物理性質(zhì)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的物理性質(zhì)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：物理性質(zhì)范文

一、形態(tài)：

多孔、輕質(zhì)，且表面有不規(guī)則分支狀條紋。

二、物理性質(zhì)：

第2篇：物理性質(zhì)范文

【關鍵詞】  中藥提取液; 藥材吸水量; 相對比重; 固含量; 黏度

中藥提取液是中成藥制藥過程中重要的物料形態(tài)，在各工藝過程中主要經(jīng)過的過程包括化學物質(zhì)自藥材中的溶出擴散、液體在管道內(nèi)的流動、液態(tài)物料水分的蒸發(fā)(濃縮)和固態(tài)半固態(tài)物料水分的蒸發(fā)(干燥)。相關的物理性質(zhì)主要有反映提取液中物相比例的固體含量(含固量，浸出物量)、表示濃縮狀態(tài)的相對比重和與運動性質(zhì)有關的黏度等。了解中藥提取液的主要物理性質(zhì)之間的相關性，可以提供對提取液本身的深入認識;在進行濃縮干燥的時候可以利用提取液本身性質(zhì)的相關性簡化研究因素，可以更廣泛深入研究提取液性質(zhì)與其它工藝參數(shù)之間的關系，為提供更有效控制濃縮干燥過程的參數(shù)設置提供理論基礎[1]。本研究就中藥提取液的常見物理性質(zhì)進行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料

藥材：薄荷等40種常用中藥飲片(上海養(yǎng)和堂中藥飲片有限公司)、丹參(飲片，上?？禈蛑兴庯嬈瑥S)。

主要儀器：液體比重天平(pzb5，上海精密科學儀器有限公司天 平儀器廠);黏度計(brookfield viscosmeter ldi+，brookfield engineering laboratories，inc. us);真空干燥箱(zk82b，上海實驗儀器廠);上皿電子天平(fa1004，上海天平儀器廠)。

1.2 方法

1.2.1 提取液的制備 取飲片以常水(視藥材被充分浸泡)于室溫(20℃)浸泡12 h，傾倒讀取濾液，以加水量與讀取量差值為飲片吸液量。以此量的5倍為浸提量加熱煮沸后，保持微沸2 h，120目濾布濾過，濃縮至不同相對含量(g藥材·ml-1)。同一提取液在濃縮過程中連續(xù)取樣，放置于同一溫度，分別測定其相對比重、含固量(浸出量)和黏度;對同一濃度提取液進行加熱，測定不同溫度條件下黏度。

1.2.2 相對比重的測定[2] 以液體比重天平法進行。

1.2.3 含固量的測定[2] 參考浸出物含量測定法進行。

1.2.4 黏度測定[2] 用旋轉(zhuǎn)式黏度計測定不同溫度、相對比重、含固量同一提取液的運動黏度。

1.2.5 相關性考察 分別考察以上考察指標之間的相關性，進行回歸分析。數(shù)據(jù)處理、分析及繪圖使用excel軟件。

2 結(jié)果

2.1 飲片吸水量

飲片的吸水性考察結(jié)果見表1。結(jié)果表明常見中藥飲片的吸水量倍數(shù)在0.8～2.9之間，一般浸提加水量在5～10倍，為平均吸水量的2倍以上。這個數(shù)值可以做為浸提條件研究中加水量的計算基礎。

表1 常用中藥飲片的吸水量/mlo(50g)-1,20℃

飲片名稱吸水量飲片名稱吸水量/mlo(50g)-1生白芍50金銀花130 生甘草70夏枯草200 葛根75100 柴胡110訶子70 桂枝40北五味子50 生黃芪60枸杞子80 知母90桃仁30 當歸120梔子30 川芎60桑寄生70 熟地85麻黃70 鉤藤60益母草140 忍冬藤90茯苓30 黃柏95豬苓s50 丹皮55乳香- 陳皮100沒藥40 番瀉葉130生牡蠣- 枇杷葉110丹參105 大青葉90阿膠 -

依據(jù)藥材入藥部位的不同，計算相同入藥部位的飲片吸水平均倍數(shù)，進行比較后得到不同入藥部位藥材飲片的冷浸(20℃)吸水順序為：花>葉>全草>皮>莖木>根及根莖>果實種子>菌類>樹脂，見表2。表2 不同入藥部位藥材飲片的平均吸水量/倍(20℃)

2.2 含固量與相對比重

薄荷水提取液的含固量與相對比重關系見表3。以線性回歸考察薄荷水提取液相對比重與含固量的關系得到一條直線，線性關系良好，見圖1。同法得到丹參片提取液相對比重與含固量的直線關系，見圖2。提取液的含固量與相對比重之間正相關，具有良好的直線回歸關系。表3 薄荷水提取液的含固量與相對比重

2.3 相對比重與黏度

測定不同相對比重丹參水提取液的黏度，結(jié)果見表4。直接回歸考察兩者相關關系，相關系數(shù)r2=0.9197。對黏度值做數(shù)學變換，取自然對數(shù)再后進行回歸，得到較好結(jié)果r2=0.9912，見圖3。表4 丹參提取液的相對比重與黏度(25℃)

2.4 黏度與溫度

丹參提取液的相對比重、黏度與溫度的關系見表5。當rpm=50時(圖4)，回歸曲線按照提取液濃度從大到小的順序依次是：

y=151729x-1.9504，r2 = 0.9871;

y =4734.4x-1.4023，r2 = 0.9806;

y= -0.0594x + 7.4098，r2 = 0.9500。

當rpm=100時，回歸曲線按照提取液濃度從大到小的順序依次是：

y=213130x-2.0244，r2 = 0.9918;

y =2304.6x-1.1962，r2 = 0.9862;

y =-0.0626x + 9.037，r2 = 0.9669。

提取液在低濃度時候，溫度與黏度成直線關系;隨著濃度的增大，溫度與黏度之間呈現(xiàn)出指數(shù)關系，溫度越高黏度越小;如果溫度足夠，不同濃度提取液黏度值有接近趨勢。

在黏度計不同轉(zhuǎn)速下，曲線的系數(shù)有差異，說明了提取液的動力學性質(zhì)屬于非牛頓流體，黏度隨著受力的改變而改變。表5 丹參提取液的濃度、黏度與溫度

2.5 含固量與與黏度

含固量表現(xiàn)為一定體積提取液的固體總量，如果以該固體為目標物質(zhì)，那么含固量就等于提取液的濃度。因此，從上節(jié)內(nèi)容可知，含固量與黏度是正相關關系。圖5是70℃時濃度與黏度的回歸關系。

圖5 提取液濃度與黏度的關系

       3 討論

本研究顯示不同植物部位來源藥材的吸水量具有規(guī)律性。賀福元等建立了中藥材吸水膨脹動力學數(shù)學模型并對大黃進行了研究，結(jié)果表明中藥材吸水膨脹服從一級線性動力學量變,可用線性模型表達[3]。

中藥提取液提取液代表總固體物質(zhì)含量的濃度(含固量)、濃縮程度的比重和動力學性質(zhì)的黏度之間多具備良好的相關性，因此，在進行中藥浸提液的處理過程中，可以利用這些指標進行工藝控制。在濃縮干燥過程中，如果建立質(zhì)量控制成分與提取液的含固量的聯(lián)系，那么就可以將干燥的過程控制與制劑質(zhì)量連接起來，提高中藥制劑全程控制的水平。其中，提取液的含固量與相對比重之間正相關，具有良好的直線回歸關系。其關系式可以歸納為：含固量=a(相對比重-1)，其中a是一個接近2的數(shù)字[1]。該公式與實際生產(chǎn)的經(jīng)驗比較吻合，可以作為經(jīng)驗公式應用，并可以進一步探討其理論上的規(guī)律性。

中藥制劑技術研究應關注提取物的物理性質(zhì)[4]。中藥提取液同樣是廣義“中藥提取物”的表現(xiàn)形式之一。中藥提取液的這些性質(zhì)不僅可以用于濃縮干燥過程控制，還可以向中藥制劑的上游工序延伸，用于提取過程的監(jiān)控。例如，提取達到平衡時，其行對比重應該達到一個平衡數(shù)值，直接監(jiān)控該參數(shù)就可以判斷提取進行的程度。中藥制藥過程中物料相關物理性質(zhì)的相關性研究將有利于對中藥制藥過程的理解和控制，相關研究已經(jīng)有所開展，如文獻[1，3～6]。在這一方面，相關行業(yè)(如食品、飲料、化工領域)對物料的物理性質(zhì)包括其過程動力學研究的比較深入，中藥制劑值得借鑒，使生產(chǎn)過程的認識和控制水平得以提升。

【參考文獻】

  　1 耿炤. 中藥提取物固體顆粒化研究.上海：上海中醫(yī)藥大學，2004.

2 中國藥典.2005年版二部.2000.

3 賀福元,馬家驊,劉文龍 ,等.中藥材吸水膨脹動力學數(shù)學模型的建立及對大黃的驗證實驗研究.中成藥，2004，26(10)：788～791.

4 劉怡,馮怡,徐德生. 中藥制劑技術研究應關注提取物的物理性質(zhì).2007,29(10):1495～1498.

第3篇：物理性質(zhì)范文

關鍵詞:固體制劑；原料性質(zhì)；物理性質(zhì)；工藝設計

任何制劑的生產(chǎn)工藝設計都應基于科學的基礎，根據(jù)大量的科學實驗的數(shù)據(jù)進行持續(xù)的改進和完善，且從開始就應考慮到未來產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的情況，設計的工藝應便于控制，具有較大的可操作空間范圍，能滿足持續(xù)改進提高產(chǎn)品質(zhì)量的需求。影響固體制劑生產(chǎn)工藝設計的因素有很多，例如生產(chǎn)場地、設備限制，GMP的風險管理，人員健康因素，安全環(huán)保原因，原料性質(zhì)等方面因素。原料的正確選擇有助于制劑產(chǎn)品設計的順利進行，而對原料的了解越透徹對于下一步的制劑工藝和處方設計越有幫助，所以原料性質(zhì)的研究對于固體制劑工藝設計具有重要的意義。對于固體制劑的生產(chǎn)工藝設計而言，要根據(jù)原料的不同性質(zhì)和將要設計的目標產(chǎn)品進行綜合考慮來設計生產(chǎn)工藝過程的路線，例如API為難溶性藥物時可以考慮使用流化床工藝提高產(chǎn)品的溶出速度。對濕熱敏感的藥物應考慮使用直接壓片或者干法壓片的工藝，避免工藝引起的產(chǎn)品講解，收率降低。在固體制劑研究中原料的化學和物理性質(zhì)對制劑的設計具有重要的影響，化學性質(zhì)包括含量、有關物質(zhì)、重金屬、硫酸鹽、殘留溶劑、水分等，特別是雜質(zhì)的控制應在固體制劑設計中充分考慮雜質(zhì)水平的增加，例如同一化合物不同的晶型所具有的藥理作用是不同的甚至是相反的，粒徑的不同最終制劑的生物利用度也不同等，因此原料的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)一樣重要，特別是對制劑設計和臨床生物利用度有影響的性質(zhì)要進行控制和檢測。以下主要分析討論原料的物理性質(zhì)對固體制劑工藝設計的影響：

1原料的吸濕性

如果制劑產(chǎn)品的原料吸濕性較強，工藝設計中應注意在制粒的過程中就應該控制環(huán)境的濕度，如果不控制操作環(huán)境的溫濕度，原料的水分就會超標，最終導致成品的質(zhì)量受到影響，造成成品合格率降低，因此此類原料在工藝設計中應對其操作環(huán)境進行監(jiān)測控制，避免工藝過程中原料吸濕變化。

2原料容易受光線影響

部分原料可能光照對其質(zhì)量有直接或潛在的影響，因此此類原料在工藝設計時應注意到該特性，在其生產(chǎn)過程或包裝上要注意光線的使用，應該去一定的措施保護原料不受光線的影響。

3原料物理性質(zhì)對釋放、溶出、均一性影響的討論

一些難容性原料的不同晶型或者粒徑可能具有不同的溶解度，因此原料的物理性質(zhì)會影響到將來做成制劑后的產(chǎn)品的釋放溶出和生物利用度；另外原料本身結(jié)晶工藝改進后可能會產(chǎn)生不同形狀的顆粒，例如混合時圓形顆粒就容易達到混合均勻的目的，但是長條狀或者針狀的結(jié)晶顆粒就不易混合均勻。由于上述的原料的性質(zhì)都有可能影響到最終產(chǎn)品，因此商業(yè)化生產(chǎn)時API的性質(zhì)一定要保證與用于臨床試驗批所使用的物料具有相同的性質(zhì)（檢測方法必須相同）。

4顆粒大小及其分布

顆粒大小可能具有不同溶解速度進而被機體吸收，所以有此現(xiàn)象的原料的粒徑應進行處理保證每次粒徑都在標準要求的范圍內(nèi)。當API在處方中比例較低時，粒徑過大就可能造成API分布不均勻，但是也可以通過輔料的選擇進行改善例如直接壓片中選擇與API粒徑分布類似的混合減少API混合后再分離現(xiàn)象的發(fā)生。物料顆粒形狀可能會影響物料大部分性質(zhì)例如：密度、可壓性等，特別是直接壓片的固體尤其要注意每次使用的物料形狀是否相似，這可能是批間差異的一個原因。

5顆粒表面性質(zhì)

顆粒的表面性質(zhì)也會影響物料的大部分性質(zhì)，例如類似于顆粒的大小一樣粗糙的顆粒就不如光滑的顆粒流動性好，許多物料本身會有許多內(nèi)在的孔隙，內(nèi)在的孔隙也會影響物料的吸收和溶解速度等，當這種性質(zhì)在在制劑的溶出或者吸收中其主導作用時，就必須對物料的此種性質(zhì)進行控制和研究。

6粉末及粉末流的粘連

部分原料具有一定的黏附性，物料本身容易聚集，對于此種物料應從制劑工藝設計時加以改進，比如采用濕法制粒工藝使API與其他輔料一塊制備成流動性良好的顆粒。

7可壓縮性

可壓縮性是由物料很多其他性質(zhì)決定的，比如密度，性質(zhì)等等，雖然部分API本身可壓縮性較差，但是可以通過處方中其它物料進行調(diào)節(jié)。固體制劑中壓片，膠囊填充、滾壓制粒等方面需要考慮，在這幾個工藝過程中要保證物料始終具有較好的可壓縮性，例如壓片，壓片機是快速旋轉(zhuǎn)的，對于每個劑量來說壓的時間很短，如果壓縮不好就不能很快成片子就沒有辦法滿足生產(chǎn)需要。此外不同物料廠家可能都符合同一質(zhì)量標準例如藥典，但是不同廠家生產(chǎn)的物料質(zhì)檢還是有一定差異的，不同的物料或者API可能會對最終制劑產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響。例如：微晶纖維素有很多種規(guī)格PH101、PH102、PH301等等，不同型號之間可能都能滿足藥典的要求但是他們之間還是有較大的區(qū)別的，PH101粒徑約是PH102的1倍，相對于PH101來說PH102的流動性和可壓性更好。

參考文獻:

[1]中華人民共和國衛(wèi)生部藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范2010年修訂

[2]國家食品藥品監(jiān)督局藥品認證管理中心藥品GMP指南口服固體制劑2011年8月版

第4篇：物理性質(zhì)范文

2、易溶于水，溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、苯、甲苯、二氯乙烷、三氯乙烯等，不溶于脂肪烴；

3、與硝酸纖維素、松香、酪阮可以混合，但對一般的合成樹脂不溶解，對橡膠也不溶脹，吸濕性大；

4、聚乙二醇不揮發(fā)、閃點高，對金屑無腐蝕性；

第5篇：物理性質(zhì)范文

【關鍵詞】木材；物理性質(zhì)；木材質(zhì)量；木材的水分

木材檢驗是林業(yè)企業(yè)生產(chǎn)木材的重要工作環(huán)節(jié)，它貫穿于生產(chǎn)全過程，其工作質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量以及企業(yè)的經(jīng)濟效益。近年來，我國森林資源越來越匱乏，此時林木資源的價值也越來越高，這就要求在木材生產(chǎn)過程中抓好木材檢驗工作。如何抓好木材檢驗工作呢？除了要求工作人員在工作崗位上認真負責，更需要工作人員了解木材的物理性質(zhì)，運用不同的木材來生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，以滿足人們的需求。下文首先分析了木材的質(zhì)量與檢驗工作的關系，然后闡述了木材的物理特性對木材檢驗工作的影響與作用。

1.木材的質(zhì)量與檢驗工作的關系

無論是怎樣的物質(zhì)，都有它自身的密度存在，木材也是一樣，其密度是由若干管狀的細胞組成，所以在木材當中存在一定的空隙、水與空氣。通常情況下，我們會根據(jù)木材的密度來表示木材的質(zhì)量，也就是說木材的密度=木材單位體積的質(zhì)量。由于木材的質(zhì)量與其中的含水率有密切聯(lián)系，所以在生產(chǎn)木材的過程中，往往會采用氣干密度的方式進行生產(chǎn)。

木材內(nèi)部或者細胞壁物質(zhì)的密度也就是我們常說的木材實質(zhì)密度。在木材中，由于各個細胞壁的組成成分類似，所以各類型木材的實質(zhì)密度也沒有太大的差別，一般在1.46～1.56g/cm3，平均密度為1.50g/cm3。了解木材的質(zhì)量有利于提高木材檢驗的工作效率與質(zhì)量。

2.了解木材中的水分是檢驗工作的必備常識

水分是木材中的又一重要物質(zhì)，是促進樹木生長的不可缺少的物質(zhì)，也是輸送其他影響物質(zhì)的重要管道。但是木材在儲存過程中，過多的水分會腐蝕木材，在木材生產(chǎn)過程中會耗費大量的人力、物力，甚至無法加工與利用，造成較大的經(jīng)濟損失。

各個品種的木材含水量都有所差異，就算是同一株樹木，由于其生長季節(jié)有所差異，其含水量也有很大的差別，另外，在木材中各個部位的含水量也有所差異，例如樹木的根部、樹干與樹梢等。在木材生產(chǎn)加工的過程中，木材中的水分直接影響到它的強度與各種特性。通常情況下，我們會以含水率來表示木材中的水分，并將含水率進行分類，可分為絕對含水率與相對含水率。在實際工作中，要想檢測木材中的水分，最為常見的方法也就是：蒸餾法、滴定法、爐干法、電測法等。采用蒸餾法測定出的含水率往往精確度不高；采用滴定法的成本比較高，所以我們一般不會采用這兩種方法；如果采用爐干法來測定木材的含水率，雖然測定的結(jié)果精確多較高，但是所需時間較長；通過分析證明，采用電測法是當前最為合理的方法。

我們通過含水率的變化來對木材進行分類，大致分為幾種：（1）生材。也就是人們在森林中剛剛砍伐的樹木，這種木材的含水率一般在50～140%。（2）濕材。這種木材是人們砍伐之后長期儲存在水中的木材，這種木材的含水率大于生材的含水率。（3）氣干材。這是存放在大氣中的木材，此時木材中的含水率與大氣中的濕度相對平衡，經(jīng)測定，該木材的含水率在12～18%。（4）窯干材。這是存放在干燥窯內(nèi)的木材，此時木材中的水分會逐漸蒸發(fā)，其含水率比氣干材還要低，一般在4～12%。（5）絕干材。也就是人們采用各種方法將木材中的水分蒸發(fā)，使得木材的含水率為0。

所謂木材的纖維飽和點也就是木材的細胞壁中的吸附水達到了飽和狀態(tài)，并且細胞腔與各細胞之間已經(jīng)沒有多余的水分，此時細胞壁就會逐漸干燥，最終提高木材的強度。一般來說，很多木材的纖維飽和點都是0.3ml/g。木材的纖維飽和點是木材物理特性隨含水率變化的轉(zhuǎn)折點，如果木材的含水量超過了纖維飽和點，那么木材的強度就不會隨著含水率的變化而變化；如果含水率小于纖維飽和點，那么木材的強度會隨著含水率的增加而不斷減小。另外，木材的含水率還與干縮、膨脹成反比，而木材的導電性能、導熱性能也與木材纖維飽和點有密切聯(lián)系。

木材的吸濕性。干木材從空氣中吸收水蒸氣的性能，稱為吸濕；濕木材向空氣中蒸發(fā)水蒸氣的性能，稱為解吸，木材的這種性能稱為濕性，木材在一定相對溫度和溫度的空氣中，如吸收水分和蒸發(fā)水分的速度相等，這時的含水率達到相對的穩(wěn)定，稱為平衡含水率，木材的含水率隨空氣溫度和濕度的變化而變化，與樹種關系很小，在實際生產(chǎn)中要考慮各地區(qū)的平衡含水率。

3.木材的干縮和濕脹對木材利用的影響

濕材因干燥而縮減尺寸的現(xiàn)象稱為木材干縮。干材因吸收水分而增加足寸與體積的現(xiàn)象，稱為木材濕脹。木材的干縮與濕脹均發(fā)生于木材含水率在纖維飽和點以下時，木材細胞壁里的吸著水進行蒸發(fā)或吸收水分而使木材水分子收縮或膨脹；當木材含水率在纖維飽和點以上時，其尺寸、體積是不會發(fā)生變化的。

木材干縮濕脹的各向異性，木材的干縮和濕脹與樹種，密度以及木材的方向均有較大關系。一般來說，凡結(jié)構(gòu)致密、密度大的硬闊葉樹材較結(jié)構(gòu)疏松、密度小的針葉樹材干縮和濕脹性大、同時，一塊木材也有縱向、橫向的區(qū)別，橫向又有徑向、弦向之分。根據(jù)實驗證明，木材的縱向干縮率僅為0.1；徑向干縮率為3～6；弦向干縮率為6～12。弦向脹縮最大，約為徑向脹縮的兩倍，這種各個方向脹縮不一致的現(xiàn)象是造成木材開裂、翹曲的主要原因，對木材利用有很大影響。木材具有干索性和濕脹性的原因是：木材在失水或者吸濕時，木材內(nèi)所含水分向外蒸發(fā)，或干木材有空氣中吸收水分，使細胞壁內(nèi)非結(jié)晶區(qū)的相鄰纖絲間、微纖絲間和微晶間水層變?。ɑ蛳В┒繑n或變厚而伸展，從而導致細胞壁乃至整個木材尺寸和體積發(fā)生變化。

4.了解木材的導熱、導電及傳聲性能。對鑒別木材的優(yōu)劣起到很大的作用

木材的導熱。木材是具有很多空氣孔隙的多孔性材料，所以導能力很低，屬于熱的不良導體。木材的導熱性用導熱系數(shù)表示。木材的導熱系數(shù)和密度、含水率有密切關系。由于木材的實體物質(zhì)（細胞壁物質(zhì)）和水的導熱性都比空氣高，所以木材的導熱性隨著密度或含水率的增加而增高，因此，一般地說，干木材的導熱系數(shù)是比較小的，可在建筑中用做保溫隔熱材料，以及在民用品中用于炊具把柄等，尤其是密度小的木材，導熱系數(shù)更小，幾乎和石棉相似。

木材的導電性。木材的導電性是極小的，特別是絕干木材可視為絕緣體，所以木材為交通、電訊及其他工業(yè)上常用的絕緣材料。但是在一定的條件下，木材具有導電性能。

木材的傳聲性。木材的傳聲性是指木材傳播聲音的性能。由于木材是由細胞組成的，細胞中的空隙成為空氣的跑道，空氣可以傳播聲音，使聲音從一個細胞傳到另一個細胞，木材是聲音傳播的很好“跑道”。因此，可利用木材的傳聲性來鑒別木材的優(yōu)劣。

5.結(jié)束語

通過上述，我們了解到了木材的物理性質(zhì)，有木材的密度、含水率、纖維飽和點、干縮與膨脹、導電、導熱與傳聲等，并且對各個性質(zhì)進行了詳細的分析，相信大家也有了一定的了解。在林業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中，由于木材檢驗工作貫穿于整個生產(chǎn)過程，所以工作人員必須要對木材的物理性質(zhì)熟悉掌握，了解其在木材檢驗工作中的作用，從而保證木材的生產(chǎn)質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

【參考文獻】

第6篇：物理性質(zhì)范文

關鍵詞：油杉；木材；物理性質(zhì)；力學性質(zhì)；差異比較

油杉Keteleeriafortunei為松科大喬木，喜光樹種，根系粗壯、發(fā)達，對土壤的適應性較廣，適宜干旱環(huán)境。其樹干端直，木材黃褐色，材質(zhì)重，紋理直，耐水濕，抗腐性強，是珍貴的用材樹種[1—2]。目前關于油杉的研究主要集中在生物學和生態(tài)學特性以及育苗和造林等方面[3]，未見對油杉木材材性研究的報道。本文對取自福建省永春縣的油杉試材進行物理力學性質(zhì)測定，并與馬尾松Pinusmassoniana、濕地松P.elliottii、杉木Cunninghamialanceolata、禿杉Taiwaniacryptomerioides木材進行比較，為油杉木材的加工利用提供技術參數(shù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地在福建省永春縣桃城鎮(zhèn)大坪村湖內(nèi)，海拔490～590m，地理坐標為東經(jīng)118°17′44″，北緯25°21′05″。土壤類型為山地紅壤，土層深厚，立地質(zhì)量等級為II級，林下植被主要為亞熱帶常綠闊葉樹種和蕨類植物。屬南亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，雨量充沛，年均降水量1676.3mm，極端最高溫39.2℃，極端最低溫–3.2℃，年均氣溫20.4℃，≥10℃年均積溫6984℃，年無霜期310d。群落面積約2hm2，2000年劃為自然保護小區(qū)[1—3]。

1.2試材采集

在試驗山場的上坡、中坡和下坡三處各設1個10m×10m樣地，在各樣地選擇標準木1株，共選取標準木3株。標準木樹齡50年，平均樹高22.66m，平均胸徑23.81cm。標準木伐倒后，在0m、1.3m、1.5m及以上按2m區(qū)分段，分別取5cm厚圓盤；在1.3m以上部位截取2m試材各一段，將每個圓盤和每段試材分別編號。

1.3方法

按照GB/T1929-2009《木材物理力學試材鋸解及試樣截取方法》對油杉試材初步加工，加工的試材進行自然氣干后，再按照《木材物理力學性質(zhì)試驗方法》(GB/T1932、1933、1934.2、1935、1936.1、1941-2009)進行各項物理力學性能測定。采用全數(shù)字電子萬能材料試驗機和擺錘式?jīng)_擊試驗機對各項力學強度指標進行測定。測定的有效樣本數(shù)為30個。將50年生油杉木材的物理力學性質(zhì)與22年生馬尾松和濕地松[4]、28年生杉木和禿杉[5]木材的物理力學性質(zhì)進行比較。

2結(jié)果與分析

2.1油杉木材物理性質(zhì)

2.1.1木材密度

木材密度是直接反映木材性質(zhì)的重要指標，影響著木材的抗壓強度和抗彎強度等木材力學指標，木材密度與力學強度呈正相關關系[6]。從表2可以看出，油杉木材的氣干密度為0.576g•cm-3，全干密度為0.544g•cm-3。根據(jù)《木材的主要物理力學性質(zhì)分級表》[7]，油杉木材屬于中密度木材(氣干密度0.551～0.750g•cm-3)。

2.1.2干縮性

干縮性能是木材性質(zhì)的重要指標，直接影響木材和木制品的尺寸、性狀和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及使用性能的美觀等[8]。油杉木材全干徑向、弦向和體積干縮率分別為7.363%、5.397%和12.855%，木材氣干徑向、弦向和體積干縮率分別為4.408%、3.272%和7.892%(表2)。油杉木材干縮率較小，表明油杉作為用材時，具有尺寸穩(wěn)定性好、變形小的優(yōu)點。差異干縮(弦向干縮與徑向干縮之比)是判斷木材是否容易開裂及變形的重要依據(jù)。差異干縮數(shù)值偏大，說明木材干燥時容易發(fā)生翹曲和開裂；木材各方向的干縮較均勻，說明木材尺寸穩(wěn)定性較好[9]。根據(jù)木材差異干縮的大小，可以大致判斷木材對特殊用材的適應性[10]。油杉木材從濕材到全干狀態(tài)，差異干縮為1.364，從濕材到氣干狀態(tài)，差異干縮為1.347，均小于2，說明油杉木材不易開裂和變形。

2.1.3濕脹性

木材濕脹性反映木材吸水后的尺寸變化。沿各方向的尺寸變化不均勻會導致木材開裂和變形，從而影響木材制品的利用[11]。油杉木材的徑向、弦向、體積氣干濕脹率分別為3.195%、2.250%和5.708%，徑向、弦向、體積飽水濕脹率分別為7.963%、5.715%和14.794%，差異濕脹分別為2.492、2.540和2.592(表2)。油杉木材濕漲率和差異濕脹較小，表明油杉木材尺寸穩(wěn)定性較好。

2.2油杉木材力學性質(zhì)

2.2.1抗彎強度

木材的抗彎強度體現(xiàn)了木材承受靜力彎曲荷載的最大能力[12]。油杉木材的抗彎強度為92.701Mpa，根據(jù)《木材物理力學性質(zhì)分級表》，油杉木材的抗彎強度屬于中等(88.1～118.0Mpa)。

2.2.2木材順紋抗壓強度

木材的順紋抗壓強度體現(xiàn)了木材沿紋理方向承受壓力荷載的最大能力[10]。油杉木材的順紋抗壓強度為57.217Mpa，根據(jù)《木材物理力學性質(zhì)分級表》，油杉木材的順紋抗壓強度屬于中等(44.1～59.0Mpa)。

2.2.3硬度

木材硬度是指木材抵抗其他剛體壓入的能力[10]。木材的硬度跟木材的密度密切相關，密度越大則硬度越高，反之則低[13]。油杉木材的端面硬度、弦面硬度和徑面硬度分別為4635.9、3420.8、3606.8N，根據(jù)《木材物理力學性質(zhì)分級表》，油杉木材的硬度屬于中等(端面硬度4010～6500N)(表3)。

2.3油杉與其他樹種木材物理力學性質(zhì)比較

將油杉木材物理力學性質(zhì)與福建省主要造林樹種馬尾松[4]、濕地松[4]、杉木[5]和禿杉[5]等進行比較(表4)。油杉木材的氣干密度和全干密度最大，分別是馬尾松、濕地松、杉木、禿杉的1.11、1.09、1.51、1.61倍和1.25、1.22、1.66、1.86倍。油杉木材的抗彎強度僅次于濕地松，分別是馬尾松、杉木、禿杉的1.03、0.96、1.48、1.47倍。油杉木材的木材順紋抗壓強度最大，分別是馬尾松、濕地松、杉木、禿杉的1.68、1.56、1.65、1.75倍。油杉木材的端面硬度、弦面硬度和徑面硬度均為最大。油杉木材徑向氣干干縮率、弦向氣干干縮率和體積氣干干縮率最大，分別是馬尾松、濕地松、杉木、禿杉的1.53、1.51、3.22、3.36倍、1.70、1.66、1.14、1.20倍和1.61、1.59、1.83、1.91倍，但油杉木材的差異干縮最小，油杉各個方向的干縮比較均勻。采用加權法綜合評價木材物理力學性質(zhì)(其中氣干密度、全干密度、抗彎強度、木材順紋抗壓強度、端面硬度、弦面硬度和徑面硬度的比重分別為1/7)，50年生油杉木材物理力學性質(zhì)優(yōu)于福建省主要造林樹種22年生馬尾松和濕地松、28年生杉木和禿杉。

3結(jié)論

油杉木材的氣干密度為0.576g•cm-3，全干密度為0.544g•cm-3，屬中密度木材。木材氣干徑向、弦向和體積干縮系數(shù)分別為4.408%、3.272%和7.892%，氣干差異干縮為1.347，木材具有不易開裂和變形的特征。油杉木材的抗彎強度、順紋抗壓強度、端面硬度、弦面硬度和徑面硬度分別為92.701Mpa、57.217Mpa、4635.9N、3420.8N和3606.8N，油杉木材的抗彎強度、順紋抗壓強度和端面硬度均屬于中等。綜合比較，50年生油杉木材的物理力學性質(zhì)優(yōu)于22年生馬尾松濕地松和28年生杉木、禿杉。根據(jù)對油杉生長規(guī)律的研究[1]，在快速生長期時，油杉樹高年均生長0.55m，胸徑年均生長0.61cm。目前，馬尾松的松材線蟲病害嚴重，而同為松科的油杉具有木材好、生長較快，抗病害性強和抗瘠薄等優(yōu)點。因此，從木材利用和林木生長速度方面以豐富造林樹種的角度考慮，油杉推廣種植意義重大，具有較高經(jīng)濟價值和生態(tài)價值。

參考文獻：

[1]高楠,肖祥希,何文廣,郭福泰,陳金章,王麗琴,連細春,黃聲集,黃學敏.50年生油杉人工林生長規(guī)律研究[J].廣西林業(yè)科學,2015,44(3):219—224.

[2]高楠,肖祥希,何文廣,陳金章,連細春,黃聲集,黃學敏.50年油杉人工林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分分配格局[J].廣西林業(yè)科學,2015,44(4):352—357.

[3]王麗琴.福建永春油杉人工林生物量結(jié)構(gòu)特征[J].亞熱帶植物科學,2015,44(3):228—230.

[4]莊奇.濕地松與馬尾松人工林木材物理力學性質(zhì)的比較研究[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃,2004,23(2):58—59.

[5]梁宏溫,黃恒川,黃承標,黃海仲,梁欣,蒙躍環(huán).不同樹齡禿杉與杉木人工林木材物理力學性質(zhì)的比較[J].浙江林學院學報,2008,25(2):137—142.

[6]林同龍.樂東擬單性木蘭木材物理力學性質(zhì)的研究[J].福建林學院學報,2011,31(4):381—384.

[7]李堅.木材科學研究[M].北京:科學出版社,2009.

[8]趙承開,高建亮,朱林峰,趙林艷.無性系杉木木材物理性質(zhì)研究[J].中南林學院學報,2006,26(6):165—168.

[9]梁宏溫,徐峰,牟繼平.馬占相思木材物理力學性質(zhì)的研究[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學,2004,23(4):325—328.

[10]陳松武,梁煒文,許彩娟,黃婷,陳曉斌,符韻林.人工林灰木蓮木材物理力學性質(zhì)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2012,40(16):8993—8996.

[11]韋鵬練,黃騰華,符韻林.觀光木人工林木材物理力學性質(zhì)的研究[J].西北林學院學報,2014,29(6):221—225.

[12]黃騰華,符韻林,李寧.擎天樹木材物理力學性質(zhì)研究[J].西北林學院學報,2013,28(5):160—163.

第7篇：物理性質(zhì)范文

關鍵詞：巖土工程；原狀黃土；三軸試驗；灌溉淋濾；物理力學性質(zhì)；靜態(tài)液化；黃土滑坡；甘肅

中圖分類號：P642.13+1；TU43 文獻標志碼：A

Abstract： Agricultural irrigation in Heifangtai area of Gansu has induced a large number of landslides， which threaten the safety of the local residents. In order to investigate the mechanism of the irrigation-induced loess landslide， the variations of material composition and physical properties of undisturbed loess caused by long-term irrigation were analyzed； laboratory triaxial tests were performed to further study the effects of irrigation leaching on static liquefaction characteristics inherent in undisturbed loess. The results show that long-term irrigation leaching results in the decrease of contents of soluble salt in undisturbed loess， weakening in the cementation， the dispersion of coarse particles and the increase of clay particle and plasticity index； meanwhile， the wetting collapse in the process of irrigation causes the increase of dry density and the decrease of void ratio； all saturated loess before and after leaching are characterized by static liquefaction in isotropically consolidated undrained compression testing； compared with loess without leaching， the loess leached is characterized by smaller brittleness with the increase of peak strain， the decrease of excess pore water pressure and the upward of steady state line.

Key words： geotechnical engineering； undisturbed loess； triaxial test； irrigation leaching； physical and mechanical properties； static liquefaction； loess landslide； Gansu

0 引 言

甘C黑方臺地區(qū)因農(nóng)業(yè)灌溉誘發(fā)了大量黃土滑坡，給當?shù)厝罕娚敭a(chǎn)安全構(gòu)成了嚴重威脅，黃土滑坡形成機理研究是滑坡防治的關鍵。眾多學者從不同角度研究了灌溉誘發(fā)黃土滑坡形成機理，取得了顯著成果。雷祥義等認為長期灌溉改變了地下水文條件，造成土體抗剪強度降低，從而誘發(fā)黃土滑坡[1-4]；胡煒等研究了長期灌溉對黃土工程地質(zhì)性質(zhì)的影響，認為灌溉破壞了黃土原生結(jié)構(gòu)，進而造成結(jié)構(gòu)強度大幅喪失，導致黃土滑坡頻發(fā)[5-6]；張茂省等認為地下水位上升導致了黃土滑坡，并通過室內(nèi)試驗研究了地下水位上升過程中黃土的力學行為[7-8]；王家鼎提出了飽和黃土蠕動液化機理，認為破壞主要是由于厚層黃土層底部的薄紅黏土層因飽和而產(chǎn)生崩潰[9]；趙春宏等認為土體的應力應變特性與滑坡發(fā)生機理密切相關，在此基礎上通過室內(nèi)試驗探究了飽和原狀黃土的力學特性，試驗結(jié)果表明飽和原狀黃土呈現(xiàn)出強烈的應變軟化特性，具有靜態(tài)液化特征[10-13]。近年來，一些學者從灌溉入滲過程中土中鹽分被淋濾的角度出發(fā)，探究了灌溉誘發(fā)黃土滑坡形成機理。邴慧等通過洗鹽法分別探究了洗鹽前后黃土和紅層風化泥巖物理力學性質(zhì)的變化[14-16]；盧雪清探究了易溶鹽、難溶鹽分別對重塑黃土強度的影響，認為鹽分變化對重塑黃土的強度特性有一定程度的影響，但也受其他因素的影響[17]；Zhang等采用人工配置不同濃度NaCl溶液飽和重塑黃土的方法，研究了含鹽量對其不排水抗剪強度的影響，結(jié)果表明在一定濃度范圍內(nèi)土體抗剪強度隨含鹽量增多而增大[18]。

為探究灌溉淋濾對原狀黃土物理力學性質(zhì)的影響，本文以甘肅黑方臺地區(qū)原狀黃土為研究對象，首先分析了長期灌溉條件下原狀黃土物理性質(zhì)的變化規(guī)律，然后開展飽和原狀黃土的室內(nèi)三軸試驗，研究了灌溉淋濾對飽和黃土力學特性的影響。

1 研究區(qū)概況

黑方臺地區(qū)位于甘肅省永靖縣鹽鍋峽鎮(zhèn)，屬黃河Ⅳ級基座階地，上部覆蓋有晚更新世馬蘭黃土，是典型黃土臺塬地貌[19-24]。虎狼溝將黑方臺切割為2塊：西側(cè)面積較小的為方臺，約1.7 km2；東側(cè)面積較大的為黑臺，東西長約6 km，南北1～3 km，面積約為12 km2。黑臺北部發(fā)育有近EW向磨石溝，切割至階地基座以下，東側(cè)前緣、南部直接與黃河Ⅱ級階地相接，形成高差90～130 m的斜坡地形。

本次試驗所用試樣均取自黑臺，采樣位置見圖1。未灌溉黃土（樣品TJ-1）取自新塬村塬邊空地，經(jīng)緯度為（36°05′33.17″N，103°17′20.52″E），開挖深度為33 m；灌溉后黃土（樣品TJ-2）取自焦家村一菜地，經(jīng)緯度為（36°06′38.62″N，103°19′52.36″E），開挖深度為11 m。探井每隔1 m取原狀黃土土樣，用于開展物理力學性質(zhì)試驗研究。

2 物質(zhì)組成

甘肅黑方臺地區(qū)至今已有50余年的灌溉歷史。為探究灌溉對黃土物質(zhì)組成的影響，采用X射線衍射法（XRD）測量了黃土的礦物成分，采用X射線熒光光譜分析法（XRF）測量了黃土的化學成分，并測量了黃土中可溶鹽（包括易溶鹽、中溶鹽和難溶鹽[25]）含量。

2.1 礦物成分

由X射線衍射試驗結(jié)果可知，黑方臺地區(qū)長期灌溉前后黃土中原巖礦物成分相同，主要有石英、長石、方解石、云母、白云石和閃石，其中石英含量（質(zhì)量分數(shù)，下同）最高，其次是長石和方解石，以樣品TJ-1深度3 m處黃土為例，三者之和高達85%[圖2（a）]。與樣品TJ-1相比，樣品TJ-2黃土中石英、長石含量增大，以長石為例，其含量平均增大約5.8%[圖2（b）]；而方解石、云母等含量普遍減少，以云母為例，其含量平均減少約1.2%[圖2（c）]。

2.2 化學成分

與礦物成分相對應，組成黃土的化學成分主要有SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、K2O和Na2O，其中SiO2含量最高，其次是Al2O3和CaO。以樣品TJ-1深度3 m 處黃土為例，SiO2、Al2O3、CaO含量之和高達77.5%[圖3（a）]。與樣品TJ-1相比，樣品TJ-2黃土中SiO2、Al2O3、Fe2O3含量增大，其中SiO2含量平均增大約1.2%[圖3（b）]；而CaO、MgO等含量普遍減少，其中MgO含量平均減少約0.4%[圖3（c）]。

2.3 可溶鹽

黃土中可溶鹽含量為10%～16%，易溶鹽含量最少，僅為0.83%～7.16%，中溶鹽含量為0.93%～14.97%，難溶鹽含量比較高，為77.87%～97.81%（圖4）。與樣品TJ-1相比，樣品TJ-2黃土中可溶鹽含量明顯減少，降幅約為20.96%；易溶鹽含量平均減少11.20%，中溶鹽含量平均減少30.71%，難溶鹽含量平均減少58.09%（圖4）。

3 物理性質(zhì)

長期灌溉對黃土物質(zhì)組成產(chǎn)生顯著影響，勢必引起黃土物理性質(zhì)發(fā)生某些變化。本文以此為出發(fā)點，探究了長期灌溉對黃土物理性質(zhì)的影響，試驗結(jié)果見表1和圖5～8。經(jīng)過長期農(nóng)業(yè)灌溉，甘肅黑方臺地區(qū)黃土天然密度、含水率、干密度和孔隙比變化顯著，而相對密度、粒組含量和界限含水率變化相對不明顯。與樣品TJ-1相比，樣品TJ-2黃土天然密度平均增加0.26 g?cm-3；含水率平均增加9.51%；干密度平均增加0.12 g?cm-3；孔隙比平均減少0.18。樣品TJ-2黃土干密度增大應是灌溉過程中黃土濕陷造成的：文獻記載1968～2012年初，臺塬地面沉陷2～4 m[26]；在室內(nèi)開展淋濾試驗過程中，也觀察到有明顯濕陷現(xiàn)象（圖9）。由此推斷，灌溉過程中黃土發(fā)生濕陷，造成土體干密度增大，孔隙比減小。相對密度與土體礦物成分種類及含量密切相關，試驗結(jié)果表明長期灌溉對黃土相對密度影響甚微。利用激光粒度儀測量了黃土的粒度分布，圖10為深度4 m處黃土的粒度分布。與樣品TJ-1相比，樣品TJ-2黃土中黏粒含量平均增多0.6%，粉粒含量平均減少0.1%，砂粒含量平均減少0.5%，同時塑性指數(shù)有所增大。大量研究資料表明[14-18]，鹽分在土體中起膠結(jié)與填充作用。樣品TJ-2黃土在長期灌溉條件下，土中可溶鹽含量減少，膠結(jié)弱化，造成粗顆粒分散，黏粒含量增多，塑性指數(shù)增大。

4 力學性質(zhì)

4.1 試驗方案

甘肅黑方臺地區(qū)黃土具有強烈濕陷性，為避免濕陷的影響，故在室內(nèi)進行淋濾試驗模擬現(xiàn)場灌溉過程，制備不同淋濾時間的土樣。黑方臺地區(qū)灌溉水中離子種類與含量[27]和自來水相似（表2），故用自來水替代。淋濾試驗過程如下：將從樣品TJ-1采樣點取回的原狀土樣削成直徑為100 mm，高為160 mm的土柱，用涂有薄層凡士林的保鮮膜包裹土柱側(cè)面，緩慢將其放入內(nèi)壁涂抹凡士林的淋濾裝置，上、下分別放置濾紙和周圍涂抹玻璃膠的透水石，以避免淋濾裝置內(nèi)壁出現(xiàn)優(yōu)先流；靜置12 h后，開始進行淋濾試驗（圖11），穩(wěn)定10 mm水頭，自淋濾裝置底部有淋濾液滲出時開始計時，稱重、烘干淋濾液并繪制淋濾曲線（圖12），達到設定淋濾時間后，移除水頭并靜置，待底部不再滲水后，將淋濾土樣風干至原重，進行三軸試驗。

三軸試驗所用試樣按深度不同分為3組，第一組為7.5～9.5 m，第二組為19.0～19.7 m，第三組為29.4～32.0 m，每組試樣分為3級固結(jié)壓力（100、200、400 kPa）。對照組為樣品TJ-1未淋濾黃土，試驗組淋濾時間根據(jù)淋濾曲線結(jié)果分別設置為8 h、3 d和15 d。為驗證淋濾效果，采用ICS-1100離子色譜儀測試了淋濾液中相關離子質(zhì)量濃度，試驗結(jié)果見圖13。以樣品TJ-1深度8.5 m處土樣淋濾液中SO2-4質(zhì)量濃度為例，淋濾8 h時，該離子質(zhì)量濃度為7 570.84 mg?L-1；淋濾3 d時，該離子質(zhì)量濃度降低為2 825.96 mg?L-1；淋濾15 d時，該離子質(zhì)量濃度僅為586.22 mg?L-1。

[5]胡 煒，朱立峰，張茂省，等.灌溉引起的黃土工程地質(zhì)性質(zhì)變化[J].地質(zhì)通報，2013，32（6）：875-880.

HU Wei，ZHU Li-feng，ZHANG Mao-sheng，et al.The Changes of Engineering Geological Properties of Loess Caused by Irrigation[J].Geological Bulletin of China，2013，32（6）：875-880.

[6]張茂省，朱立峰，胡 煒，等.灌溉引起的地質(zhì)環(huán)境變化與黃土地質(zhì)災害：以甘肅黑方臺灌區(qū)為例[M].北京：科學出版社，2016.

ZHANG Mao-sheng，ZHU Li-feng，HU Wei，et al.The Changes of the Geological Environment and the Geological Disaster of Loess by Irrigation：A Case Study of Heifangtai Irrigation Area，Gansu Province[M].Beijing：Science Press，2016.

[7]張茂省，李同錄.黃土滑坡誘發(fā)因素及其形成機理研究[J].工程地質(zhì)學報，2011，19（4）：530-540.

ZHANG Mao-sheng，LI Tong-lu.Triggering Factors and Forming Mechanism of Loess Landslides[J].Journal of Engineering Geology，2011，19（4）：530-540.

[8]習 羽，李同錄，邢鮮麗.灌渠滲漏誘發(fā)的黃土滑坡泥流觸發(fā)機理分析[J].地球科學與環(huán)境學報，2017，39（1）：135-142.

XI Yu，LI Tong-lu，XING Xian-li.Analysis of the Triggering Mechanism of a Loess Flowslide Induced by Water Canal Leakage[J].Journal of Earth Sciences and Environment，2017，39（1）：135-142.

[9]王家鼎.高速黃土滑坡的一種機理：飽和黃土蠕動液化[J].地質(zhì)論評，1992，38（6）：532-539.

WANG Jia-ding.A Mechanism of High-speed Loess Landslides：Saturated Loess Creeping Liquefaction[J].Geological Review，1992，38（6）：532-539.

[10]趙春宏，戴福初.深圳某填土滑坡破壞機理研究[J].中國地質(zhì)災害與防治學報，2007，18（2）：1-8.

ZHAO Chun-hong，DAI Fu-chu.Study on Failure Mechanism of a Fill Slope in Shenzhen[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2007，18（2）：1-8.

[11]金艷麗，戴福初.灌溉誘發(fā)黃土滑坡機理研究[J].巖土工程學報，2007，29（10）：1493-1499.

JIN Yan-li，DAI Fu-chu.The Mechanism of Irrigation-induced Landslides of Loess[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2007，29（10）：1493-1499.

[12]金G麗，戴福初.飽和黃土的靜態(tài)液化特性試驗研究[J].巖土力學，2008，29（12）：3293-3298.

JIN Yan-li，DAI Fu-chu.Experimental Investigation of Static Liquefaction of Saturated Loess[J].Rock and Soil Mechanics，2008，29（12）：3293-3298.

[13]武彩霞，許 領，戴福初，等.黑方臺黃土泥流滑坡及發(fā)生機制研究[J].巖土力學，2011，32（6）：1767-1773.

WU Cai-xia，XU Ling，DAI Fu-chu，et al.Topographic Features and Initiation of Earth Flows on Heifangtai Loess Plateau[J].Rock and Soil Mechanics，2011，32（6）：1767-1773.

[14]邴 慧，武俊杰，鄧 津.黃土狀鹽漬土洗鹽前后物理力學性質(zhì)的變化[J].冰川凍土，2011，33（4）：796-800.

BING Hui，WU Jun-jie，DENG Jin.Variations of Physical and Mechanical Properties of Saline Loess Before and After Desalting[J].Journal of Glaciology and Geocryology，2011，33（4）：796-800.

[15]WEN B P，HE L.Influence of Lixiviation by Irrigation Water on Residual Shear Strength of Weathered Red Mudstone in Northwest China：Implication for Its Role in Landslides Reactivation[J].Engineering Geology，2012，151：56-63.

[16]何 蕾，文寶萍.灌溉溶濾對西北地區(qū)紅層風化泥巖不排水抗剪強度的影響[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2014，41（3）：47-52.

HE Lei，WEN Bao-ping.Effect of Lixiviation by Irrigation Water on Undrained Shear Strength of Weathered Red Mudstone in Northwest China[J].Hydrogeology and Engineering Geology，2014，41（3）：47-52.

[17]盧雪清.鹽分變化對黃土強度特性影響的試驗研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2012.

LU Xue-qing.Study on the Effect of Salinity Changes on Strength Character of Loess[D].Yangling：Northwest A&F University，2012.

[18]ZHANG F Y，WANG G H，KAMAI T，et al.Undrained Shear Behavior of Loess Saturated with Different Concentrations of Sodium Chloride Solution[J].Engineering Geology，2013，155：69-79.

[19]許 強，彭大雷，亓 星，等.2015年4.29甘肅黑方臺黨川2#滑坡基本特征與成因機理研究[J].工程地質(zhì)學報，2016，24（2）：167-180.

XU Qiang，PENG Da-lei，QI Xing，et al.Dangchuan 2# Landslide of April 29，2015 in Heifangtai Area of Gansu Province：Characteristices and Failure Mechanism[J].Journal of Engineering Geology，2016，24（2）：167-180.

[20]亓 星，許 強，彭大雷，等.地下水誘發(fā)漸進后退式黃土滑坡成因機理研究：以甘肅黑方臺灌溉型黃土滑坡為例[J].工程地質(zhì)學報，2017，25（1）：147-153.

QI Xing，XU Qiang，PENG Da-lei，et al.Mechanism of Gradual Retreat Loess Landslide Caused by Groundwater：A Case Study of the Irrigation Loess Landslide in Heifangtai，Gansu Province[J].Journal of Engineering Geology，2017，25（1）：147-153.

[21]曹從伍，許 強，彭大雷，等.基于物理模擬實驗的黑方臺黃土滑坡破壞機理研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2016，43（4）：72-77.

CAO Cong-wu，XU Qiang，PENG Da-lei，et al.Research on the Failure Mechanism of the Heifangtai Loess Landslides Based on the Physical Simulation Experiments[J].Hydrogeology and Engineering Geology，2016，43（4）：72-77.

[22]李錦，許 強，何雨森，等.甘肅黑方臺滑坡滑距參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2016，43（4）：141-146，152.

LI Hua-jin，XU Qiang，HE Yu-sen，et al.BP Neural Network Model for Analyzing the Impact Factors of the Travel Distance of the Heifangtai Landslide in Gansu[J].Hydrogeology and Engineering Geology，2016，43（4）：141-146，152.

[23]周 飛，許 強，巨袁臻，等.黑方臺黃土斜坡變形破壞機理研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2017，44（1）：157-163.

ZHOU Fei，XU Qiang，JU Yuan-zhen，et al.A Study of the Deformation and Failure Mechanism of the Heifangtai Loess Slope[J].Hydrogeology and Engineering Geology，2017，44（1）：157-163.

[24]谷天峰，朱立峰，胡 煒，等.灌溉引起地下水位上升對斜坡穩(wěn)定性的影響：以甘肅黑方臺為例[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2015，29（2）：408-413.

GU Tian-feng，ZHU Li-feng，HU Wei，et al.Effect on Slope Stability due to Groundwater Rising Caused by Irrigation：A Case Study of Heifang Platform in Gansu，China[J].Geoscience，2015，29（2）：408-413.

[25]關文章.試論可溶鹽與黃土濕陷機理[J].桂林冶金地質(zhì)學院學報，1986，6（3）：271-278.

GUAN Wen-zhang.On Soluble Salts and the Mechanism of Loess Collapsibility[J].Journal of Guilin College of Geology，1986，6（3）：271-278.

[26]文寶萍，余志山，黎志恒，等.灌溉條件下黑方臺黃土濕陷特征及其內(nèi)在機理[J].蘭州大學學報：自然科學版，2015，51（6）：777-785.

WEN Bao-ping，YU Zhi-shan，LI Zhi-heng，et al.Collapsibility of the Loess Soils on Heifangtai Tableland Due to Wetting by Flooding Irrigation and Its Mechanism[J].Journal of Lanzhou University：Natural Sciences，2015，51（6）：777-785.

[27]陳 瑾，韓慶憲，李保雄.永靖黑方臺灌區(qū)臺面沉陷災害、水土流失及防治[J].中國水土保持，1999（4）：15-17.

CHEN Jin，HAN Qing-xian，LI Bao-xiong.Land Surface Settlement，Soil Loss and Corresponding Harness in Heifangtai Irrigation Area in Yongjing County[J].Soil and Water Conservation in China，1999（4）：15-17.

[28]BS 1377-8：1990.British Standard Methods of Test for Soil for Civil Engineering Purposes Part 8：Shear Strength Tests（Effective Stress）[S].

[29]POULOS S J，CASTRO G，F(xiàn)RANCE J W.Liquefaction Evaluation Procedure[J].Journal of Geotechnical Engineering，1985，111（6）：772-792.

第8篇：物理性質(zhì)范文

關鍵詞：南沙地區(qū)軟土 抗剪強度指標物理指標相關性分析研究

Abstract: The data of geotechnical investigation of multiple projects in Guangzhou Nansha area based on the evaluation, engineering properties of the soft soil in Nansha area; through multiple regression analysis, established the regression between the internal friction angle and water content, void ratio and cohesion and water content, plasticity index; through the analysis of correlation, master the relationship between shear strength and the relevant physical indicators. To provide a certain basis research results for the value of soft soil engineering in the region, has a certain theoretical and practical significance.

Key words: soft soil in Nansha area; shear strength; physical parameters; analysis of correlation

中圖分類號：TU447 文獻標識碼：A 文章編號：

1概述

廣州南沙作為我國首批對外開放的東南沿海重要港口城市和珠江三角洲經(jīng)濟中心，是國務院批準設立的首批國家級經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，也是廣州市改革開放的窗口。按照《珠江三角洲改革發(fā)展規(guī)劃綱要》，南沙地區(qū)將發(fā)展為集物流產(chǎn)業(yè)、鄰港產(chǎn)業(yè)及高新技術產(chǎn)業(yè)為一體的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)基地。南沙是我國軟土分布較為廣泛的地區(qū)之一，是我國三角洲相軟土的典型代表，具有孔隙比大、含水量高、工程性質(zhì)變化范圍大的特征。然而對該地區(qū)軟土工程特性的研究工作起步較晚，原始數(shù)據(jù)采集難度大且許多研究工作僅針對某個具體工程開展，對整個區(qū)域內(nèi)軟土物理力學指標缺乏系統(tǒng)的研究，特別是對于工程建設中常用的抗剪強度指標研究不夠，對其影響的主控因素和相互關系尚有待進一步研究，致使在實際工程中經(jīng)常因處理方法未能針對其特點而效果不佳。

本文正是基于這種背景，結(jié)合多個廣州南沙地區(qū)巖土工程勘察資料，在明確該地區(qū)軟土類型和各類軟土物理力學參數(shù)相關性的基礎上，重點研究軟土抗剪強度指標與其物理指標的相關性分析。從而在減少勘察費用、縮短工期的情況下對區(qū)域內(nèi)軟土的抗剪強度指標有較全面的了解，具有一定的理論意義和實際應用價值。

2、廣州南沙地區(qū)軟土的基本特征

廣州南沙地區(qū)位于珠江出海口虎門水道西岸，是西江、北江、東江三江匯集之處，屬河流沖積物覆蓋海相層的二元相結(jié)構(gòu)，為珠江三角洲沖積平原地貌，屬珠江I級階地，地勢開闊低平，水網(wǎng)密布，湖塘眾多，入?？诘貐^(qū)大多為圍墾填地。南沙地區(qū)軟土主要包括淤泥及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，由于土的類型不同，其相應的物理力學性質(zhì)也有所不同，因此，在軟土物理力學性質(zhì)指標的統(tǒng)計分析中，要對以上兩種類型的軟土分別進行分析。

該地區(qū)軟土屬于海陸交互相沉積和河流相沖積，厚度可達30m，屬典型的軟弱地基。南沙地區(qū)軟土性質(zhì)特點如下：

1）含水量高：一般大于40%，統(tǒng)計平均范圍值為60～70%，部分區(qū)域高達95%； 2）天然孔隙比大：天然孔隙比平均范圍值為1.23～1.62； 3）壓縮性高：壓縮系數(shù)大，壓縮模量小，多處于欠固結(jié)狀態(tài)，在工程性質(zhì)表現(xiàn)為沉降量大；4) 抗剪強度低：粘聚力平均范圍值為4.0～8.0kPa，內(nèi)摩擦角平均范圍為5.0～9.0度； 5）固結(jié)系數(shù)小:固結(jié)系數(shù)平均范圍值為0.90～1.50×10-3cm2/s； 6）結(jié)構(gòu)性強：觸變靈敏度St=1.5～4.3，局部高達6.0～8.0，遠高于其它地區(qū)；7）承載力低：地基承載力特征值一般為40～80kPa，不進行地基加固則很難滿足工程建設需要。

3、抗剪強度指標與物理指標間的相關性分析

由于軟土易擾動，且存在流塑性，需要采用較多數(shù)量的原狀土樣，進行重復的土工試驗，以確定土性參數(shù)，這將需要大量的工程費用。運用數(shù)理統(tǒng)計方法中的回歸分析對各指標的相關性進行分析，可獲得各指標間的規(guī)律性關系，通過較易取得的物理指標反演較難得到的力學性質(zhì)指標，也可以作為檢驗室內(nèi)試驗指標的參考依據(jù)，為工程設計服務。

大量的試驗數(shù)據(jù)，通過相關性分析，能揭示指標之間的內(nèi)在聯(lián)系。為了比較全面的研究南沙地區(qū)軟土抗剪強度指標與物理指標間的相互關系，采用多元線性回歸方法，建立它們之間的回歸方程和相關系數(shù)。

3.1 多元線性回歸方法[1]

假設變量y與另外P個變量的聯(lián)系是線性的，它的第a試驗數(shù)據(jù)是：

那么這一組數(shù)據(jù)可以假設有如下的結(jié)構(gòu)式：

式中是+1個待估計參數(shù)；是個可以精確測量或可控制的一般變量；是個相互獨立且服從同一正態(tài)分布的隨機變量，采用最小二乘法來估計參數(shù)β。

設分別是參數(shù)的最小二乘估計，則回歸方程為：

3.2 軟土抗剪強度主要影響因素

軟土的物理性質(zhì)指標容易測出，而強度指標相對較難，試驗過程較復雜，試驗周期較長，人為誤差較大，若能建立強度指標與物理指標間的相關關系，則對實際工作有較強的參考價值。影響土體抗剪強度的因素很多，土的抗剪強度及影響因素的關系可以定性地用以下公式表示：

式中e為孔隙比；C為土的組成；H為應力歷史；T為溫度，ε和ε′分別為應變和應變率；S為土的結(jié)構(gòu)；c和φ分別粘聚力和內(nèi)摩擦角。而且各因素之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系，特別是力學指標粘聚力c和內(nèi)摩擦角φ，是軟土工程設計中考慮最多的指標，它們往往受到多個指標的影響。要想得到與實際較為相符的結(jié)果，必須同時考慮多個因素對其的影響，分析其與多個物理性質(zhì)指標間的關系。

本文主要探討內(nèi)摩擦角φ與天然含水量w、孔隙比e及粘聚力c與天然含水量w、塑性指數(shù)Ip之間的內(nèi)在聯(lián)系，并著重分析天然含水量w、孔隙比e、塑性指數(shù)Ip對內(nèi)摩擦角φ和粘聚力c的影響范圍及原因。

第9篇：物理性質(zhì)范文

關鍵詞 集輸管網(wǎng)運行管理 減少污染 降低費用

中圖分類號：TU996 文獻標識碼：A

1 加強人防、物防及技防力度

針對管網(wǎng)穿孔污染及青苗費高額支出現(xiàn)狀，我們首先要從盡最大可能降低污染做起，認真做好“三防”建設。按照“人防抓落實、物防抓鞏固、技防抓提高”的總體要求，對各個防范環(huán)節(jié)制定相應的防范措施，加強內(nèi)部管理和督導落實。

1.1加強“人防”管理

（1）加強職工的思想教育，使每一名職工都能充分發(fā)揮主人翁責任，做一名優(yōu)秀的企業(yè)管理者。（2）成立專職的外輸線巡線班。抽取品質(zhì)好、體質(zhì)好、熟悉線路的職工，聯(lián)合礦民警隊人員，共同負責夜間外輸線的巡邏工作。（3）白天實施步行巡線制度。每天由專人對所屬管線重點路段進行步行巡查，主要檢查有無管線穿孔，有無盜油的可疑線索，管線途徑地有無污染。每周由各隊站組織一次大型人工巡線，對管線全程進行大規(guī)模的步行巡查，對可疑點進行逐一排除。

1.2鞏固“物防”管理

加強重點防范設施的配備，完善各項管理制度及防控措施，加強重點部位外輸線巡護，擴大防控范圍。

（1）針對外輸線打眼嚴重，運用新型檢測儀，能夠?qū)δ骋坏囟伪I油發(fā)出警報，能夠及時采取措施，減小污染范圍。（2） 夜間巡線人員配備必備的防身器械、夜視儀等，以備及時發(fā)現(xiàn)情況及時匯報聯(lián)系民警隊出警處理。（3）安裝外輸線泄漏報警儀，對外輸線泄漏情況進行實時監(jiān)控。（4） 完善站內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，做到站內(nèi)各生產(chǎn)崗位、運行管網(wǎng)實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

1.3提高“技防”力度

不斷完善網(wǎng)絡監(jiān)控，利用好外輸線監(jiān)控自動報警，不斷提升主要生產(chǎn)設施的防范控制水平。

（1）設置監(jiān)控崗，實時監(jiān)控各外輸線運行情況，及時發(fā)現(xiàn)管道泄漏。（2）建立流量計對比臺帳及外輸線分析臺帳，在外輸線監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)問題的同時，結(jié)合流量計對比一分鐘數(shù)據(jù)更加準確的判斷輸差的形成的影響因素。

2 合理控制參數(shù)，嚴禁管線超溫、超壓運行

原油集輸管線由于使用年久，管內(nèi)介質(zhì)各有不同，管線自身腐蝕穿孔情況相對較為嚴重，尤其是部分高含水管線內(nèi)部結(jié)垢嚴重，管線的外輸能力大大下降，為保證聯(lián)合站大罐庫存，多數(shù)站均采用提壓外輸，結(jié)果只能使得管線的運行效率不斷降低，形成惡性循環(huán)，也給管線穿孔埋下了較大的安全隱患。同時，由于外輸線較長，管線沿程溫降幅度較大，要保證末站進站原油溫度，只能提高首站出站溫度，而常年的高溫運行，也使得管線的彈性系數(shù)不斷下降。因此，合理控制運行參數(shù)，嚴禁管線超溫、超壓運行也是降低管線腐蝕穿孔頻率的一項重要指標。

3加強信息分析及反饋機制

在“三防”管理的基礎上，建立外輸線的外輸參數(shù)監(jiān)控及參數(shù)變化信息反饋機制。聯(lián)合站設立中控崗，主要任務是負責外輸線壓力、流量的實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)參數(shù)突變及時排除相關各站操作因素，通過系統(tǒng)的報警定位對可疑情況予以進一步的確認并及時地將信息反饋到礦調(diào)度、礦保衛(wèi)和巡線班，避免盲目性，爭取在最短的時間內(nèi)將可疑情況發(fā)現(xiàn)。

4提高污水外輸線的重視力度

近年來，隨著環(huán)保生產(chǎn)的大力推行，環(huán)境保護工作日趨重要，污水外流污染的處罰日趨嚴重，污水管線穿孔污染的青苗賠償費用較原油管線穿孔有過之而不及。而污水管線由于受到外輸污水介質(zhì)物理性質(zhì)的影響，其腐蝕穿孔的速度非?？欤律系奈鬯芫€通常使用時間不足一年就開始頻繁穿孔。因此，將污水外輸線的管理納入重點，提高污水外輸線的重視力度，對已經(jīng)腐蝕嚴重的管線加快更新力度，加強污水管線的日常巡線、維護及監(jiān)控工作，對于管線的穿孔及滲漏現(xiàn)象能夠及時發(fā)現(xiàn)及時進行處理，盡量把管線穿孔污染降低到最低限度，這也是加強集輸管網(wǎng)管理，降低青苗費支出的一項非常重要的工作。