为获取适用于海南热区砖红壤与触土部件相互作用的离散元仿真模型参数,该文利用EDEM仿真软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型对海南地区砖红壤进行相关模型参数标定,首先以含水率为7.8%、实际休止角为32.35°的砖红壤为研究对象,...为获取适用于海南热区砖红壤与触土部件相互作用的离散元仿真模型参数,该文利用EDEM仿真软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型对海南地区砖红壤进行相关模型参数标定,首先以含水率为7.8%、实际休止角为32.35°的砖红壤为研究对象,以物理试验获取的砖红壤-砖红壤、砖红壤-触土部件间恢复系数、静摩擦系数及滚动摩擦系数为标定对象,应用Plackett-Burman设计试验筛选出对休止角有显著影响的参数:即砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数、JKR表面能、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数、砖红壤-砖红壤恢复系数。进一步以砖红壤颗粒休止角为响应值,基于Box-Behnken设计试验得到休止角与显著性参数的二阶回归模型,并以实际休止角为目标,针对显著性参数进行寻优,得到最佳组合:砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数为0.07、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数为0.24、砖红壤-砖红壤恢复系数为0.4、JKR表面能为4.31J/m^2。最后在标定的参数下进行休止角与破土阻力离散元仿真验证试验,对比计算得出仿真休止角与实测休止角相对误差为0.62%,仿真破土阻力与实测破土阻力相对误差为3.43%,并通过对比分析两次试验中破土阻力变化曲线的拟合情况,得出两曲线间的可决系数R2=0.993 9,均方根误差RMSE=0.017 7,该结果表明标定所得相关参数可用作海南热区砖红壤离散元仿真。展开更多
磷矿粉被广泛用于固定污染土壤中的重金属,然而施用草酸活化磷矿粉后对土壤中铅形态的研究非常有限。该文采用Tessier连续提取法分析砖红壤中施加未活化和经草酸活化的磷矿粉后,砖红壤中外源铅形态的变化。结果表明:随着磷矿粉施加量的...磷矿粉被广泛用于固定污染土壤中的重金属,然而施用草酸活化磷矿粉后对土壤中铅形态的研究非常有限。该文采用Tessier连续提取法分析砖红壤中施加未活化和经草酸活化的磷矿粉后,砖红壤中外源铅形态的变化。结果表明:随着磷矿粉施加量的增加,各处理中交换态铅质量分数比对照(64.1mg/kg)显著下降,未活化磷矿粉处理(PR)的交换态铅质量分数为0.1mg/kg,而草酸活化磷矿粉处理(APR)中未检出;醋酸盐提取态铅质量分数除草酸活化磷矿粉2000mg/kg处理为24.5mg/kg(APR3)减少外,其他处理均高于对照(27.2mg/kg),在未活化磷矿粉500mg/kg(PR2)处理时达到最大值41.8mg/kg;铁锰氧化物结合态除未活化磷矿粉50mg/kg(PR1)处理为69.5mg/kg低于对照(74.2mg/kg)外,其余均高于对照,在APR3处理时达最大值117.2mg/kg;有机物结合态铅质量分数除PR1处理为20.7mg/kg,其余均高于对照处理(21.8mg/kg),在APR3处理时达到最大值46.5mg/kg;PR处理残渣态铅与对照相比(44.2mg/kg)显著增加至60.6mg/kg,对APR处理其变化范围为42.7～43.5mg/kg,各处理稍低于对照,但差异不显著(p<0.05)。显然,磷矿粉的施加可有效降低砖红壤中交换态铅质量分数,增加稳定态铅质量分数,且草酸活化磷矿粉的效果更佳。同时,草酸活化后磷矿粉的释磷能力增加,除草酸活化磷矿粉最高施磷量处理外(5000mg/kg),施入磷矿粉和草酸活化磷矿粉后释放的磷对环境构成风险可能性极小。X-射线衍射光谱(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scaning electron microscope,SEM)结果分析也表明草酸活化磷矿粉的释磷能力增加,更有利于固定土壤中的铅。该研究可为草酸活化磷矿粉固定土壤中的铅提供参考依据。展开更多
文摘为获取适用于海南热区砖红壤与触土部件相互作用的离散元仿真模型参数,该文利用EDEM仿真软件中Hertz-Mindlin with JKR接触模型对海南地区砖红壤进行相关模型参数标定,首先以含水率为7.8%、实际休止角为32.35°的砖红壤为研究对象,以物理试验获取的砖红壤-砖红壤、砖红壤-触土部件间恢复系数、静摩擦系数及滚动摩擦系数为标定对象,应用Plackett-Burman设计试验筛选出对休止角有显著影响的参数:即砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数、JKR表面能、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数、砖红壤-砖红壤恢复系数。进一步以砖红壤颗粒休止角为响应值,基于Box-Behnken设计试验得到休止角与显著性参数的二阶回归模型,并以实际休止角为目标,针对显著性参数进行寻优,得到最佳组合:砖红壤-砖红壤滚动摩擦系数为0.07、砖红壤-28MnB5板滚动摩擦系数为0.24、砖红壤-砖红壤恢复系数为0.4、JKR表面能为4.31J/m^2。最后在标定的参数下进行休止角与破土阻力离散元仿真验证试验,对比计算得出仿真休止角与实测休止角相对误差为0.62%,仿真破土阻力与实测破土阻力相对误差为3.43%,并通过对比分析两次试验中破土阻力变化曲线的拟合情况,得出两曲线间的可决系数R2=0.993 9,均方根误差RMSE=0.017 7,该结果表明标定所得相关参数可用作海南热区砖红壤离散元仿真。
文摘磷矿粉被广泛用于固定污染土壤中的重金属,然而施用草酸活化磷矿粉后对土壤中铅形态的研究非常有限。该文采用Tessier连续提取法分析砖红壤中施加未活化和经草酸活化的磷矿粉后,砖红壤中外源铅形态的变化。结果表明:随着磷矿粉施加量的增加,各处理中交换态铅质量分数比对照(64.1mg/kg)显著下降,未活化磷矿粉处理(PR)的交换态铅质量分数为0.1mg/kg,而草酸活化磷矿粉处理(APR)中未检出;醋酸盐提取态铅质量分数除草酸活化磷矿粉2000mg/kg处理为24.5mg/kg(APR3)减少外,其他处理均高于对照(27.2mg/kg),在未活化磷矿粉500mg/kg(PR2)处理时达到最大值41.8mg/kg;铁锰氧化物结合态除未活化磷矿粉50mg/kg(PR1)处理为69.5mg/kg低于对照(74.2mg/kg)外,其余均高于对照,在APR3处理时达最大值117.2mg/kg;有机物结合态铅质量分数除PR1处理为20.7mg/kg,其余均高于对照处理(21.8mg/kg),在APR3处理时达到最大值46.5mg/kg;PR处理残渣态铅与对照相比(44.2mg/kg)显著增加至60.6mg/kg,对APR处理其变化范围为42.7～43.5mg/kg,各处理稍低于对照,但差异不显著(p<0.05)。显然,磷矿粉的施加可有效降低砖红壤中交换态铅质量分数,增加稳定态铅质量分数,且草酸活化磷矿粉的效果更佳。同时,草酸活化后磷矿粉的释磷能力增加,除草酸活化磷矿粉最高施磷量处理外(5000mg/kg),施入磷矿粉和草酸活化磷矿粉后释放的磷对环境构成风险可能性极小。X-射线衍射光谱(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scaning electron microscope,SEM)结果分析也表明草酸活化磷矿粉的释磷能力增加,更有利于固定土壤中的铅。该研究可为草酸活化磷矿粉固定土壤中的铅提供参考依据。
