica alternativa propuesta para estimar la groutabilidad de la capa de arena ayudará a predecir la groutabilidad de la capa de arena con un mayor grado de precisión, lo que puede proporcionar una cierta referencia para la ingeniería.