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pH调控脲酶构象影响微生物诱导碳酸盐沉淀效能及模拟研究
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作者 章求才 郑逸非 +3 位作者 黄梅钟 沈修康 伍玲玲 张志军 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2025年第6期879-894,共16页
微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术的工程应用受限于脲酶在极端pH下的构象动态调控机制。本研究以巴氏芽孢杆菌脲酶α亚基为对象,结合电导率试验和恒pH分子动力学模拟,系统解析pH 3~11范围... 微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术的工程应用受限于脲酶在极端pH下的构象动态调控机制。本研究以巴氏芽孢杆菌脲酶α亚基为对象,结合电导率试验和恒pH分子动力学模拟,系统解析pH 3~11范围内活性位点构象动态及其对催化功能的影响。结果表明,中性条件(pH 7~8)下,关键组氨酸残基(HIS139/HIS249)位移最小(<0.5?),氢键寿命最长(>8 ps),构象稳定性(均方根偏差,root mean square deviation, RMSD:0.15~0.18 nm)和催化活性最高(电导率变化率0.03 mS/cm·min-1,碳酸钙沉淀量3.84 g);极端pH(pH 3/11)导致活性位点构象崩塌(位移达1.8?),催化功能丧失。分子动力学模拟揭示,中性环境通过维持活性位点空腔体积(约120?3)和中等构象相干性(相关系数~0.8)形成质子化依赖的协同变构网络。本研究创新性地阐明pH通过调控质子化状态介导脲酶构象动态的分子机制,为MICP技术在酸性尾矿修复和碱性土壤改良中的应用提供理论指导。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 脲酶诱导碳酸钙沉淀 脲酶 分子动力学
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反复干湿循环对尾矿的力学特性影响研究 被引量:1
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作者 窦玫琦 田亚坤 +3 位作者 伍玲玲 章求才 刘永 张志军 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2020年第7期93-99,共7页
为研究尾矿的物理力学性质对尾矿坝的稳定性影响,以湖南省某铅锌矿作为研究对象,通过非饱和室内三轴剪切试验测试试样,经过多次吸湿—脱湿路径后的物理力学特性,研究干湿循环作用对尾矿的强度特性影响。试验结果表明:偏应力峰值随干湿... 为研究尾矿的物理力学性质对尾矿坝的稳定性影响,以湖南省某铅锌矿作为研究对象,通过非饱和室内三轴剪切试验测试试样,经过多次吸湿—脱湿路径后的物理力学特性,研究干湿循环作用对尾矿的强度特性影响。试验结果表明:偏应力峰值随干湿循环次数的增加而减小,并于三次后基本趋于稳定;随干湿循环次数的增加,试样刚度软化现象加剧,应力-应变曲线由强化型转为平稳型;在经历多次干湿循环后试样土体会发生不可逆转的变化。 展开更多
关键词 干湿循环 力学特性 尾矿
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干湿循环和含水率对尾砂压缩固结特性的影响研究 被引量:3
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作者 王仲辉 王千福 +3 位作者 田亚坤 伍玲玲 禹雪阳 张志军 《黄金科学技术》 CSCD 2022年第1期54-63,共10页
为辅助计算尾矿存积的沉降距离,指导放矿、尾矿子坝堆筑,提高尾矿坝的经济效益。研究干湿循环作用和含水率对湖南某金属尾矿库尾砂的压缩固结特性的影响。对含水率为10%、12%、14%、16%和18%的尾砂分别进行0~5次脱湿—吸湿—再脱湿试验... 为辅助计算尾矿存积的沉降距离,指导放矿、尾矿子坝堆筑,提高尾矿坝的经济效益。研究干湿循环作用和含水率对湖南某金属尾矿库尾砂的压缩固结特性的影响。对含水率为10%、12%、14%、16%和18%的尾砂分别进行0~5次脱湿—吸湿—再脱湿试验,借助GZQ-1型全自动高压固结仪对试样开展了快速固结试验。研究结果表明:(1)相同条件下,孔隙比随着压力的上升而减少;(2)相同循环次数下,压缩系数随着含水率的上升而增加;相同含水率下,压缩系数随着干湿循环次数的增加呈“Λ”型变化;(3)不经干湿循环,固结系数随含水率的增加先上升后下降;在相同含水率条件下,随干湿循环次数的增加,固结系数的变化大致呈M型波动。前期循环过程受力以毛细水压力为主导,待颗粒运动稳定,尾砂孔隙结构发育完全,受力以黏结力和摩擦力为主导。 展开更多
关键词 干湿循环 含水率 尾砂 E-P曲线 压缩系数 固结系数
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电势梯度对铀尾矿砂电渗效果的模型试验研究 被引量:1
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作者 邓金翔 田亚坤 +3 位作者 刘永 伍玲玲 郑槐淼 张志军 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2020年第12期99-112,共14页
为探究电渗法对铀尾矿砂排水效果及规律特性的影响,在不同电势梯度下对铀尾砂进行室内电渗模型试验。通过测量各梯度下电渗排水量、电势、电流、能耗、砂体沉降、含水率等数值,进一步分析电极腐蚀与电势梯度、电流的关系。结果表明:电... 为探究电渗法对铀尾矿砂排水效果及规律特性的影响,在不同电势梯度下对铀尾砂进行室内电渗模型试验。通过测量各梯度下电渗排水量、电势、电流、能耗、砂体沉降、含水率等数值,进一步分析电极腐蚀与电势梯度、电流的关系。结果表明:电渗能有效降低铀尾砂含水率,一般情况下排水量满足随电势梯度的增大而增多,在设置的五组梯度中,E4(1.25 V/cm)梯度下排水量最大;试验中有效电势与电流在变化趋势上较一致,随着砂体含水率的降低,内部阻值增大,不同电势梯度下其内部形成的场强不同,高梯度下有效电势、电流先增加后持续降低,低梯度下变化幅度较小;电极腐蚀与电势梯度关系密切,设置组下最高梯度相比最低梯度阳极腐蚀量增加明显;电势梯度、温度、尾砂电渗透系数均对试样的含水率有较大影响,在取样测量含水率后E3(1.0 V/cm)梯度下含水率降至最低。 展开更多
关键词 铀尾矿砂 电渗排水 电势梯度 模型试验 含水率
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干湿循环作用下不同围压尾砂的力学特性 被引量:4
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作者 郭要辉 田亚坤 +4 位作者 伍玲玲 张志军 窦玫琦 贺桂成 喻清 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2020年第4期87-93,共7页
为探究吸湿脱湿循环作用下湖南省某尾矿库尾砂在不同围压下力学行为的变化规律,对尾砂试样进行0~6次吸湿脱湿循环试验。在围压为100、200、300 kPa的情况下分别对特定的尾砂试样进行室内常规三轴试验,得到了尾砂试样的承载能力变化趋势... 为探究吸湿脱湿循环作用下湖南省某尾矿库尾砂在不同围压下力学行为的变化规律,对尾砂试样进行0~6次吸湿脱湿循环试验。在围压为100、200、300 kPa的情况下分别对特定的尾砂试样进行室内常规三轴试验,得到了尾砂试样的承载能力变化趋势、吸湿脱湿循环对尾砂试样黏聚力和内摩擦角的影响、孔隙水压力与剪缩剪胀之间的关联等力学特性。试验结果表明:随着吸湿脱湿循环次数的增加,尾砂试样强度逐渐减弱且初次吸湿脱湿循环后强度下降较明显;吸湿脱湿循环导致尾砂试样内摩擦角和黏聚力下降;孔隙水压力的变化趋势在一定程度上能反映试样的剪缩剪胀特性;吸湿脱湿循环和高围压作用对试样的剪胀特性均有一定的抑制作用。 展开更多
关键词 尾矿砂 吸湿脱湿 剪胀 孔隙水压力
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