2017年第39卷第5期文章目次
2017, 39(5):1-8.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.001
摘要:
收集中国已有地表沉降监测数据及土体损失率统计分析数据，结合长株潭城际高铁Ⅱ标树木岭盾构隧道进口树木林车站区间16个监测断面数据及其详细地层信息，分析土压平衡盾构隧道施工引起的地层损失规律影响因素。分析表明，土压平衡盾构隧道施工引起的土体损失率的累积概率较好的服从对数正态分布；土体损失率随着埋深或深径比的增大，呈现逐渐减小并趋于稳定的趋势，且两者关系可近似采用幂函数拟合；当H大于20 m或H/D大于3.25时，土体损失率基本稳定在0.75%附近，且对应地层信息表明盾构隧道施工时其上覆岩层呈现拱效应，说明盾构隧道施工中其顶部土层成拱效应可较好的控制土体损失；土体损失率或名义土体损失率随着盾构开挖通过时间的增加而逐渐增大，且趋于稳定，说明固结变形对名义土体损失率的影响较大，最大可达瞬时沉降所引起土体损失率的4.58倍。
收集中国已有地表沉降监测数据及土体损失率统计分析数据，结合长株潭城际高铁Ⅱ标树木岭盾构隧道进口树木林车站区间16个监测断面数据及其详细地层信息，分析土压平衡盾构隧道施工引起的地层损失规律影响因素。分析表明，土压平衡盾构隧道施工引起的土体损失率的累积概率较好的服从对数正态分布；土体损失率随着埋深或深径比的增大，呈现逐渐减小并趋于稳定的趋势，且两者关系可近似采用幂函数拟合；当H大于20 m或H/D大于3.25时，土体损失率基本稳定在0.75%附近，且对应地层信息表明盾构隧道施工时其上覆岩层呈现拱效应，说明盾构隧道施工中其顶部土层成拱效应可较好的控制土体损失；土体损失率或名义土体损失率随着盾构开挖通过时间的增加而逐渐增大，且趋于稳定，说明固结变形对名义土体损失率的影响较大，最大可达瞬时沉降所引起土体损失率的4.58倍。
2017, 39(5):9-15.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.002
摘要:
古建筑木结构的斗栱做法有偷心造和计心造两种基本形式，为研究这两种斗栱力学性能的差异，以饶益寺大佛殿的偷心造与计心造斗栱为研究对象，建立偷心造与计心造斗栱的有限元模型，用某斗栱的试验数据验证了有限元模型的正确性，并分析这两种斗栱在竖向荷载和水平低周反复荷载作用下的力学性能。研究结果表明：在竖向荷载作用下，由于计心造斗栱的横栱比偷心造斗栱多，其竖向荷载位移曲线有一个明显的强化阶段，导致其极限承载力比偷心造斗栱大29.9%；在水平低周反复荷载作用下，两种斗栱的滞回曲线都比较饱满，均表现出较好的耗能能力，但二者相差不大。
古建筑木结构的斗栱做法有偷心造和计心造两种基本形式，为研究这两种斗栱力学性能的差异，以饶益寺大佛殿的偷心造与计心造斗栱为研究对象，建立偷心造与计心造斗栱的有限元模型，用某斗栱的试验数据验证了有限元模型的正确性，并分析这两种斗栱在竖向荷载和水平低周反复荷载作用下的力学性能。研究结果表明：在竖向荷载作用下，由于计心造斗栱的横栱比偷心造斗栱多，其竖向荷载位移曲线有一个明显的强化阶段，导致其极限承载力比偷心造斗栱大29.9%；在水平低周反复荷载作用下，两种斗栱的滞回曲线都比较饱满，均表现出较好的耗能能力，但二者相差不大。
2017, 39(5):16-22.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.003
摘要:
对3榀CFRP筋转换梁框支剪力墙进行了低周往复荷载试验，并与1榀全钢筋转换梁框支剪力墙对比，分析了其破坏模式、受力特征和滞回特征等抗震性能。通过OpenSees分析平台，选取基于刚度法理论的非线性梁柱单元，并结合零长度转动弹簧单元，建立了合理考虑纵筋粘结滑移的CFRP筋转换梁框支剪力墙数值分析模型。结果表明：考虑了纵筋粘结滑移的数值模型能较好地模拟CFRP筋转换梁框支剪力墙在低周往复荷载作用下滞回曲线的捏缩特性，对试件屈服荷载和极限承载力也有较好的模拟精度。
对3榀CFRP筋转换梁框支剪力墙进行了低周往复荷载试验，并与1榀全钢筋转换梁框支剪力墙对比，分析了其破坏模式、受力特征和滞回特征等抗震性能。通过OpenSees分析平台，选取基于刚度法理论的非线性梁柱单元，并结合零长度转动弹簧单元，建立了合理考虑纵筋粘结滑移的CFRP筋转换梁框支剪力墙数值分析模型。结果表明：考虑了纵筋粘结滑移的数值模型能较好地模拟CFRP筋转换梁框支剪力墙在低周往复荷载作用下滞回曲线的捏缩特性，对试件屈服荷载和极限承载力也有较好的模拟精度。
2017, 39(5):23-30.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.004
摘要:
为研究桩头转动约束及桩身初始微倾斜对纵横向组合荷载作用下桩身侧向响应的影响，基于三参数形式的地基水平抗力系数，通过矩阵运算提出了桩身变形和内力的半解析解，并与模型试验结果及已有解计算结果进行对比以验证其可靠性。计算结果表明：桩头转动刚度增加时，桩顶位移和地表以下桩身最大弯矩减小，桩顶弯矩和地表以下桩身最大弯矩距离桩顶的距离增大。桩身初始倾角增加时，桩身最大位移和最大弯矩均线性增大，且随纵向荷载的增加其变化速率逐渐增大；纵向荷载增加时，桩身最大位移和最大弯矩均增大，且随纵向荷载和桩身初始倾角的增加其变化速率逐渐增大，而地表以下桩身最大弯矩距离地表的距离呈线性减小。
为研究桩头转动约束及桩身初始微倾斜对纵横向组合荷载作用下桩身侧向响应的影响，基于三参数形式的地基水平抗力系数，通过矩阵运算提出了桩身变形和内力的半解析解，并与模型试验结果及已有解计算结果进行对比以验证其可靠性。计算结果表明：桩头转动刚度增加时，桩顶位移和地表以下桩身最大弯矩减小，桩顶弯矩和地表以下桩身最大弯矩距离桩顶的距离增大。桩身初始倾角增加时，桩身最大位移和最大弯矩均线性增大，且随纵向荷载的增加其变化速率逐渐增大；纵向荷载增加时，桩身最大位移和最大弯矩均增大，且随纵向荷载和桩身初始倾角的增加其变化速率逐渐增大，而地表以下桩身最大弯矩距离地表的距离呈线性减小。
2017, 39(5):31-39.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.005
摘要:
对叶片镶嵌有微型土压力盒的自制全尺寸单叶片螺旋锚桩进行竖向拉拔试验，记录不同埋深下安装扭矩、桩身位移和叶片表面土压力随上拔荷载的变化情况。分析安装扭矩、极限抗拔承载力与埋深比三者之间的相互关系，并初步探究螺旋叶片表面的土压力分布规律。结果表明，在试验研究范围内，安装扭矩和极限承载力都随埋深比的增加呈线性增大，二者受共同因素影响，线性相关程度明显；在上拔过程中，叶片上表面土压力增量从根部到边缘呈逐渐增大趋势，下表面土压力增量则远小于上表面，且大部分区域压力基本保持不变，少数边缘区域增大；叶片上下表面土压力合力随上拔荷载的增加而增大；桩土之间摩阻力的发挥则呈抛物线形，当上拔位移达到土体破坏极限位移量时，摩阻力达到峰值，而后逐渐减小到零；可以通过叶片表面土压力的分布来计算螺旋锚桩的拉拔承载力。
对叶片镶嵌有微型土压力盒的自制全尺寸单叶片螺旋锚桩进行竖向拉拔试验，记录不同埋深下安装扭矩、桩身位移和叶片表面土压力随上拔荷载的变化情况。分析安装扭矩、极限抗拔承载力与埋深比三者之间的相互关系，并初步探究螺旋叶片表面的土压力分布规律。结果表明，在试验研究范围内，安装扭矩和极限承载力都随埋深比的增加呈线性增大，二者受共同因素影响，线性相关程度明显；在上拔过程中，叶片上表面土压力增量从根部到边缘呈逐渐增大趋势，下表面土压力增量则远小于上表面，且大部分区域压力基本保持不变，少数边缘区域增大；叶片上下表面土压力合力随上拔荷载的增加而增大；桩土之间摩阻力的发挥则呈抛物线形，当上拔位移达到土体破坏极限位移量时，摩阻力达到峰值，而后逐渐减小到零；可以通过叶片表面土压力的分布来计算螺旋锚桩的拉拔承载力。
2017, 39(5):40-48.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.006
摘要:
结构性土在受荷变形过程中，随着结构的破损，土体的力学性质逐渐由天然状态向完全破损状态（重塑状态）转变，而损伤变量及其演化规律是反映这种转变的核心所在。从损伤耗能的角度，定义了适应结构性土损伤机制的损伤变量表达式。从体应变与剪应变引起的土体损伤耗能不同机制，按照相容概率事件的叠加原理，建立了一般应变状态下土体损伤演化规律的基本表达式。通过一系列的结构性土的三轴压缩试验结果分析，得出了该土体的损伤演化方程，揭示了体应变与剪应变引起的损伤遵守不同的演化规律。理论计算结果与试验吻合，表明按此方法得到的损伤演化方程能够较好的反映结构性土的应力应变关系。
结构性土在受荷变形过程中，随着结构的破损，土体的力学性质逐渐由天然状态向完全破损状态（重塑状态）转变，而损伤变量及其演化规律是反映这种转变的核心所在。从损伤耗能的角度，定义了适应结构性土损伤机制的损伤变量表达式。从体应变与剪应变引起的土体损伤耗能不同机制，按照相容概率事件的叠加原理，建立了一般应变状态下土体损伤演化规律的基本表达式。通过一系列的结构性土的三轴压缩试验结果分析，得出了该土体的损伤演化方程，揭示了体应变与剪应变引起的损伤遵守不同的演化规律。理论计算结果与试验吻合，表明按此方法得到的损伤演化方程能够较好的反映结构性土的应力应变关系。
2017, 39(5):49-55.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.007
摘要:
根据长期暴露在自然环境中的砂质岩体易遭受水及可溶离子化学侵蚀作用的事实，通过对相同浓度不同pH值CaCl2试剂浸泡处理过的砂岩试件进行三轴剪切试验，根据试验结果选取符合试验规律的二阶简化广义Kelvin流变模型，按照定泊松比假设将其变形为三项应力状态。基于搜索模式的最小二乘方法（LSMPS）获取模型参数最优解，以均方根误差评价模型对各参数变化的敏感性程度。采用延迟时间评价砂岩在不同化学环境中达到稳定蠕变过程所需时间。通过搜索模式识别的模型参数能够使模型计算值与加载试验获得的实测值比较接近，表明该模型及其参数识别方法在确定受化学因素干扰下的砂岩流变特征比较适用。
根据长期暴露在自然环境中的砂质岩体易遭受水及可溶离子化学侵蚀作用的事实，通过对相同浓度不同pH值CaCl2试剂浸泡处理过的砂岩试件进行三轴剪切试验，根据试验结果选取符合试验规律的二阶简化广义Kelvin流变模型，按照定泊松比假设将其变形为三项应力状态。基于搜索模式的最小二乘方法（LSMPS）获取模型参数最优解，以均方根误差评价模型对各参数变化的敏感性程度。采用延迟时间评价砂岩在不同化学环境中达到稳定蠕变过程所需时间。通过搜索模式识别的模型参数能够使模型计算值与加载试验获得的实测值比较接近，表明该模型及其参数识别方法在确定受化学因素干扰下的砂岩流变特征比较适用。
2017, 39(5):56-62.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.008
摘要:
结合沪宁城际铁路CFG桩网复合地基试验段和京沪高铁砂桩网复合地基昆山试验段，在现场试验断面埋置土压力盒、沉降计和孔隙水压计等监测仪器，获取地基沉降、桩和桩间土压力、孔隙水压等监测数据，对比分析CFG桩与砂桩网在高速铁路地基工作性状及工后沉降控制效果中的差异。分析结果表明：CFG桩网和砂桩网联合堆载预压均可满足高速铁路无砟轨道工后沉降控制要求，CFG桩网复合地基沉降总量与沉降速率均小于砂桩网复合地基，且收敛速度快；受桩刚度差异的影响，CFG桩网复合地基与砂桩网复合地基桩土应力规律存在较大差异，前者桩土应力比随着路堤填筑加载而增大，最终趋于稳定，后者桩土应力比随荷载增加先增大后减小，再增大，呈波浪形变化；CFG桩网地基超孔压消散速率远小于砂桩桩网地基的超孔压消散速率；在施工工期较短的情况下，与砂桩网复合地基相比，CFG桩网复合地基处理技术的工后沉降控制效果更优。
结合沪宁城际铁路CFG桩网复合地基试验段和京沪高铁砂桩网复合地基昆山试验段，在现场试验断面埋置土压力盒、沉降计和孔隙水压计等监测仪器，获取地基沉降、桩和桩间土压力、孔隙水压等监测数据，对比分析CFG桩与砂桩网在高速铁路地基工作性状及工后沉降控制效果中的差异。分析结果表明：CFG桩网和砂桩网联合堆载预压均可满足高速铁路无砟轨道工后沉降控制要求，CFG桩网复合地基沉降总量与沉降速率均小于砂桩网复合地基，且收敛速度快；受桩刚度差异的影响，CFG桩网复合地基与砂桩网复合地基桩土应力规律存在较大差异，前者桩土应力比随着路堤填筑加载而增大，最终趋于稳定，后者桩土应力比随荷载增加先增大后减小，再增大，呈波浪形变化；CFG桩网地基超孔压消散速率远小于砂桩桩网地基的超孔压消散速率；在施工工期较短的情况下，与砂桩网复合地基相比，CFG桩网复合地基处理技术的工后沉降控制效果更优。
2017, 39(5):63-70.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.009
摘要:
为优化高速铁路中等压缩性土地基处理方案，依托赣龙高速铁路试验段，采用现场试验及理论分析方法，研究了短桩网复合地基的变形特性，并与天然地基进行对比。结果表明：复合地基加固区沉降占总沉降的62%~75%；地基侧向位移主要发生在预压土堆载期，20 m深度范围是主要的侧向位移层，在相似条件下，复合地基与天然地基沉降主要发生的时间、主要的沉降土层厚度及路基横断面沉降差异较大。结果显示了短桩网复合地基可有效控制中等压缩性土地基变形。
为优化高速铁路中等压缩性土地基处理方案，依托赣龙高速铁路试验段，采用现场试验及理论分析方法，研究了短桩网复合地基的变形特性，并与天然地基进行对比。结果表明：复合地基加固区沉降占总沉降的62%~75%；地基侧向位移主要发生在预压土堆载期，20 m深度范围是主要的侧向位移层，在相似条件下，复合地基与天然地基沉降主要发生的时间、主要的沉降土层厚度及路基横断面沉降差异较大。结果显示了短桩网复合地基可有效控制中等压缩性土地基变形。
2017, 39(5):71-78.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.010
摘要:
普通钢筋混凝土结构一般都是带裂缝工作，裂缝的存在会使CO2更易侵入混凝土内部，加速混凝土的碳化，对结构的耐久性不利。结合已有研究成果，定义了裂缝对混凝土碳化的影响系数γc，通过对预制裂缝的砂浆及混凝土试件进行碳化试验，分析了水灰比、碳化时间、环境相对湿度、裂缝宽度、裂缝深度对γc的影响，得出裂缝处混凝土碳化深度计算模型，并通过实际工程进行了验证。结果表明，裂缝宽度范围为0.06~0.7 mm时，模型均适用，且桥梁运营时间对γc影响不显著。
普通钢筋混凝土结构一般都是带裂缝工作，裂缝的存在会使CO2更易侵入混凝土内部，加速混凝土的碳化，对结构的耐久性不利。结合已有研究成果，定义了裂缝对混凝土碳化的影响系数γc，通过对预制裂缝的砂浆及混凝土试件进行碳化试验，分析了水灰比、碳化时间、环境相对湿度、裂缝宽度、裂缝深度对γc的影响，得出裂缝处混凝土碳化深度计算模型，并通过实际工程进行了验证。结果表明，裂缝宽度范围为0.06~0.7 mm时，模型均适用，且桥梁运营时间对γc影响不显著。
2017, 39(5):79-86.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.011
摘要:
以青岛市某大型工程为依托，对在泥质粉砂岩地基中的5根人工挖孔嵌岩灌注桩分别进行竖向静载荷试验与桩身内力测试。根据大直径嵌岩桩实测数据探讨大直径人工挖孔嵌岩灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。试验结果表明：试桩荷载沉降（Q-s）曲线为缓变形，桩顶沉降量均小于11 mm，卸载回弹率大，幅度为51%~75%，承载力较高，5根试桩均满足设计要求；在最大荷载下，5根嵌岩桩桩端阻力所占桩顶荷载比值均在10%~20%之间，随桩长、嵌岩深度（中风化）增大而减小，表现出端承摩擦桩的特性；桩身荷载自上而下逐步发挥，上覆土层先达到侧摩阻力极限值，在嵌岩段中部侧摩阻力达到峰值；桩入岩越深，安全储备量越大，在泥质粉砂岩中风化段，实测侧摩阻力约为规范推荐值的2.5倍，说明5根桩有较大的承载潜力；随着荷载的增大，嵌岩段分担的总阻力由39%上升至45%，嵌岩段侧摩阻力占主要比重，但桩端阻力分担荷载的比例上升速率较快；根据行业标准与静载试验数据，重新认识该地层人工挖孔嵌岩灌注桩的竖向承载特性，充分发挥其承载潜力，对工程桩桩身尺寸进行优化，达到节约材料和提高施工功效的目的，具有较好的经济效益。
以青岛市某大型工程为依托，对在泥质粉砂岩地基中的5根人工挖孔嵌岩灌注桩分别进行竖向静载荷试验与桩身内力测试。根据大直径嵌岩桩实测数据探讨大直径人工挖孔嵌岩灌注桩的荷载传递机理与竖向承载特性。试验结果表明：试桩荷载沉降（Q-s）曲线为缓变形，桩顶沉降量均小于11 mm，卸载回弹率大，幅度为51%~75%，承载力较高，5根试桩均满足设计要求；在最大荷载下，5根嵌岩桩桩端阻力所占桩顶荷载比值均在10%~20%之间，随桩长、嵌岩深度（中风化）增大而减小，表现出端承摩擦桩的特性；桩身荷载自上而下逐步发挥，上覆土层先达到侧摩阻力极限值，在嵌岩段中部侧摩阻力达到峰值；桩入岩越深，安全储备量越大，在泥质粉砂岩中风化段，实测侧摩阻力约为规范推荐值的2.5倍，说明5根桩有较大的承载潜力；随着荷载的增大，嵌岩段分担的总阻力由39%上升至45%，嵌岩段侧摩阻力占主要比重，但桩端阻力分担荷载的比例上升速率较快；根据行业标准与静载试验数据，重新认识该地层人工挖孔嵌岩灌注桩的竖向承载特性，充分发挥其承载潜力，对工程桩桩身尺寸进行优化，达到节约材料和提高施工功效的目的，具有较好的经济效益。
2017, 39(5):87-92.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.012
摘要:
随着中国城镇化建设进程的加快，建筑垃圾的产量将越来越多，再生混凝土的应用不仅能够解决建筑废弃物日益增多的难题，而且可以节约大量的砂石资源。为了对混凝土再生粗骨料质量进行排序和优选，基于信息熵-未确知测度理论构建了混凝土再生粗骨料质量评价模型。根据《混凝土用再生骨料标准》确定评价指标体系和单指标测度函数；利用信息熵理论确定各指标的权重，依据各个指标的样本实测结果计算单指标测度评价矩阵和多指标测度评价向量；按照置信度识别准则进行质量等级评判并应用实例分析检验该方法的有效性。结果表明，信息熵未确知测度理论不仅可以对单个样本进行质量等级评价，还对评价结果处于同一级别内的样本质量的好坏进行排序。
随着中国城镇化建设进程的加快，建筑垃圾的产量将越来越多，再生混凝土的应用不仅能够解决建筑废弃物日益增多的难题，而且可以节约大量的砂石资源。为了对混凝土再生粗骨料质量进行排序和优选，基于信息熵-未确知测度理论构建了混凝土再生粗骨料质量评价模型。根据《混凝土用再生骨料标准》确定评价指标体系和单指标测度函数；利用信息熵理论确定各指标的权重，依据各个指标的样本实测结果计算单指标测度评价矩阵和多指标测度评价向量；按照置信度识别准则进行质量等级评判并应用实例分析检验该方法的有效性。结果表明，信息熵未确知测度理论不仅可以对单个样本进行质量等级评价，还对评价结果处于同一级别内的样本质量的好坏进行排序。
2017, 39(5):93-99.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.013
摘要:
为评定早期冻融损伤对混凝土结构服役期承载性能及耐久性能的影响规律，通过不同掺合料种类及掺量、不同起冻时刻的混凝土早期受冻试验，对比了不同受冻时刻混凝土服役期的表面损伤形态，研究了起冻时刻、掺合料掺量对早期受冻混凝土服役期抗压强度、劈拉强度、动弹性模量、渗透性的影响规律，探讨了早期受冻对混凝土服役性能的损伤机理。结果表明：起冻时刻对混凝土抗压强度、劈拉强度、动弹模的影响程度均表现为2 h > 0.5 h ≈ 8 h > 1 d > 3 d，劈拉强度损失最明显，动弹模损失次之，抗压强度损失最不显著；掺入20%粉煤灰或15%矿粉或20%煤矸石的混凝土早期受冻后的强度和动弹模损失最小，略小于普通混凝土；随着掺合料掺量的增加，同时刻受冻混凝土试件的抗渗水性和抗渗气性变差；未冻混凝土试件的抗渗性最好，3 d受冻试件次之，1 d受冻试件再次，而0.5、2、8 h受冻试件最差甚至超出AutoClam设备的测试范围。
为评定早期冻融损伤对混凝土结构服役期承载性能及耐久性能的影响规律，通过不同掺合料种类及掺量、不同起冻时刻的混凝土早期受冻试验，对比了不同受冻时刻混凝土服役期的表面损伤形态，研究了起冻时刻、掺合料掺量对早期受冻混凝土服役期抗压强度、劈拉强度、动弹性模量、渗透性的影响规律，探讨了早期受冻对混凝土服役性能的损伤机理。结果表明：起冻时刻对混凝土抗压强度、劈拉强度、动弹模的影响程度均表现为2 h > 0.5 h ≈ 8 h > 1 d > 3 d，劈拉强度损失最明显，动弹模损失次之，抗压强度损失最不显著；掺入20%粉煤灰或15%矿粉或20%煤矸石的混凝土早期受冻后的强度和动弹模损失最小，略小于普通混凝土；随着掺合料掺量的增加，同时刻受冻混凝土试件的抗渗水性和抗渗气性变差；未冻混凝土试件的抗渗性最好，3 d受冻试件次之，1 d受冻试件再次，而0.5、2、8 h受冻试件最差甚至超出AutoClam设备的测试范围。
2017, 39(5):100-107.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.014
摘要:
三维随机骨料混凝土模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料，基于Fortran和ANSYS软件提出了一种快速生成含高体分比球形骨料混凝土模型的混合实现方法，并在此基础上生成三维椭球形骨料（卵石）模型、凸多面体骨料（碎石）模型以及混合模型。算例结果表明，这种新方法可以快速生成三级配球形颗粒混凝土模型所需的骨料数据，相应的骨料投放含量能达到65%左右。混合方法可将骨料颗粒和界面层分离开来，在有限元网格剖分时避免了复杂的单元属性判别。通过对椭球形骨料模型和凸多面体骨料模型的有限元数值模拟，进一步验证了该混合方法的有效性。
三维随机骨料混凝土模型是由骨料、砂浆基体以及界面层组成的三相复合材料，基于Fortran和ANSYS软件提出了一种快速生成含高体分比球形骨料混凝土模型的混合实现方法，并在此基础上生成三维椭球形骨料（卵石）模型、凸多面体骨料（碎石）模型以及混合模型。算例结果表明，这种新方法可以快速生成三级配球形颗粒混凝土模型所需的骨料数据，相应的骨料投放含量能达到65%左右。混合方法可将骨料颗粒和界面层分离开来，在有限元网格剖分时避免了复杂的单元属性判别。通过对椭球形骨料模型和凸多面体骨料模型的有限元数值模拟，进一步验证了该混合方法的有效性。
2017, 39(5):108-115.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.015
摘要:
保温措施是既有建筑节能改造中最有效的节能措施之一。在墙体节能改造设计中，保温材料种类及其厚度的确定是至关重要的，受到多个目标参数的制约和影响。基于反问题的研究方法，建立数值计算方法与多目标遗传算法NSGA-Ⅱ相结合的优化模型，以单位面积墙体全年总能耗和保温材料成本为目标参数，对成都地区某既有建筑墙体节能改造的保温材料种类与厚度进行了协同设计。结果表明，采用常规的保温厚度，常用的8种保温材料中有6种都不是最优解，但是可以通过改变保温材料的厚度或单价等方法使解向Pareto前沿逼近，以实现单位面积墙体年总能耗最小和改造成本最小之间的平衡。
保温措施是既有建筑节能改造中最有效的节能措施之一。在墙体节能改造设计中，保温材料种类及其厚度的确定是至关重要的，受到多个目标参数的制约和影响。基于反问题的研究方法，建立数值计算方法与多目标遗传算法NSGA-Ⅱ相结合的优化模型，以单位面积墙体全年总能耗和保温材料成本为目标参数，对成都地区某既有建筑墙体节能改造的保温材料种类与厚度进行了协同设计。结果表明，采用常规的保温厚度，常用的8种保温材料中有6种都不是最优解，但是可以通过改变保温材料的厚度或单价等方法使解向Pareto前沿逼近，以实现单位面积墙体年总能耗最小和改造成本最小之间的平衡。
2017, 39(5):116-122.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.016
摘要:
絮凝法是最重要的水污染控制方法之一。絮凝剂是絮凝污染控制方法的关键部分和核心基础，对最终的水处理效果起着至关重要的影响。其中，阳离子聚丙烯酰胺是一类重要的水处理剂，在水处理领域一直备受关注。综述了阳离子聚丙烯酰胺自由基共聚合法的引发体系与研究进展，主要介绍了偶氮类引发体系、氧化还原引发体系、复合引发体系和紫外光引发体系的特点和应用，阐述了阳离子聚丙烯酰胺中常用的共聚阳离子单体的种类和应用，对阳离子聚丙烯酰胺未来的发展趋势和研究方向进行了展望。
絮凝法是最重要的水污染控制方法之一。絮凝剂是絮凝污染控制方法的关键部分和核心基础，对最终的水处理效果起着至关重要的影响。其中，阳离子聚丙烯酰胺是一类重要的水处理剂，在水处理领域一直备受关注。综述了阳离子聚丙烯酰胺自由基共聚合法的引发体系与研究进展，主要介绍了偶氮类引发体系、氧化还原引发体系、复合引发体系和紫外光引发体系的特点和应用，阐述了阳离子聚丙烯酰胺中常用的共聚阳离子单体的种类和应用，对阳离子聚丙烯酰胺未来的发展趋势和研究方向进行了展望。
2017, 39(5):123-128.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.017
摘要:
富含氮、磷、钾等营养物质的污水排入河流、湖泊，造成蓝藻爆发，而溶藻菌可以有效降解水体中的蓝藻污染。从蓝藻污染严重的太湖百渎港岸边芦苇根系中筛选出1株溶藻菌（Bacillus sp），命名为G6，系统发育分析表明，G6菌株与芽孢杆菌同源性最高。将培养至对数期的G6菌液以菌藻比1：10的比例，在温度28℃、光强2500 lx、光暗比12 h：12 h的条件下经光照培养箱培养7 d，对铜绿囊藻液Chla去除率可达82%。此外，G6菌株在无光照条件下也具有溶藻特性，这有利于其在缺少光照的深水域中增殖并发挥溶藻作用。G6通过分泌溶藻物质杀灭铜绿囊藻，属于间接溶藻，且溶藻物质具有热稳定性，能够在较高温度下发挥溶藻特性。
富含氮、磷、钾等营养物质的污水排入河流、湖泊，造成蓝藻爆发，而溶藻菌可以有效降解水体中的蓝藻污染。从蓝藻污染严重的太湖百渎港岸边芦苇根系中筛选出1株溶藻菌（Bacillus sp），命名为G6，系统发育分析表明，G6菌株与芽孢杆菌同源性最高。将培养至对数期的G6菌液以菌藻比1：10的比例，在温度28℃、光强2500 lx、光暗比12 h：12 h的条件下经光照培养箱培养7 d，对铜绿囊藻液Chla去除率可达82%。此外，G6菌株在无光照条件下也具有溶藻特性，这有利于其在缺少光照的深水域中增殖并发挥溶藻作用。G6通过分泌溶藻物质杀灭铜绿囊藻，属于间接溶藻，且溶藻物质具有热稳定性，能够在较高温度下发挥溶藻特性。
2017, 39(5):129-134.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.018
摘要:
以明胶废水为研究对象，采用微好氧与厌氧水解酸化工艺进行对比处理实验，探讨了不同水力停留时间下微好氧与厌氧水解酸化对明胶废水水质改善的效果。实验结果表明，在水力停留时间达到72 h的时候，溶解氧为1.3~1.6 mg/L的微好氧反应器的COD去除率最大可达25%，溶解氧为0.3~0.5 mg/L的厌氧反应器的COD去除率最大可达22%；微好氧反应器的VFA的含量达到12 mg/L左右，厌氧反应器只有8 mg/L左右；微好氧反应器的pH值可由最初的12.5降至7.5左右，而厌氧反应器只能降至8.0左右；两个反应器对蛋白质去除效果的差别并不明显，都可以达到90%以上，但是微好氧反应器的氨氮浓度只有22 mg/L，小于厌氧反应器中的氨氮浓度，说明微氧条件有利于氨氮的扩散挥发，低浓度的氨氮对微生物的危害较小。对比得出微好氧反应器的出水水质较好，更适合明胶废水水解酸化的预处理。
以明胶废水为研究对象，采用微好氧与厌氧水解酸化工艺进行对比处理实验，探讨了不同水力停留时间下微好氧与厌氧水解酸化对明胶废水水质改善的效果。实验结果表明，在水力停留时间达到72 h的时候，溶解氧为1.3~1.6 mg/L的微好氧反应器的COD去除率最大可达25%，溶解氧为0.3~0.5 mg/L的厌氧反应器的COD去除率最大可达22%；微好氧反应器的VFA的含量达到12 mg/L左右，厌氧反应器只有8 mg/L左右；微好氧反应器的pH值可由最初的12.5降至7.5左右，而厌氧反应器只能降至8.0左右；两个反应器对蛋白质去除效果的差别并不明显，都可以达到90%以上，但是微好氧反应器的氨氮浓度只有22 mg/L，小于厌氧反应器中的氨氮浓度，说明微氧条件有利于氨氮的扩散挥发，低浓度的氨氮对微生物的危害较小。对比得出微好氧反应器的出水水质较好，更适合明胶废水水解酸化的预处理。
2017, 39(5):135-139.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.019
摘要:
城市供水量是非线性、非平稳时间序列，组合预测模型能获得更高精度预测结果。通过深入分析混沌局域法与神经网络预测模型特点，提出了一种新的组合预测模型。首先，应用混沌局域法对城市日供水量进行初预测，然后，应用神经网络对预测结果进行修正。由于所提出的组合模型利用了混沌局域法及神经网络进行优势互补，能同时提高预测精度与计算效率。为验证所提出组合预测模型的可行性，采用某市7 a实测供水量数据，对混沌局域法、BPNN、RBF及GRNN神经网络4种单一预测模型及相应的3种组合模型预测精度进行定量分析，结果表明，组合预测模型精度都高于对应单一预测模型，混沌局域法与GRNN神经网络组合模型预测精度最高，且运算时间远低于单一神经网络模型运算时间。
城市供水量是非线性、非平稳时间序列，组合预测模型能获得更高精度预测结果。通过深入分析混沌局域法与神经网络预测模型特点，提出了一种新的组合预测模型。首先，应用混沌局域法对城市日供水量进行初预测，然后，应用神经网络对预测结果进行修正。由于所提出的组合模型利用了混沌局域法及神经网络进行优势互补，能同时提高预测精度与计算效率。为验证所提出组合预测模型的可行性，采用某市7 a实测供水量数据，对混沌局域法、BPNN、RBF及GRNN神经网络4种单一预测模型及相应的3种组合模型预测精度进行定量分析，结果表明，组合预测模型精度都高于对应单一预测模型，混沌局域法与GRNN神经网络组合模型预测精度最高，且运算时间远低于单一神经网络模型运算时间。
2017, 39(5):140-146.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.05.020
摘要:
以γ-Al2O3为载体，将Ti和Sn两种元素进行负载制备负载型γ-Al2O3粒子电极，采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）、红外光谱（IR）对γ-Al2O3和负载型γ-Al2O3粒子电极进行表征。研究了电解时间对三维粒子电极法电催化氧化氯霉素的影响。采用初始浓度100 mg/L的CAP模拟废水，持续电解3 h后，制备的粒子电极通过三维电解对CAP去除率为72.8%，对TOC去除率低于3.7%，说明负载型γ-Al2O3粒子电极对氯霉素矿化作用较小。三维粒子电极对氯霉素的降解过程近似符合一级动力学方程，CAP初始浓度对去除率影响较小。粒子电极电催化氧化CAP的关键因素之一为·OH，外加叔丁醇对·OH进行清洗，相同条件下，氯霉素去除率降低至30%左右，表明氯霉素的降解是由阳极氧化和·OH间接氧化两种途径协同作用的。
以γ-Al2O3为载体，将Ti和Sn两种元素进行负载制备负载型γ-Al2O3粒子电极，采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线荧光光谱（XRF）、红外光谱（IR）对γ-Al2O3和负载型γ-Al2O3粒子电极进行表征。研究了电解时间对三维粒子电极法电催化氧化氯霉素的影响。采用初始浓度100 mg/L的CAP模拟废水，持续电解3 h后，制备的粒子电极通过三维电解对CAP去除率为72.8%，对TOC去除率低于3.7%，说明负载型γ-Al2O3粒子电极对氯霉素矿化作用较小。三维粒子电极对氯霉素的降解过程近似符合一级动力学方程，CAP初始浓度对去除率影响较小。粒子电极电催化氧化CAP的关键因素之一为·OH，外加叔丁醇对·OH进行清洗，相同条件下，氯霉素去除率降低至30%左右，表明氯霉素的降解是由阳极氧化和·OH间接氧化两种途径协同作用的。
