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本刊信息
主管单位： 中华人民共和国教育部
主办单位： 重庆大学
编辑出版： 《土木与环境工程学报（中英文）》编辑部
主 编： 刘汉龙
电 话：023-65111322/65111863
邮 箱： xuebao@cqu.edu.cn
国际标准连续出版物号：
2096-6717
国内统一连续出版物号：
50-1218/TU
国内发行： 重庆市邮政局
国外发行： 中国出版对外贸易总公司(北京782信箱)
邮发代号：78-48
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《土木与环境工程学报（中英文）》获评2022年度川渝一流科技期刊
《土木与环境工程学报（中英文）》获评2022年度川渝一流科技期刊《土木与环境工程学报（中英文）》入选《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2020科技版）》
《土木与环境工程学报（中英文）》入选《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2020科技版）》
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2024,46(3):1-8, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.028
针对边坡、隧道工程中粉砂质泥岩长期稳定性问题，采用DZSZ-150型多场耦合岩石三轴压力试验机，利用粉砂质泥岩相似材料试样，开展不同围压下粉砂质泥岩蠕变试验。根据蠕变试验结果建立可描述粉砂质泥岩蠕变全过程的非线性黏弹塑性本构模型，以7 MPa围压下蠕变试验结果为例，对所提出的蠕变本构模型进行合理性和可行性验证。结果表明：试样的稳态蠕变速率与偏应力大小有关，随着偏应力的增加，试样稳态蠕变速率与偏应力之间符合指数函数关系；在加速蠕变阶段的蠕变速率相对低偏应力水平下减速蠕变和稳态蠕变速率明显要增大很多，且非常短时间内就发生了蠕变破坏；提出一种描述粉砂质泥岩全蠕变过程的非线性黏弹塑性本构模型，该模型能描述粉砂质泥岩蠕变-破坏全过程的蠕变变形规律，反映了粉砂质泥岩在不同偏应力水平作用下的蠕变特性，克服了经典模型中无法准确描述加速蠕变过程的难题。
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2024,46(3):9-15, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.008
以浙江省31省道北延线绍兴市区路段地基处理为例，研究两种原位固化地基处理方式（ALLu强力搅拌头搅拌法和国产自制设备与ALLu强力搅拌头联合应用）的适用性及其处理效果，针对两种地基处理方式进行现场平板载荷试验、无侧限抗压强度试验、标准贯入试验和静力触探试验。为得到就地固化处理后地基应力和地基变形的规律，在地基处理路段布置土压力盒和沉降板进行现场监测试验。试验结果表明：与传统的换填法相比，就地固化处理后的地基承载力提高至少30%；固化养护龄期28 d时，原位固化土的无侧限抗压强度与室内无侧限抗压强度之比在0.35~0.65之间；标准贯入试验和静力触探试验均表明原位固化处理后地基土的强度提高，且计算的地基承载力与平板载荷试验实测结果相差不大，均可以作为就地浅层固化地基处理技术的检测指标；对两组路段的应力和附加应力系数进行分析发现，经原位固化形成的人工硬壳层具有较好的扩散应力作用。
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2024,46(3):16-23, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.021
能量桩工作过程中，桩体受温度变化影响会产生热变形，进而引起桩周土体的循环剪切作用，弱化地基承载力，给桩基的正常使用带来风险。由于传统直剪仪无法模拟能量桩工作过程中的温度变化，因此对桩-土接触面力学特性受温度影响的变化规律研究较少。对传统直剪仪进行改造，使其可以改变剪切试样温度；所用土体从重庆某施工现场取样，开展不同温度变化下桩-土接触面的室内土工直剪试验，分析单次温度变化和循环温度变化对桩-土接触面力学性能的影响，并对温度影响下桩-土接触面力学特性与土体力学特性的差异进行比较。结果表明，能量桩-土接触面的抗剪强度受温度影响较大；随着温度的升高，能量桩-土界面摩擦角和黏聚力先减小后增大；低法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响较大，而高法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响不显著；土体的抗剪强度、黏聚力和摩擦角随温度变化规律与桩-土界面类似。
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2024,46(3):24-32, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.010
传统真空预压法(VP)在加固工程废浆时存在预制竖向排水板(PVD)易淤堵、周围土体形成土柱以及真空度随深度衰减等问题，考虑到预制水平排水板(PHD)在真空预压法处理软土地基中的特点，提出一种水平联合竖直排水板真空预压(PHD-PVD-VP)处理工程废浆的方法。通过4组大型室内模型试验，对工程废浆加固过程中的排水、沉降以及孔隙水压力进行监测，并借助扫描电镜得到的排水板滤膜微观图片，分析不同初始PHD真空压力下PHD-PVD-VP对工程废浆的加固效果。试验结果表明，PHD-PVD-VP处理工程废浆时减少了土颗粒径向移动速率，延缓“土柱”的形成及缓解土颗粒嵌入排水板滤膜的淤堵效应，提升了土体整体固结效果；40 kPa的初始PHD真空压力使PHD-PVD-VP对工程废浆的排水固结效果最佳，处理后土体的平均含水率和十字板剪切强度分别为40.9%和25.5 kPa，有效地缓解了PHD和PVD的淤堵并改善了土体固结的均匀性。通过微观结构分析发现，PHD初始真空压力的大小同时影响着PHD与PVD滤膜的淤堵情况，从而影响其排水性能，40 kPa的初始PHD真空压力使得两种排水板的排水性能都得到充分发挥。
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2024,46(3):33-40, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.181
为实现基坑开挖废弃粉土的资源化利用，研究了水泥、石灰改良长江漫滩粉土路基的工程力学特征及稳定性。通过击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和微观试验，分析改良粉土的强度特性及耐久性变化规律，论证长江漫滩粉土作为路基填料的可行性。结果表明：掺加水泥、石灰后，土体力学性能得到大幅改善；不同掺量下浸水5 d，改良土的水稳系数均大于0.6，水稳系数随水泥掺量的增加而增加，随石灰掺量的增加先增大后减小。微观试验表明，水泥、石灰在土体中生成的胶凝物质对土颗粒具有包裹和联结作用。综合考虑改良土的强度和水稳性，经过改良后，长江漫滩粉土可以作为路基填料，建议水泥、石灰改良土的最佳组合配比为6%水泥+6%石灰，在此掺量下，改良土体的28 d无侧限抗压强度为2.05 MPa，浸水5 d后的水稳系数为0.76，具有较好的路用力学性能。
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2024,46(3):41-51, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.052
针对软土地层盾构掘进周围土体稳定性问题，自主研制了TJ-TBM2015多功能微型隧道掘进试验平台，通过改变外壳直径以模拟地层损失，采用动力控制系统，微型隧道掘进机可以实现盾构隧道的连续动态机械开挖。基于试验平台进行了地表无超载、地表有局部超载和隧道临近穿越群桩基础3种工况的盾构隧道掘进试验，通过传感器监测不同工况掘进过程中地表沉降变形和隧道周围土体的应力变化，研究土体的稳定性特征，并进行横向对比分析。结果表明，隧道开挖引起的土体应力重分布主要发生在隧道中心1倍直径范围内；局部超载对土体稳定性影响有限，但超载会造成其所在位置附近地表沉降增大；群桩基础对地层起到了一定的加固和隔离作用。
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2024,46(3):52-60, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.043
在深基坑开挖工程中，使用合理的土体力学参数计算地连墙侧移对优化基坑支护方案以及降低工程风险至关重要。然而，受地层分布不均、土工试验误差等因素的影响，土体参数常表现出明显的不确定性，该不确定性降低了地连墙侧移计算结果的可信度。鉴于上述问题，提出一种基于贝叶斯参数更新框架和现场监测数据的软土深基坑土体参数反演方法。该方法采用GA-BP神经网络建立数值分析模型中土体参数与地连墙侧移的隐式函数关系，并结合现场监测数据建立土体参数的贝叶斯反分析模型。采用该方法对某深基坑工程进行分析，验证了方法的可行性。分别采用地连墙的最大侧移值和多点位移值作为指标进行土体力学参数反演，并分别使用更新后的土体参数预测基坑开挖的最终侧移值。研究结果表明：与不更新土体参数相比，更新土体参数后土体参数变异系数变小，得到的结果与后续施工步下的监测结果更吻合；使用多点观测值进行土体参数更新的预测效果显著优于仅使用最大位移值时的效果。
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2024,46(3):61-72, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.034
降雨和水位升降对库岸边坡具有显著影响，传统确定性分析难以准确评估其稳定性。考虑降雨和水位升降联合作用下水力参数的空间变异性，进行非饱和土边坡可靠度分析具有重要意义。以赣江库区中的莒洲岛边坡为研究对象，以贝叶斯方法校准的多元水力参数的联合随机场为基础，建立非饱和土边坡的稳定性分析方法。根据有限的岩土力学室内试验数据，采用贝叶斯方法校准土水特征曲线的模型参数，并从VGM、VGB、VG和FX模型中选出最优模型；联合多元水力参数的随机统计特征，生成非饱和土边坡渗透系数的随机场空间分布；针对2021年5月赣江水位快速升降并伴随暴雨的工程背景，将上述方法应用于莒洲岛库岸边坡的稳定性分析。研究结果表明，暴雨与水位变化的联合作用对边坡安全系数的影响显著，确定性分析的边坡安全系数偏低，考虑非饱和渗透系数空间变异性后计算所得到的SWCC综合可靠指标不能满足规范要求，需采取额外的边坡工程加固措施以保证边坡的长期稳定性。
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2024,46(3):73-79, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.007
微生物加固是近十几年来兴起的绿色低碳建筑技术，在地基处理、边坡治理、混凝土裂缝修复等方面具有较好的应用前景。微生物加固涉及复杂的生物-物理-化学动态过程，需要开发实时可视化系统对其反应机理和加固机制进行研究。分析微生物加固可视化系统研发的必要性，提出微生物加固可视化试验系统由溶液输送系统、微反应器、观测系统、环境控制及监测系统组成的主要构造思路，其中溶液输送系统用于进样和控制流场边界条件，微反应器作为反应模具，观测系统用于反应过程的实时观测，环境控制及监测系统用于控制温度、光照等外部环境条件并获取流体压力等反馈数据。研究以图像处理为主，辅以环境监测的试验数据获取方法，提出相应的试验结果分析方法。结果表明：微生物加固可视化系统既能直接获取加固过程图像和渗透压力变化数据，亦能与扫描电镜等微观试验手段相结合进行材料表征和微观力学特性分析；开发的试验系统能用于微生物加固的微观实时研究，为微生物加固微观机制研究提供了新的手段，有利于揭示微生物加固机理。
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2024,46(3):80-93, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.013
陆上风电结构的基础通常采用现场浇筑混凝土的施工方式，效率低，污染大，质量难以保障，不利于风电产业的高质量发展。装配式风电基础结构采用了标准化设计、工厂化生产的建造方式，能大幅缩短风电场建设周期，有效保障基础质量，并减少对环境的污染，是风电转型升级和降本增效的重要举措之一。搜集、整理和归纳陆上风电装配式基础结构及研究现状，针对风电装配式基础结构的特点，总结了梁板基础、多足基础等6类主要的风电装配式基础结构形式，并对每种形式的特点、研究现状做了详细的分析，列举了部分国内外应用装配式基础的陆上风电场项目。结果表明：陆上风电装配式基础结构需要进一步完善设计依据，优化结构形式，形成全寿命设计理论与性能控制方法，以支撑风电结构高质量发展。
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2024,46(3):94-102, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.033
土钉钉头为土钉墙整体结构中的薄弱部位，为研究土钉钉头锚固性能，以一种装配式柔性面层GFRP筋土钉墙为例，通过室内钉头锚固性能试验及三维数值模拟对外径32 mm的中空GFRP筋钉头的极限抗拉强度、钉头变形及破坏规律进行研究。研究结果表明，该GFRP筋钉头极限承载力在240~290 kN之间，当螺母拧紧时螺纹副的应力主要分布在螺纹牙前3环，其中以钉头第1环螺纹牙应力集中现象尤为明显；此外，采用螺纹展开法建立钉头螺纹牙的力学模型，得出了第1环螺纹极限剪切强度与钉头极限荷载之间的关系，并通过计算得出该GFRP筋钉头极限承载力为244.54 kN，与试验结果相符。通过室内钉头锚固性能试验的脆性破坏特点，确定GFRP筋钉头安全系数在1.8~2.0之间，并判定此种GFRP筋安全荷载在125~135 kN之间。
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2024,46(3):103-114, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.029
分级循环荷载下裂隙岩石裂隙扩展模式、疲劳变形特性以及能量演化规律对地下工程安全施工和运营有着重要意义。考虑裂隙角度、裂隙数量和裂隙分布开展常规劈裂试验、分级循环荷载试验和非接触变形测量试验，对破坏特征、动弹性模量进行分析，研究轴向不可逆变形与疲劳寿命之间的关系。从能量角度出发，计算破坏过程中的总吸收能量、可释放应变能及耗散能，分析能量演化与裂隙扩展模式响应关系。研究结果表明：1）岩石疲劳变形可分为初始变形阶段、稳定阶段和加速破坏阶段，滞回环曲线呈现出“疏—密—疏”的特性，对每200个循环的动弹性模量进行分析，加载第2阶段动弹性模量有强化特征，进入第3阶段后动弹性模量减小；2）总吸收能、耗散能和弹性能都呈上升趋势，总吸收能增长缓慢，增长速度随着循环次数增加逐渐变缓，耗散能在进入破坏阶段后迅速上升，弹性应变能变化趋势不明显，中等倾角的耗散能较多；3）在破坏过程中均会产生翼裂纹和倾斜次生裂纹，裂纹相互作用和合并，产生连续塑性应变累积，形成压碎的小颗粒碎屑，这与静荷载作用下脆性破坏机制不同。
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2024,46(3):115-123, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.019
随着大型风电基地建设，上游风机在运行时会使下游风场风速下降，湍流度增大，造成下游风机发电功率降低，加剧风机的疲劳破坏并缩短其服役周期。因此，亟需开展风机尾流研究，明确其特性及演化规律。为了揭示不同入流及偏航角下的单风机尾流特性，基于单风机尾流风洞试验，验证基于大涡模拟(Large Eddy Simulation, LES)结合致动线模型(Actuator Line Model, ALM)数值模拟方法的准确性；基于LES-ALM模拟方法研究入流风场（包括风速及湍流度）及偏航角对风机尾流特性的影响，阐明正负偏航角下单风机尾流的对称性。结果表明：随着背景湍流度的增大，风机尾流恢复速度加快；当入流条件相同时，风机设置正负对称偏航角，其尾流风速也表现出一定的对称性；风机偏航角越大，风机尾流膨胀宽度会逐渐减小，并降低尾流风速的亏损程度。
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2024,46(3):124-133, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.007
测压试验中，测压管的存在会导致风压信号产生畸变，影响后续数据分析的精度。通过实际测定测压管路频响函数，获得测压管对信号的影响规律，并揭示了“B-T理论”的不足。在实际紊流作用下研究测压管长度对单测点压力数据和模型整体力的影响，并验证“B-T理论”的修正效果。结果表明：对于单测点压力数据，测压管将不会影响数据均值和变异系数，标准差随管长增加先增后减，信号时域随管长增加而整体向均值靠近，相位则不断滞后，信号频域值随管长和频率的增加逐渐偏离真实值；对于整体力，整体阻力、各力的相关性、相干性均可认为不受测压管影响，力谱的变化规律与单测点频域值相同；“B-T理论”在信号时域上修正效果较差，在频域修正方面表现良好。
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2024,46(3):134-143, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.122
开展冷弯薄壁型钢-结构防火一体板自攻螺钉连接抗剪性能试验研究，完成35个典型试件单调拉伸及低周往复加载试验，分析结构防火一体板厚度、螺钉直径、螺钉端距及加载角度等因素对其抗剪性能的影响。结果表明：不同加载角度及螺钉端距的试件呈现不同的破坏模式，主要包括板材端部撕裂破坏、板材孔壁承压破坏、板材被拉断破坏等，且破坏时试件的自攻螺钉存在不同程度的倾斜。对于试验端分别采用直径为4.8、5.5 mm螺钉的试件，试件的峰值荷载及延性系数与螺钉直径无明显相关性，弹性刚度随着螺钉直径增大而显著提升；随着螺钉端距由15 mm增大至25 mm，试件的弹性刚度无明显变化，而峰值荷载和延性系数提高了约35%；随着板厚由12 mm增大到20 mm，试件的峰值荷载提高了约40%，弹性刚度提高了约90%，延性系数降低了约30%；与加载角度为0°的试件的特征参数相比，加载角度为45°时，试件弹性刚度提高了约100%，峰值荷载及延性系数无明显差别；加载角度为90°时，试件弹性刚度及峰值荷载无明显差别，延性系数降低了约40%。
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2024,46(3):144-151, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.272
为探究古建筑木构件自然老化材性变化，以距今约350 a的一段古建筑华北落叶松木构件及与其具有相似年轮宽度的落叶松新材为研究对象，加工标准力学试件，测定试件的材性参数（颜色、全干密度、力学性能参数）及无损检测参数（微钻阻力值、超声波波速），对比分析自然老化木材试件的无损检测参数与材性参数的变化及分布规律，并基于所测得的新旧材两类试件的材性及无损检测参数建立落叶松木材物理力学性能参数的多元回归模型；研究结果表明：所测老化木材试件物理力学参数及无损检测参数均衰减明显，且颜色具有极显著差别；自然老化木材试件各参数变异系数均高于新材试件，但两者均符合正态分布，建立的落叶松木构件物理力学性能参数的评估模型具有较高评估性能。
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2024,46(3):152-160, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.004
高压输电铁塔结构健康监测对保证输电线路安全运行具有重要意义，输电塔结构发生破坏时，节点板螺栓首先会发生松脱，有必要对节点板上的螺栓进行损伤识别。用ABAQUS有限元分析软件建立输电塔结构多尺度模型，利用小波包变换，引入小波包能量变化率作为损伤识别指标，提取出螺栓周围测点的动应变数据，对塔腿处一块节点板螺栓松动的不同工况进行损伤识别；以基于物联网技术的传感器为信号传输设备，利用高精度的PVDF压电薄膜应变片为数据采集设备，在实际输电塔结构底部施加激励荷载，提取节点板上测点的动应变对该损伤识别方法进行试验验证。结果表明，该损伤识别指标对测点附近的螺栓松动较敏感，并且在所有测点处的最小值能较好地识别出节点板的损伤程度。
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2024,46(3):161-170, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.041
大跨度斜拉桥正交异性钢桥面板的顶板与纵肋焊接构造细节在车辆荷载作用下易产生疲劳损伤进而导致服役性能降低、影响行车安全。为评估大跨度桥梁钢桥面板的疲劳性能，提出基于细观损伤力学的大跨度钢桥疲劳损伤跨尺度评估方法；推导了基于细观损伤力学的钢桥面板疲劳损伤演化模型，在此基础上，结合实测交通数据，实现了基于Monte-Carlo法的随机车流模拟；最后，将提出的方法应用于一座大跨度三塔斜拉桥。研究结果表明，大跨度斜拉桥钢桥面板体系焊缝周围区域的累积疲劳损伤程度明显高于桥面板体系的其他部位；顶板与纵肋焊接构造细节的疲劳损伤累积呈现明显的非线性，预测的疲劳寿命远小于Miner线性疲劳损伤累积准则的结果。
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2024,46(3):171-179, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.006
在荷载长期作用下，钢筋混凝土受弯构件的变形是一个重要的评价指标，也是构件正常使用极限状态的验算内容之一。为了研究经历重复荷载后海工高性能混凝土梁的变形发展规律，设计制作了10根试验梁，分别进行了重复荷载试验、氯盐干湿试验以及两者的共同作用试验；通过四点受弯试验对梁的跨中挠度及刚度退化进行评价，提出了梁短期刚度规范计算公式的修正方法。研究结果表明：荷载水平按梁纯弯段弯矩等于0.4Mu确定时，施加30次重复荷载后混凝土的损伤度接近15%；对于仅进行氯盐干湿循环的试验梁，其跨中挠度发展要慢于参照梁；施加重复荷载后，试验梁的跨中挠度发展要快于参照梁；对施加重复荷载后的试验梁再进行氯盐干湿循环，梁的刚度退化更为显著。结合试验结果，采用损伤效应折减系数对梁短期刚度计算公式进行修正，并验证了修正公式的合理性和有效性。
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2024,46(3):180-188, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.262
通过对比负温养护、标准养护条件下5种不同含气混凝土试块在不同龄期下的抗压强度值及内部孔结构，分析持续负温(-5 ℃)养护条件下含气混凝土抗压强度的发展规律，针对持续负温(-5 ℃)养护条件，对少害孔的范围进一步明确；并从混凝土内部孔隙分布状况对引气类混凝土普遍存在的强度缺失进行研究。试验结果表明：持续负温（-5 ℃）条件养护对含气混凝土抗压强度的增长有明显的抑制作用，相同引气剂掺量下混凝土试块强度均小于标准养护试块的强度；同种养护条件下，受引气剂影响，混凝土的强度与引气剂掺量间均呈现负相关；在负温养护环境条件下，实验中设置的最高掺量（0.2%引气剂掺量组别）含气混凝土结构整体密实性因浆体内部孔隙数量的增加而减弱，对混凝土自身的强度有一定影响，但引气剂的加入对负温环境混凝土的抗冻作用不可忽视。为了分析负温环境与引气剂掺量之间的平衡性，通过对含气混凝土在不同养护条件下孔结构发展规律的研究，在保证含气混凝土抗压强度劣化程度低、孔径结构相对优化的前提下，明确了负温（-5 ℃）条件下含气混凝土引气剂的最优掺量。
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2024,46(3):189-197, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.051
为了研究稻草纤维增强泡沫混凝土的性能，以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料，硅灰、偏高岭土和粉煤灰为辅助胶凝材料，稻草纤维为增强材料，采用物理发泡法制备纤维增强泡沫混凝土；通过全因子试验，研究在不同水胶比和发泡剂掺量下，稻草纤维掺量对泡沫混凝土的密度、吸水率、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能的影响。结果表明：对于不同水胶比和发泡剂掺量，泡沫混凝土的密度、抗压强度和劈裂抗拉强度均随纤维掺量的增加呈现出先增加后降低的变化规律；抗压强度随密度增加呈幂函数增加关系；劈裂抗拉强度随抗压强度的增加呈指数函数增加关系；当水胶比为0.45时，抗折强度随纤维掺量的增加先增加后降低，当水胶比为0.50时，抗折强度随纤维掺量的增加而增加；纤维的掺入增大了泡沫混凝土的泡孔尺寸和吸水率，降低了其抗冻性能。
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2024,46(3):198-206, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.062
为研究不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能，对单掺和复掺碳酸钙晶须、聚乙烯醇（PVA）纤维的水泥基材料分别进行电通量试验、电镜扫描观测及基本力学性能试验，分析不同纤维尺度、掺量及复合比例对水泥基材料抗氯离子渗透性能和基本力学性能的影响规律，并基于试验结果给出了多纤维复合增强水泥基材料的氯离子侵蚀深度计算模型。结果表明，不同尺度纤维可在不同结构层次上发挥对水泥基材料的增强作用，使得多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能明显优于单一纤维增强水泥基材料；多纤维复合材料的抗压强度与氯离子侵蚀深度及电通量大致呈反比例关系；当复合材料的抗压强度提高13.6%时，其氯离子侵蚀深度和总电通量则分别降低39.1%和44.7%；建立的氯离子侵蚀深度计算模型，可用于多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透和侵蚀性能评估。
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2024,46(3):207-215, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.107
既有研究表明，在粉煤灰地聚物混凝土（FGC）中掺入少量普通硅酸盐水泥颗粒，能够增强其在常温养护后的力学性能，但这个结果尚未与早期接受高温养护且不含普通硅酸盐水泥的FGC进行力学特征对比，以验证其可实用程度。为更加贴近实际工程需求，将不含水泥颗粒且接受热固化的FGC与含有少量水泥颗粒仅接受室温固化的FGC进行了包括泊松比在内的基本力学性能测试和比较。为了从微观机制上解释力学性能的测试结果，进行了包括SEM、EDS、XRD、FTIR、Micro-CT等的分析。结果表明：常温养护下含有少量水泥颗粒的FGC各项力学性能与不含水泥颗粒并接受热固化的FGC相近，临破坏前的试件横向应变与纵向应变之比均接近1.0，均有突出的横向变形能力；掺量8%的水泥颗粒在室温条件下对FGC聚合反应的促进效果接近FGC接受高温养护，在形成更为合理的微观孔隙结构方面，改进后的FGC在常温养护条件下优于高温养护FGC。
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2024,46(3):216-226, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.018
2022年9月5日，四川泸定发生6.8级地震，公路沿线诱发了大量的地质灾害，造成多处公路损坏或断道，极大地影响了抗震救灾工作。快速摸清震区公路网的受损情况和抢通保通难度，对震后救援至关重要。为此，对震区公路受损情况进行调查，会同地方交通部门完成公路的抢通保通任务。调查发现了507处受损点，公路灾害以崩塌滑坡为主，占总灾害的90%以上。公路灾害具有数量多、规模小、连片分布的特点，公路震害与地震烈度正相关，与断层距离、河流距离负相关。在不利因子组合下，公路震害程度明显加剧，局部位置的公路受损率可达到92.5%。在抢通保通阶段，利用龙头石及大岗山电站的库区水运资源，快速建立5处码头，建立起通往震中的生命通道，让应急队伍快速进入灾区，让伤员第一时间运送出来；灾后交通网的重建充分利用水运资源，不追求道路等级与路线指标，公路重建以提高公路的抗灾能力及韧性为目标。
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2024,46(3):227-228, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.058
2024年第46卷第3期
土木工程
研究进展快讯
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Quang-Hieu TRAN, Xuan-Nam BUI, Hoang NGUYEN
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.023
在深部地下采矿中，岩爆因具有许多不利影响（如，对人员、设备、隧道/地下矿山工作面和开采周期等的影响）而被视为不确定性风险。由于其不确定性的特征，对岩爆趋势的准确预测和分类具有一定难度，且已有研究成果较少。提出一种基于基因表达编程（GEP）和粒子群优化（PSO）的鲁棒混合计算模型GEP-PSO，用于预测和分类深部开口的岩爆趋势，提高了预测和分类的准确性。在建立GEP-PSO模型过程中，评估了GEP模型中不同数量的基因（1~4）和连接功能（例如，加法、提取、乘法和除法）。收集了246次岩爆发生的地质和施工因素，用于建立岩爆分类的GEP-PSO模型；应用处理数据集缺失值的技术改进数据集的属性；用相关矩阵选取潜在输入参数的特征；建立了13个混合GEP-PSO模型，得到了各模型的精度。结果表明：在GEP结构中具有3个基因和乘法连接函数的GEP-PSO模型具有最高的准确度（80.49%）。将获得的最佳GEP-PSO模型的结果与基于相同数据集开发的各种已有模型进行比较，结果表明：选择的GEP-PSO模型结果优于已有模型，表明提出的GEP-PSO模型在岩爆等级的预测和分类方面的准确性显著提高，可以应用于深开挖工程中，以准确预测和评估岩爆敏感性。
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微生物加固模拟月壤强度特性试验研究
随着我国探月工程的不断推进,月球建造成为建设月球人类基地十分重要的技术环节。为探究微生物固化月壤作为建筑材料的潜力,本文通过微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)对CQU-L1和CQU-L2模拟月壤进行加固,对不同加固次数和不同胶结液(CS)浓度的固化模拟月壤进行了无侧限抗压试验,剪切波速试验及扫描电镜SEM微观观测。研究结果表明:随着MICP加固次数和胶结液浓度的增加,固化模拟月壤强度提升显著。相同加固次数下,固化模拟月壤强度随胶结液浓度的提升而提升,12次2.0 mol/L CS加固的样品峰值强度可达1.303MPa。土体剪切波速与无侧限抗压强度增加的趋势相似,最大剪切波速可达508 m/s。SEM试验结果表明:随着加固次数和胶结液浓度的增加,固化模拟月壤孔隙中形成更为明显的致密结构,并且碳酸钙以球霰石为主。本文提出了一种利用月壤资源进行月球建造的新路径,有望为未来月球基地建设提供技术支持。
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盾构隧道壁后注浆智能检测的“云-边-端”架构及应用
随着我国城市轨道交通的不断发展，盾构隧道的建设需求不断增加。为保证隧道施工安全和壁后注浆质量合格，克服人工探地雷达（Ground Penetrating Radar, GPR）检测低效率的缺点，提出车架随行式检测机构实现壁后注浆质量GPR自动化快速检测；对机构硬件组成、工作模式和主要参数进行了详细说明。提出基于模型试验获取高质量带标签的GPR数据，采用基于A扫描和B扫描的机器学习模型训练策略，实现了人工智能模型的良好性能。提出基于“云-边-端”架构的壁后注浆智能化检测方法，并开发了基于部分“云-边-端”架构的GPR-AI Master平台，实现对AI模型的云上部署和应用。提出了基于车架随行式检测机构智能化应用的动态反馈机制，实现隧道掘进的全程守护，在国内外多个工程进行了应用。
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考虑多解释变量共线性的混凝土桥建设期碳排放测算方法
混凝土桥作为公路建设的重要结构物之一，其建设期产生的碳排放较高，因而亟需构建精度较高的碳排放测算模型以助推其建设过程低碳化。本文将公路混凝土桥建设期碳排放来源划分为材料生产、材料运输、场外加工、现场施工四个部分，使用碳排放因子法计算了某新建高速公路31座混凝土桥建设期的碳排放。通过碳排放特征及相关性分析，发现解释混凝土桥建设期碳排放的关键要素为桥梁长度、材料总重量、机械工作时间，Spearman相关系数分别为0.96、0.88、0.82，且三个要素之间存在共线性。使用上述要素为自变量，构建岭回归、Lasso回归及弹性网络回归模型以消除共线性的影响，发现Lasso回归模型碳排放测算精度最高，R2为0.9762，故将其作为混凝土桥建设期碳排放的测算模型。该模型可基于桥梁长度和材料总重量测算混凝土桥不同设计方案和建设方案的碳排放，为混凝土桥低碳方案设计及建设期减碳要素优化提供方法参考。
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聚丙烯网-复合水泥砂浆加固村镇建筑开洞砌体墙的抗震性能研究
村镇建筑中砌体结构缺少必要的抗震措施，墙体抗震能力偏低，采用聚丙烯网-复合水泥砂浆对墙体进行加固以提高村镇建筑的抗震能力。为研究开洞砌体墙加固后的抗震性能，设计制作了3榀开洞墙体的模型试件进行拟静力试验，得到模型试件的滞回曲线及骨架曲线。采用ABAQUS有限元软件建立数值模型进行计算分析，将计算结果与试验结果进行对比，二者结果基本一致。未加固试件加载后洞口角部首先开裂，并逐步延伸至墙体端部，形成 “X”或“八”字型贯通裂缝，呈剪切破坏。采用聚丙烯网-复合水泥砂浆面层加固后可有效延缓减轻墙体破坏，单侧面层加固墙体和双侧面层加固墙体较未加固墙体的极限承载力分别提高了68.75%、107.05%，试件初始刚度分别提高了11.68%、46.55%，延性性能分别提高了6.34%、14.63%。分析结果表明，对村镇建筑开洞砌体墙采用单侧及双侧面层加固后其抗震能力均有提高，洞口区域易开裂后形成贯通裂缝，其破坏模式与未开洞墙体不同。
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基于深度学习的室内多视角点云自动化配准方法
尺寸质量检测是成品房屋在交付前的必要步骤，但传统人工检测方法耗时费力。随着利用陆地激光扫描仪的自动化尺寸质量检测得到更多关注，室内多视角点云自动化配准变得更加重要。由于在室内布置标靶的效率偏低，且成品房屋室内充斥着大量重复的结构，不适合仅依赖自然几何基元或俯视图进行无标靶配准。本文提出了一种基于深度学习的室内多视角点云自动化配准方法。首先利用PointAF神经网络对扫描点云数据进行语义分割，再进行实例分割得到不同结构的点云实例。随后，利用门实例进行两两配准计算变换参数，通过基于重叠置信度和冲突约束的评价函数去除错误匹配，并使用基于生成树的顺序配准方法完成多视角配准。在验证和对比实验中，利用2套成品房屋共21站扫描点云数据证明了所提出方法的有效性和精度。
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主余震序列作用下考虑材料参数空间变异性的边坡动力可靠度分析
边坡在地震作用下的动力响应研究目前主要关注单一主震作用，而没有考虑余震的影响，且材料参数的空间变异性往往被忽略。本文充分考虑土体强度参数的空间变异性，提出了一种基于Newmark方法和概率密度演化方法（PDEM）的可靠度分析框架来量化余震及空间变异性对边坡动力可靠度的影响。首先，将物理随机函数模型、Copula函数和窄带谐波群叠加方法相结合生成主余震序列。此外，基于谱表示法生成随机场并根据对应坐标将参数赋值到有限元模型中。然后，采用Newmark位移法批量计算了主余震序列作用下考虑材料参数空间变异性的边坡的永久位移，并通过位移均值分析了粘聚力和摩擦角的变异系数（COVC和COVF）、余震和峰值加速度（PGA）对边坡永久位移的影响。最后，基于PDEM，从概率的角度解释了变异系数（COV）和余震对边坡动力可靠度的影响。研究结果表明:随着COV增大，边坡的永久位移均值呈现逐渐增大的趋势。相比之下，COVF对边坡的永久位移影响更明显。此外，与单一主震相比，地震序列作用下边坡的位移均值更大。若忽略材料参数的空间变异性和余震的影响，将明显高估边坡的抗震性能。
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骨架支承式鞍形膜结构的风致响应和可靠度参数分析
陈梓烨, 刘长江, 李栋, 郑周练, 刘坚, 刘治, 刘燕云
膜结构对风荷载敏感，在风荷载作用下会产生剧烈的振动位移，同时膜结构的抗风设计缺乏可靠度理论的支撑和保证。建立膜结构在风荷载作用下的随机振动模型和可靠度理论可为膜结构的抗风设计提供参考。首先，以骨架支承式鞍形膜结构为研究对象，基于冯·卡门大挠度理论和势流理论建立了风荷载作用下的随机振动理论模型，并采用KBM摄动法结合MATLAB软件求解得到了风致动力响应的近似理论公式。然后，根据位移首次超越破坏准则建立了骨架支承式鞍形膜结构的可靠度功能函数，并利用一次二阶矩法求得可靠指标和失效概率。其次，进行了骨架支承式鞍形膜结构的风洞试验，从流速与压强的角度分析了膜面上各点的振动规律。最后，引入相对相差对理论结果与试验结果进行了对比，并对影响可靠度的参数进行了敏感性分析。研究结果表明，理论与试验结果吻合效果较好。矢跨比、预张力和风速均对膜结构可靠度有一定影响，但从失效概率的变化趋势上可知，矢跨比相较于其他变量而言对膜结构可靠度的影响更加显著。
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基于多元线性回归模型的面砖外墙劣化评估方法
对建筑面砖外墙劣化导致脱落风险日益凸显的问题，基于现场调研和多元线性回归模型提出一种劣化程度快速评估方法，旨在降低既有评估方法的模糊性，同时提高诊断效率。首先，综合国内外研究，分类分析了面砖外墙的劣化类型及其影响，并汇总了劣化定性评估标准。接着，通过调研建立了面砖外墙劣化图像库，并开展了分组评估，在此基础上，利用多元线性回归方法构建了劣化评估模型，确定系数R^2达到82.45%，且模型中自变量对因变量的影响在统计学上显著。为进一步规范化评估结果，引入价值函数对模型输出进行处理，得到归一化的劣化程度评估值。最终，结合回归模型、价值函数和劣化程度评级标准，形成了一套完整的评估方法。通过实例验证，与传统评估方法相比，此方法具有指标全面、简便高效和适用性强等优势。
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考虑渗流作用的重力坝稳定与应力高效可靠度分析
重力坝服役期间,渗流作用会对大坝稳定及应力产生不利影响,研究重力坝在渗流作用下的可靠度具有重要意义。本文将响应面法与随机有限元法结合,提出了考虑渗流作用的重力坝稳定与应力高效可靠度分析方法。依托某水电站工程,通过敏感性分析确定影响重力坝抗滑稳定与应力的关键不确定性参数；基于响应面法构建考虑渗流作用下重力坝抗滑稳定安全系数的功能函数,计算了多破坏模式的失效概率,并与不考虑渗流作用情况下的结果进行对比分析；采用概率失效分析方法定量分析了关键不确定性参数对重力坝失效概率的影响。结果表明：考虑渗流作用计算得到的失效概率较高,忽略渗流作用导致低估重力坝失效概率；比较三种失效模式,坝踵拉裂与沿坝基面滑动失稳最容易发生,其次是坝趾压坏。相关研究成果可为实际大坝工程可靠度评价提供理论依据和技术支撑。
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纤维加筋花岗岩残积土动单剪特性研究
为了研究纤维加筋花岗岩残积土的循环剪切特性,将聚丙烯纤维掺入到残积土中,通过动单剪仪对纤维加筋的残积土进行水平循环单剪试验,分析了不同纤维掺量(0、0.3%、0.6%、0.9%)、循环应力比(0.15、0.20、0.25、0.30)对花岗岩残积土动力特性的影响。试验结果表明:随着循环应力比增大,动剪应变越大,纤维的加入有效抑制了残积土的动剪应变的发展,且纤维掺量越高,动剪应变越小；纤维提高了残积土的临界循环应力比,在临界循环应力比下,加筋的试样破坏时的循环次数远大于未加筋试样,这表明纤维的加入增加了土体的韧性,大大延缓了土样达到破坏的时间；动剪切模量和阻尼比均随水平循环次数的增加先减小后保持稳定不变,在同一循环应力比下,纤维掺量越大,动剪切模量和阻尼比越大；对于动剪切模量而言,循环应力比越小,纤维加筋的优势越明显。对H-D模型进行了改进,改进后的模型可用来分析不同循环应力比、不同纤维掺量下花岗岩残积土的动力响应。
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浮置板减振轨道动力学现场测试及减振评价
为评价深厚软土场地地铁隧道内钢弹簧浮置板轨道的轮轨力及减振性能，遴选出满足地质条件相似、隧道埋深相同、列车行驶速度和载重一致三个前提条件的浮置板和整体式轨道，分别测试其垂向、横向轮轨力和钢轨变形，以及其钢轨、轨枕板和隧道壁的三向振动加速度时程，并展开时域和频域分析。结果表明：①浮置板会小幅增加垂向轮轨力，大幅增加横向轮轨力，且使轮轨力的低频准静态作用占比更大；②轮轨力的低频成分增加后引发钢轨的低频抖动，使钢轨的垂向、横向位移分别增大了2.4倍和4倍，且波动性更明显，对平稳行车将产生不利影响；③浮置板使隧道壁的横向、垂向振动加速度级均减小约5 dB，但纵向振级变化不大，与此同时浮置板自身的横向、垂向振动加速度级增加10~12 dB，证明浮置板有效阻隔了车轨振动能量；④软土场地内地铁隧道的横向、垂向共振频率约50 Hz，浮置板有效抑制了其共振现象，使分频振级减小10~18 dB，达到了特殊减振性能要求，说明低频轮轨力的增加对其减振性能的影响较小，钢弹簧浮置板在深厚软土场地仍具有适用性。
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含砾花岗岩残积土-土工织物界面剪切特性细观分析
为深入探究筋土界面的细观变形破坏机理,以室内大型直剪试验结果为基础,利用离散元软件PFC3D建立了3种砾石含量(50%、75%和100%)和2种加载方式(法向静荷载和法向循环荷载)下含砾花岗岩残积土-土工织物界面的直剪试验模型,分析了筋土界面孔隙率、配位数、组构各向异性和颗粒旋转情况等细观剪切特性的变化规律。结果表明：试样孔隙率变化量随砾石含量的增大而增大,且主要集中在剪切面附近,法向循环荷载作用也会使其略微增大；界面处的配位数随砾石含量增大分别介于5.19-6.05、4.74-5.77和4.35-5.53之间,颗粒间的接触减少；两种加载方式下试样颗粒的接触力的各向异性主方向均发生了偏转,且法向静荷载作用下的法向接触力相较于法向循环荷载作用下的均更大；砾石含量100%的颗粒平均旋转角度比50%时的更小,法向循环荷载作用会使其略微增大,曲线整体上呈正态分布,最大值位于剪切面附近。
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附加锌丝对拉索腐蚀形貌及力学性能退化影响研究
拉索是索承桥梁的主要传力构件，拉索腐蚀严重时将威胁到桥梁结构的安全性和耐久性。本研究对新型附加锌丝拉索开展人工加速腐蚀、形貌三维扫描和力学性能测试探究附加锌丝对拉索腐蚀扩展特征及力学性能退化的影响机制。首先，制备了含锌丝和不含锌丝（对照组）的高强钢丝拉索试件，通过在护套设置环形开口模拟破损情况，采用喷滴方式进行4、8、12周的人工加速腐蚀；之后，采用华郎-3DX+非接触式扫描仪构建拉索点云模型，分析锌丝对高强钢丝腐蚀扩展的影响规律；最后，采用MTS试验机对不同锈蚀度高强钢丝进行静力拉伸，构建锈蚀高强钢丝截面损失率与力学性能的关联模型，并对拉索承载性能进行评估。研究结果表明：加速腐蚀4、8、12周后，附加锌丝拉索护套开口处钢丝最大截面损失率均值较无锌丝拉索分别减小47.14%、62.68%、38.70%；护套开口处钢丝极限强度均值和屈服强度均值分别提高0.17%、6.12%、5.55%和-0.31%、8.54%、6.24%，拉索剩余承载力提高0.16%、5.41%、4.83%。
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锈蚀箍筋约束混凝土轴压性能研究进展
锈蚀箍筋约束混凝土的轴压性能是多龄期RC结构进行弹塑性分析与抗震性能研究的基础,准确研究其劣化规律,对于多龄期RC结构耐久性能评估、剩余抗震能力预测和数值模拟等方面具有重要作用。本文从试验方法、抗压强度和应力-应变本构关系等方面综述了锈蚀箍筋约束混凝土轴压性能研究现状。详细介绍了不同的试验方法,并系统分析其优缺点和适用性；归纳总结了锈蚀箍筋约束混凝土抗压性能影响因素、抗压性能退化模型和应力-应变本构关系模型；对当前锈蚀箍筋约束混凝土轴压性能研究中存在的不足及研究趋势进行了分析。总结既有研究成果表明:现阶段关于重复荷载作用下锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变本构关系的研究十分有限。最后,对现有研究中存在的不足及研究趋势进行了相关讨论。
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干湿循环作用下有机硅改性炭质泥岩崩解特性及抑崩解机制研究
为抑制干湿循环下炭质泥岩崩解与强度劣化作用,开展干湿循环作用下有机硅改性炭质泥岩无侧限抗压强度及崩解试验,研究干湿循环次数、有机硅掺量对改性炭质泥岩无侧限抗压强度、粒径级配、不均匀系数与曲率系数等参数的影响,明确有机硅对炭质泥岩强度劣化及崩解特性的抑制作用,并通过扫描电镜分析有机硅改性炭质泥岩在干湿循环作用下微观结构的变化规律,揭示其抑崩解机制。结果表明：改性炭质泥岩的无侧限抗压强度与有机硅掺量成正相关,与干湿循环次数成负相关；有机硅的团聚作用可有效增大炭质泥岩粒径,掺入有机硅后,改性炭质泥岩大于2mm的粗颗粒含量、最大粒径Dmax和最小粒径Dmin均显著增大,且崩解过程中[10mm, 20mm)、[5mm, 10mm)和[2mm, 5mm)粒组的改性炭质泥岩颗粒含量变化最为剧烈,但有机硅掺量越多,粒径变化幅度越小；改性炭质泥岩的中值粒径d50、Weibull分布参数(λ、k)、分形维数D、耐崩解指数Idn与崩解比Dr等参数均与有机硅掺量呈正相关,与干湿循环次数呈负相关,而不均匀系数Cu的变化规律与之相反。有机硅主要是通过网状结构胶联炭质泥岩颗粒并在其表层形成疏水膜等作用抑制其强度劣化及崩解。
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羟丙基甲基纤维素改性珊瑚泥龟裂特性试验研究
为实现岛礁珊瑚泥的有效利用，对岛礁珊瑚泥性能进行探究，发现岛礁珊瑚泥作为工程材料利用时存在龟裂现象，因此对珊瑚泥进行龟裂及改性研究具有现实意义。首先，引入羟丙基甲基纤维素（HPMC）与珊瑚泥制备室内面层模型进行龟裂试验，在不同时段对试验模型进行图像采集，并通过图像处理技术获取珊瑚泥相关参数变化；其次，探究HPMC改性后珊瑚泥裂隙参数、裂隙发育速率等龟裂参数的变化规律及珊瑚泥裂隙的动态演化规律；最后，分析HPMC对珊瑚泥龟裂行为的抑制作用并对抑裂机制进行阐述。研究结果表明：HPMC的加入，可明显改善珊瑚泥土样龟裂性质，通过减少土样内自由水含量，在土样内部吸附珊瑚泥颗粒形成团聚体阻止土体收缩并抑制裂隙生成，显著优化珊瑚泥面层的整体性能和抗裂性能。
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剩余污泥深度脱水及资源化研究进展
剩余污泥是污水处理过程产生的半固态副产物（含水率高达80%以上），其中结合水和胞内水是污泥脱水的难点，约占总水分的75%。剩余污泥携带大量负电荷、亲水性强和压缩性高等性质是污泥脱水的瓶颈问题。本文阐述了物理法、化学法和生物法预处理剩余污泥的作用机制，总结了各种强化脱水方式存在的问题和各种调理剂强化污泥脱水的效果，新型调理剂丙烷水合物具有强化脱水和循环利用的双重优势，多种调理剂复配调理具有更强的强化剩余污泥深度脱水效果。对比常用的机械脱水设备，综述了机械脱水设备的选型依据。剩余污泥中生物质资源丰富，资源化处置是较有前景的处置方式，文章总结了剩余污泥深度脱水后处理处置方式和资源化利用途径，并对未来的研究方向进行展望，为剩余污泥资源化利用提供参考。
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设置弹塑性中央扣的三塔悬索桥纵向减震体系
以某三塔悬索桥为背景,采用有限元计算分析,研究了中塔塔梁间设置弹性索对三塔悬索桥地震响应的影响,以及设置柔性中央扣对桥梁地震响应的影响,提出可采用弹塑性减震装置作为悬索桥中央扣,并分析了弹塑性中央扣对桥梁地震响应的影响,探讨了不同减震体系下三塔悬索桥减震效果。结果表明,中塔塔梁间设置弹性索对中塔地震受力不利；柔性中央扣是地震作用下悬索桥易损构件,可采用弹塑性减震装置作为悬索桥中央扣；弹塑性中央扣能有效控制三塔悬索桥纵向地震位移,并改善中塔地震内力；采用弹性索和弹塑性中央扣组合减震体系后,悬索桥位移减小更明显,且中央扣减弱弹性索对中塔内力的不利影响,弹塑性中央扣应用于三塔悬索桥中能有效提升桥梁抗震性能。
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餐厨废油制备二代生物柴油的加氢催化与水热催化工艺对比
我国餐厨废油年产量超过500万吨，其主要成分为脂肪酸甘油酯，通过合适的化学转化可制备成以脂肪烃类为主要组分的二代生物柴油（烃基生物柴油）。相较于第一代的传统酯基生物柴油（主要成份:脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯），二代生物柴油可与石化柴油以任何比例混合使用，燃烧性能更佳。目前，以餐厨废弃油脂为原料制备二代生物柴油绿色柴油的研究主要包括加氢催化工艺和水热催化工艺，为此，综述了本文对两类工艺的反应机理和反应参数进行对比，着重介绍在催化剂及载体选择、温度、气体等反应条件的研究与开发，总结出各自工艺的适用范围，为选择合适的工艺提供依据。同时对两项工艺未来的发展方向提出展望：加氢催化工艺在商用上较为成熟，未来研究的重点在于提升催化剂的稳定性和工艺经济性；水热催化工艺作为能够原位产氢的新兴技术，未来应对绿色高效的水热催化剂及连续流水热反应进行深入研究，推动水热催化工艺的工业应用。
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一种用于水净化的新型微生物诱导碳酸钙过滤器
目前，过滤是污水处理厂常用的一种处理方法。根据过滤介质材料和性质的不同，过滤可分为四大类：微滤、超滤、纳滤和反渗透。本研究的目的是通过微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）过程开发一种新型多孔 CaCO3 膜过滤器。这种基于膜的过滤器旨在去除微生物并消除溶液中的胞外聚合物（EPS）。实验结果表明，MICP 驱动的多孔 CaCO3 过滤器能高效去除大肠杆菌、布氏杆菌和活性污泥，去除率分别约为 99.998%、99.983% 和 99.996%。 与普通滤纸相比，它还具有更强的 EPS 去除能力。此外，经 MICP 处理的生物浆料还具有理想的孔隙空间、无阻塞性和高渗透性。
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考虑结构性能退化的桥梁有限元模型动态校准方法
陈戈, 钟万波, 范爱民, 郑兴, 路伟, 乔争气, 周广东
基于随机搜索的有限元模型多次独立修正难以反映桥梁随着服役时间增加而产生的结构性能退化以及构件病害不断加深和向邻近构件扩展的动态规律。本文基于Cuckoo Search Algorithm(CS算法),提出一种考虑结构性能退化的桥梁有限元模型动态校准方法,首先对CS算法编码对应的待修正参数集合分为病害构件、与病害构件相邻构件和其他构件三组,然后采用不同的策略对每组编码进行初始化,进而设置每次修正时待修正参数上限为上一次修正结果,最后通过设定不同的步长控制因子限定每组编码的搜索范围。文末采用一座单跨桁架桥对方法的有效性进行了验证。研究结果表明：基于CS算法的有限元模型动态校准方法能够对桥梁的有限元模型进行动态修正,动态修正后的有限元模型能够反映病害随时间不断加深以及向邻近构件扩展的桥梁服役性能时变规律。
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基于精细有限元模型的云冈石窟稳定分析与安全评估
石窟寺在自然界的各种营力作用下，病害严重，随着时间的推移，石窟寺的损伤程度不断加剧，石窟寺的预防性保护问题日渐严峻。石窟寺的预防性保护主要为数值计算及现场监测。为保证数值计算的准确性，本文提出以下研究思路：首先，利用石窟寺的三维激光扫描云图生成精细的石窟寺几何模型，准确反映石窟寺复杂的几何形状；其次，利用H-B准则充分考虑风化、裂隙、节理等病害造成的岩体力学性能劣化，得到接近实际情况的岩石物理力学参数值，进而建立较为真实反映石窟边界条件、应力位移及可能破坏情况的精细化数值计算模型；最后结合强度折减法对石窟寺的现有稳定性进行分析，并结合岩体的纵波波速对因岩体劣化后石窟的危险区域进行预测，并建立预警系统，实现对石窟寺的预防性保护。以云冈石窟第9、10号洞窟为例，采用上述研究思路和方法对其进行系统地建模、受力分析和稳定性讨论。研究结果表明本文研究思路的可行性，可为具有类似病害的石窟寺的预防性保护研究提供参考。
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多层土中盾构隧道开挖面主动破坏极限支护力研究
合理设计开挖面主动破坏极限支护力是维持盾构隧道稳定性的关键。目前大部分极限支护力计算方法并不是适用于复杂盾构隧道工程设计。基于楔形体计算模型,考虑土拱效应影响下的侧压力系数,通过引入盾构隧道开挖倾角和渗流作用,建立了适用于多层土中的开挖面主动破坏极限支护力计算模型和解析解。并结合实际工程案例,对影响极限支护力的土体和设计参数进行了分析。结果表明,极限支护力随施工深度、地下水水位高度、土体重度和开挖倾角增大而显著增大,随内摩擦角和黏聚力增加而呈非线性减小；采用考虑土拱效应影响的侧压力系数有利于减小极限支护力设计值；考虑渗流作用后的极限支护力显著增加；不同土层的参数变化对极限支护力影响显著。
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高压静力触探试验标定密实砂土的相对密实度
高应力水平下深部密实石英砂层中的静力触探原位试验或模型试验数据极少,静力触探试验结果与深部密实砂层工程性质间的相关性难以建立。本研究使用高压标定罐以砂雨法制备不同相对密实度的密实砂样,并在不同的高应力水平下开展了静力触探标定罐试验。同时,本研究运用修正摩尔库伦本构模型描述试验过程中高应力水平下密实石英砂的应力-应变响应,使用任意拉格朗日-欧拉大变形有限元方法避免网格畸变,对静力触探试验进行数值模拟,总结所得锥尖贯入阻力结果,拟合得出高应力水平下深部密实石英砂层相对密实度预测公式。将公式预测结果与已有标定罐试验结果对比,发现预测效果较好,相对误差小于30%。
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黄原胶联合微生物加固改善混合土蓄水特性试验研究
为减少砂土水分流失,促进海岸线生态环境改善,本文旨在探索黄原胶(XG)联合MICP对石英粉-钙质砂混合砂保水性的影响。通过黄原胶与MICP联合处理混合砂,对不同黄原胶和MICP浓度下的混合砂进行了保水测试,体积变化测试,剪切波速测试和微观分析测试。试验结果表明,相较于未处理砂土,添加黄原胶和MICP的混合土质量损失率显著减小。XG-MICP联合处理的混合土呈现出更小的质量损失率。7天试验天数内,黄原胶固化土的体积变化率较大,XG-MICP固化土的体积变化率呈现出显著的降低。随着黄原胶浓度的增加,黄原胶固化砂的剪切波速降低,XG-MICP固化砂受水分含量影响呈现更小的剪切波速。XG-MICP样品孔隙中呈现菱形状的方解石沉淀。本试验验证了利用黄原胶联合MICP改善混合砂土蓄水性的可行性,有望为海岸地区的农业生产、砂土改良及生态恢复提供了新的思路和方法。
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泥炭土静止侧压力系数影响因素试验研究
静止侧压力系数K0是解决岩土类工程问题的重要参数。为研究泥炭土K0的影响因素和机理，用K0固结仪对昆明滇池泥炭土开展侧限压缩试验，系统分析了竖向应力、有机质含量和初始孔隙比对K0的影响，并从结构性的角度入手，探讨其K0变化规律的形成机理。试验结果表明：重塑泥炭土的静止侧压力系数不是恒定的常数，而与竖向应力和有机质含量相关；加载时K0随竖向应力的增加而减小最后趋于稳定，在较低竖向应力下K0的减小趋势更显著；同一竖向应力下，有机质含量越大，K0越小，整个加载过程的K0下降幅度越大；泥炭土结构性在加载过程中的动态变化是引起K0变化的根本原因，竖向应力和有机质通过影响其结构性进而影响K0，且两者间存在一定的耦合关系；重塑泥炭土稳定后的K0值在0.42~0.6之间，低于无机黏土，并与有机质含量存在线性负相关关系，基于试验结果提出了相应的拟合关系式；初始孔隙比和K0值的关系较为离散。
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胶接缝桥面板全装配组合梁正弯矩区力学性能试验研究
提出了胶接缝桥面板可拆卸高强螺栓剪力键的可更换桥面板全装配钢-混组合梁。为剖析不同接缝形式对全装配组合梁正弯矩区力学性能的影响机制，设计制备了4片不同桥面板接缝形式的组合梁试件并完成了静力加载试验，分析了各试件的破坏形式、承载力、延性、抗弯刚度、界面滑移等力学特征。研究表明：对比现浇梁为弯曲破坏，全装配组合梁为弯剪破坏且主裂缝位置为靠近胶接缝处混凝土内聚破坏；直线形，阶梯形，企口形接缝梁比现浇梁的抗弯承载力分别降低了4.78%、2.07%、2.04%，以受压为主的桥面板使得接缝形式对接缝梁承载力影响较小；有无接缝对组合梁整体延性有较大影响，现浇梁比直线形，阶梯形，企口形接缝梁延性系数大，分别大了14.39％、34.87％、7.75％；对组合梁整体弹性刚度影响不显著，接缝梁弹性刚度分别降低了0.55%、5.43%、2.06%；现浇梁的梁端部滑移最大，全装配组合梁最大滑移在接缝处附近；不同接缝形式中，企口形接缝的强度和刚度表现最优。用胶接缝替代传统湿接缝，可以实现代替现浇的全装配式施工，极大地提高了装配性，对于装配式应用工程中具有施工优势。最后基于塑性理论提出了考虑高强螺栓连接件和胶接缝桥面板影响的全装配组合梁抗弯承载力计算式。
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基于FE-SEA法的上盖建筑宽频段振动与噪声分析与控制
为分析地铁车辆段运行对上盖建筑振动与室内二次结构噪声影响,基于FE-SEA混合法理论,以某地铁车辆段上盖建筑为依托,建立车辆-轨道-盖板-上盖建筑耦合模型,开展了地铁振动作用下不同频域范围内上盖建筑振动与室内二次结构噪声分析。揭示上盖建筑振动产生机理,探究上盖建筑振动与噪声传播规律。研究结果表明：采用FE-SEA混合法分析预测上盖建筑振动及室内结构噪声,具有较高的准确性；上盖建筑各楼板振动受固有频率影响,主频振动位于31.5~50Hz的低频段内；车致上盖建筑振动Z振级在第九层衰减至最低水平,随着楼层增加,振动出现放大现象；各典型房间二次结构噪声声压主要集中于20~80Hz范围内,不同典型房间的A声级随着楼层增加均出现先减小后增大的现象；施加隔振支座可以起到较好地减振效果,可以有效地降低结构自振频率,并降低上盖结构对高于这一频率的振动响应。研究结果可为地铁车辆段上盖建筑振动预测和减隔振工程措施提供有益参考。
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基于声发射的混凝土单轴压缩与劈裂荷载下雪崩特征研究
多孔介质材料破坏失效的雪崩特征与其破坏机制密切相关。为探究基于声发射统计的混凝土拉压破坏过程中的雪崩特征，开展了混凝土单轴压缩和巴西劈裂试验，并监测加载过程中的声发射信号，对比分析了声发射信号的幅值、绝对能量、持续时间、等候时间等参数的统计特征。结果表明：拉压破坏下声发射能量最大值均分布在峰值应力附近，但劈裂过程中的信号数量远低于单轴压缩。b值均呈现先增大后减小趋势，而劈裂破坏下的b值下降更早，变化幅度更大，说明大裂纹出现的更早，更容易破坏。拉压破坏下的声发射绝对能量、幅值、持续时间的概率密度分布均符合幂律，但对应的雪崩指数值不同，与破坏过程中的失效机制相关。其中劈裂破坏的绝对能量分布接近纯幂律分布，而压缩破坏符合带阻尼的幂律分布，所对应的能量指数值更大。不同时间段内单轴压缩和巴西劈裂破坏的能量指数值呈现下降趋势，说明随荷载增加试件内部大能量信号占比增大。拉压破坏下的等候时间概率密度分布较为接近，表现出稳定性，也说明了统计规律的适用性。
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E-Mn2+-PMS体系非自由基路径去除水中双氯芬酸
斯婷, 盘其鑫, 杨帅帅, 张健, 樊佳慧, 钟艺华, 赵纯
随着水质标准和检测技术的提高，新污染物的控制逐渐成为了研究热点。本研究通过引入电场提高了Mn2+对过一硫酸盐（PMS）的活化能力，构建E-Mn2+-PMS协同体系去除水中难降解有机污染物双氯芬酸（DCF）。首先，考察了电流密度、PMS浓度、Mn2+浓度、溶液pH值以及水体背景物质（NO3-、Cl-、HA）等对水中DCF去除的影响。结果表明，在电流密度为11.42 mA cm-2、PMS浓度为1 mM、Mn2+浓度为150 μM的条件下，反应20 min内E-Mn2+-PMS体系协同系数为10.88，其反应速率常数为19.250×10-2 min-1，反应180 min对DCF的矿化率为67.4%，酸性条件比碱性条件更有利于DCF去除，最佳条件为pH=3。NO3-对DCF的去除几乎没有影响，Cl-、HA对DCF的去除有明显的促进作用。随后，通过自由基捕获实验、电子顺磁共振（EPR）测试以及锰中间价态物质分析证明，E-Mn2+-PMS体系中非自由基路径（Mn(III)氧化和1O2氧化）占据主导地位。与Mn2+-PMS体系相比，电场条件下原位生成的无定形MnO2可快速活化PMS产生1O2，实现对污染物的高效去除。
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铺装层温度效应影响下钢桥面板焊接细节疲劳性能研究
为研究沥青铺装层温度效应对正交异性钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响,本文基于线弹性断裂力学,研究了铺装层温度效应对焊接细节应力及顶板焊趾处疲劳裂纹尖端应力强度因子的影响规律,并基于 XGBoost算法建立了裂纹修正系数预测模型。研究表明：沥青铺装层厚度及其温度效应对钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响不可忽略；高温情况下,顶板焊趾处的疲劳裂纹扩展速率较快,裂纹形态比对有效应力强度因子的影响更大,仅通过应力评估铺装层温度效应对钢桥面板焊接细节疲劳性能的影响偏不安全；顶板焊趾处的应力及裂纹尖端的有效应力强度因子与铺装层温度效应呈非线性相关；结合本文建立的裂纹修正系数预测模型可以有效预测疲劳裂纹尖端的有效应力强度因子,便于工程中对温度影响下的焊接细节疲劳性能进行快速评估。
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锈蚀H型钢混凝土界面黏结滑移试验及本构模型
针对以H型钢作为骨架的无筋混凝土结构,制作锈蚀率分别为0%、5%、10%、15%和20%的H型钢混凝土试件,开展推出试验,分析不同锈蚀程度下H型钢-混凝土界面的黏结应力-滑移关系,并提出一种通过测试混凝土表面的压缩位移获得钢-混凝土界面黏结应力分布的试验方法。基于试验观察,提出化学黏结、微观机械黏结、宏观机械黏结和铁锈界面黏结四种微观机制,以解释锈蚀对H型钢混凝土黏结性能的影响。构建考虑锈蚀率影响的黏结应力-滑移本构关系模型,引入界面损伤参数,对不同锈蚀率下的界面损伤演化过程进行分析。结果表明： H型钢与混凝土界面的初始黏结刚度随着锈蚀率的增加而提高,但在达到峰值应力之后,界面刚度的下降速率随着锈蚀率的增加而加快；当H型钢锈蚀率较高(≥15%)时,界面黏结滑移曲线呈现双峰值特征,即先上升后下降,然后再次上升,最终趋于下降；随着锈蚀率的增加,化学黏结和微观机械黏结的作用逐渐增强,而宏观机械黏结和铁锈界面黏结的作用则逐渐减弱；所建立的考虑锈蚀率影响的黏结应力-滑移本构关系表达式能够较好地描述锈蚀H钢-混凝土界面黏结特性；尽管锈蚀率的增加会加速界面刚度的减退,但对试件破坏时损伤程度的影响较为有限。
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无筋混凝土拱形结构3D打印建造与力学性能分析
本文从设计、建造及承载性能三方面开展了3D打印轻量化混凝土拱形结构的可行性研究。基于拱结构构造和3D打印工艺特点,提出了一种拱结构精准、快速拼装的方法；在此基础上建造了5根3D打印轻量化拱试件,通过试验研究了两点集中、三点集中和均布荷载三种工况以及“π形”、“W形”、“M形”三种截面打印路径对拱结构承载性能的影响规律,并借助有限元计算分析了矢跨比为1/4、1/6和1/8时3D打印混凝土拱结构的力学行为。结果表明,均布荷载下试件各节段的协同变形能力最好,承载能力最强,3D打印混凝土材料的抗压优势得以充分发挥；集中荷载易造成拱试件局部压溃,两点及三点集中荷载下的拱试件相对于均布荷载下的拱试件极限承载力分别下降30.2%和14.2%；采用“M形”横截面打印路径的试件传力效果最好,单位质量峰值荷载相较于打印路径为“π形”和“W形”的试件分别提升了23%和28%；在规范建议采用的矢跨比范围内,随着矢跨比的减小3D打印混凝土拱结构的承载力逐渐降低。本试验的5根试件均具有良好的承载性能,为轻量化拱形结构3D打印设计、建造及应用提供了参考。
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饱水单孔红砂岩裂纹扩展及能量演化规律研究
利用TAW-2000试验机、摄像装置和PCI-2型声发射仪，对干燥和饱水两种状态下的含孔洞红砂岩开展单轴压缩试验，探究干燥和饱水状态下含孔洞红砂岩的受力变形特征、裂纹扩展机制、声发射特性及能量演化规律。结果表明，饱水单孔岩样力学参数显著降低，脆性跌落系数大幅提高；单孔岩样裂纹扩展过程可以分为初始变形、裂纹萌生、稳定扩展和裂纹扩展四个阶段，其中饱水单孔岩样萌生的初始裂纹和次生裂纹更多更长，且在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时均产生了显著的荷载跌落现象；饱水和干燥单孔岩样声发射信号均主要集中在初始裂纹萌生时和裂纹失稳扩展时，且饱水单孔岩样声发射信号相对较弱，初始裂纹萌生时声发射信号多于裂纹失稳扩展时；与干燥单孔岩样相比，外部输入的能量更易于在饱水单孔岩样中耗散，饱水单孔岩样达到储能速率峰值更慢，能够储存的弹性能更少，更有利于降低岩样破坏时的能量释放剧烈程度。
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复合水凝胶衍生的零价铜催化剂高效活化过硫酸盐降解氯酚
过渡金属/碳复合催化剂可高效活化过硫酸盐（PMS）降解有机污染物。本文通过简单的热解法成功将吸附Cu(Ⅱ)的复合水凝胶吸附剂转化为零价铜/碳复合催化剂C-Cu，可高效活化PMS并快速降解2,4-二氯苯酚 (2,4-DCP)。在pH为5、C-Cu投加量为5 mg、PMS浓度为0.20 g·L-1条件下，5 min内完全去除2,4-DCP（0.1 mmol·L-1），反应动力学常数高达3.434 2 min-1，较报道的金属氧化物提高3个数量级。在满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准条件下，C-Cu可在柱状动态反应器中稳定运行81.3 h。在pH 5-9、常规无机盐和天然有机质共存条件下，C-Cu/PMS体系中2,4-DCP的降解未受到明显抑制，显示出良好的环境耐受性。同时，C-Cu/PMS体系对多种氯酚类污染物均具有优越的去除效果。活性物种淬灭实验以及电子顺磁共振波谱（EPR）测试结果一致表明，零价铜作为PMS活化位点，产生大量1O2和·O2-。液相色谱-质谱联用分析结果表明，2,4-DCP经过脱氯和开环等过程实现降解和矿化。本研究为水凝胶吸附剂的资源化利用提供了新思路，为廉价金属/碳复合催化剂的开发应用提供了新方法。
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还原性介体强化典型固态氧化剂去除水中污染物的研究进展
基于强氧化剂的化学氧化技术是实现难降解有机污染物去除的有效手段。相比臭氧等气态氧化剂和过氧化氢等液态氧化剂,高锰酸盐等固态氧化剂具有寿命长、使用方便、泄漏风险低等优点,在水中难降解有机污染物去除方面极具优势。近年来,为进一步提高固态氧化剂去除难降解污染物的效能,通过添加还原性介体的方法增强氧化剂对有机污染物转化去除得到普遍认可,尤其是其在降解有机新污染物方面展现出良好的强化效能。本文以基于高锰酸盐(KMnO4)、高铁酸盐(K2FeO4)和高碘酸盐(KIO4)等典型固态氧化剂的化学氧化技术为主线,系统梳理了还原性介体强化有机污染物降解的最新研究进展,重点阐述了其潜在的强化途径与作用机制差异,并对基于还原性介体的有机污染物化学氧化强化去除技术研究进行了展望。
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微生物结合纤维加筋黄土坡面抗侵蚀试验研究
降雨侵蚀严重威胁土质边坡稳定，甚至诱发失稳破坏。本研究联合黄麻纤维与微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术开展黄土坡面生态加固，模拟降雨测试分析坡面抗侵蚀性能提升程度及影响因素，利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散 X 射线光谱仪(EDS)从微观角度分析减缓黄土坡面降雨侵蚀作用机制，探究减缓黄土坡面降雨侵蚀的可行手段。结果表明：(1) 添加黄麻纤维有助提升微生物矿化黄土抗降雨侵蚀性能，尤以中高含量中长尺寸纤维的提升效果最佳。(2) 经生物矿化处理的纤维加筋黄土可显著抵抗弱降雨(6mm/h)侵蚀，亦能短期抵抗强降雨(45mm/h)侵蚀；强降雨条件下，抗侵蚀性能随纤维掺量增加而提升、但提升幅度逐步降低，最高抗侵蚀性能提升为 64.2％。(3) 生物胶结硬壳层厚度随纤维长度和含量的增加而变薄，C2L5 和 C8L25 之间厚度差能达到 2.86 倍。(4) 纤维加筋微生物矿化黄土表层存在两种胶结模式：1）碳酸钙晶体沉淀于粒间孔隙而成的“粒间填充”模式；2）碳酸钙借助纤维连接包裹土颗粒而成的“裹覆胶结”模式。研究结果对黄土丘陵沟壑区坡面降雨侵蚀防控措施的有效实施具有指导意义。
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真空紫外/过硫酸盐工艺去除藻类有机物的效能与机理
在饮用水源受蓝藻水华影响期间,藻类代谢会产生大量藻类有机物(AOM),AOM易与氯消毒剂反应生成消毒副产物(DBPs),对供水水质和饮用水安全构成威胁。本研究以紫外(UV)、真空紫外(VUV)、过硫酸盐(PS)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)等工艺为对照组,探究了真空紫外/过硫酸盐(VUV/PS)工艺在去除AOM和减少DBPs生成方面的效能与机理。实验结果表明,VUV/PS工艺去除AOM的效能优于对照工艺,DOC和UV254的去除率分别达74.7 %和70.7 %,荧光有机物的去除率也超过82.2 %。此外,AOM的去除效果随PS投加量的增加和溶液初始pH值的降低而增强。自由基探针实验进一步证实,VUV/PS工艺中的主要活性氧化物种(ROS)为羟基自由基和硫酸根自由基,测得二者的稳态浓度分别为4.78 × 10-13和1.51 × 10-11 M-1。VUV/PS工艺通过VUV光解与ROS的氧化作用共同实现了AOM的高效去除,且VUV有效促进了ROS的生成与转化。在后续氯消毒过程中,经过VUV/PS处理的AOM所生成的DBPs总量及其理论毒性显著下降。因此,VUV/PS工艺在富含AOM的水源水处理中展现出广阔的应用前景。
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针对极端事件估计的高斯主动学习算法
一些重大关键结构在服役期间会面临一些极端事件，它们由于概率极低而可能被忽视，但如果发生会导致严重的损失。为了准确估计复杂结构的极小失效概率，提出一个能平衡极端事件发生概率计算精度和成本的方法。通过基于高斯代理模型的主动学习策略，构建能够将训练点有效集中在单侧尾部的搜索函数，该函数更善于寻找分布函数加权后的误差最大区域，并重新投入新增训练点。为了验证算法的有效性，本文以结构开裂的非线性分析为算例，将本算法结果与MCS比较，所估计的随机变量的均值相对误差在10%左右，表明本方法能得到可接受的统计量结果；与AL-GP的结果进行对比，所估计的随机变量的误差期望降低了20%，表明在尾部的不确定性能更快降低。通过算例证明了本算法对尾部的敏感性更高，适用于有潜在尾部风险的分布计算。
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不同振碾条件下高坝堆石料颗粒破碎与渗透特性研究
高土石坝工程中，堆石料破碎和渗透特性是影响坝料物理力学特性的重要指标。本文选取玉龙喀什水电站缩尺堆石料为研究对象，通过室内振碾试验，探究不同振碾时长下堆石料的颗粒破碎、渗透系数等参数的变化规律。根据颗粒级配曲线建立三维结构模型，并对其进行渗流模拟，对比不同振碾时长下堆石料的孔隙结构、渗透特性的变化，并与室内试验进行对比，最后对影响渗透系数的部分参数进行拟合分析，获得了渗透系数的计算公式。研究结果表明：在振碾作用下，堆石料颗粒级配曲线变缓、颗粒排列更加紧密，孔隙率及渗透系数减小，水流在孔隙结构中流动更加缓慢，建立的三维结构模型较好地反映了这一过程。
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岭南农宅围护结构表面优势霉菌的生长特性实验研究
金玲, 张洪玲, 刘胜宇, 王嘉, Zhang Hui, Edward Arens, 丛沛桐
为降低岭南地区农宅因围护结构霉变带来的安全和健康危害，在实地取样和正交实验的基础上研究温度和湿度对该地区优势菌生长的影响，并对培养基上霉菌的生长特性进行拟合优选分析，以期扩充建筑中优势霉菌生长特性数据库，为预测霉菌在波动的温湿度条件下的生长风险提供理论支持。首先，用刮擦法在岭南典型农宅获取霉斑样品，采用高通量测序法鉴定优势菌种类；然后，在恒温培养箱中设置22/26/30℃和60%/70%/85%的温湿度组合，研究优势菌在马铃薯葡萄糖琼脂培养基（Potato Dextrose Agar，简称PDA）上的生长特性，并建立其随时间和温湿度变化的动力学模型；最后，在人工气候室中设置26/30/34℃和50%/90%的环境温湿度组合，研究优势菌在常用建材上的生长特性。结果表明：岭南地区以大白灰为内饰面材料的农村住宅围护结构表面的优势菌属为枝孢霉Cladosporium、Neoderiesia和枝顶孢霉Acremonium；26℃是枝孢霉最容易生长繁殖的环境温度；木材和PDA上环境相对湿度越高，枝孢霉生长越快；Gompertz模型和响应面模型可较好的表征枝孢霉在培养基上的生长特性。
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隧道喷射混凝土浸出物对工程排水水质的影响规律
罗鹤松, 孟凡强, 龚勋, 李传松, 代劲松, 王东梅, 龚正君
隧道施工排水清污分流是减少隧道施工污水排放的重要工程技术，然而隧道喷射混凝土在未稳定前的浸出物质会影响排水水质，故研究喷射混凝土稳定过程中浸出物影响水质的规律对实现清污分流技术的精准实施具有重要意义。选用隧道施工喷射混凝土原料配制了混凝土试块，通过静态浸出实验对浸出组分进行了分析，在此基础上通过连续14 d动态浸出实验，探究了不同养护时间、水固比（L/S）和接触面积对浸出液pH和碱度的影响，并结合表征分析对浸出过程和机制进行了探讨。静态实验结果表明：喷射混凝土中碱性物质的大量释放导致水质pH值迅速上升，是影响水质的主要原因。动态实验结果表明：混凝土养护时间小于3 d时，其内部的Ca(OH)2晶体未被C-S-H凝胶固化，容易持续析出，导致接触水样pH值超标；随着养护时间的增加，碱性物质的浸出大幅降低，当养护时间达28d时，浸出液的pH值降至9以下，可以满足污水综合排放要求。L/S比值较低时，浸出物质对水样的pH值和碱度影响较大，当L/S比超过40：1，浸出物质对水样水质影响不显著。混凝土与水样的接触面积越大，混凝土中的碱性物质更易溶解析出，对水质的pH值和碱度影响更为显著。本研究为隧道施工排水清污分流技术的现场施工组织提供了重要的理论依据。
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气候变化下中国城市市树分布区及适生性研究
市树是城市园林绿化重要组成部分，近年来气候变化使市树适生区迁移，影响城市人居环境可持续发展，因而亟需了解气候变化下市树适宜分布区和适生规律。基于中国147个城市50种市树分布现状，使用最大熵（MaxEnt）模型研究2070s气候下市树适宜分布区变化，并通过分布区与城市行政区域重合度分析市树未来适生程度，为我国城市园林规划提供依据。结果显示：（1）中国常见市树共50种，隶属24科42属，其中槐（Styphnolobium japonicum）、樟（Cinnamomum camphora）和银杏（Ginkgo biloba）应用最广，65.6%的城市选用乡土树种，89.5%的城市应用阔叶树。（2）气候变化下，市树适生区移动方向复杂，面积趋于收缩（68%），以红树（Rhizophora. apiculata）和欧洲白榆（Ulmus. laevis）变化最大。（3）市树未来适生性与来源、城市区位相关，乡土植物相较于外来种适生性高；北方城市高适生市树比例较高，而南方以低适生市树为主。未来应综合考虑，因地制宜，引导城市园林绿化高质量发展。
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锰基材料除磷研究进展
富营养化是一个全球性的问题，威胁着饮用水安全乃至整个生态平衡。水体中磷（以磷酸盐为主）的过量排放是引起富营养化的重要原因之一。因此，控制水体中磷的浓度，特别是磷酸盐浓度，具有重要的意义。锰基材料具有良好的磷酸盐去除潜力，但现有综述缺乏对其系统性的归纳，是一种没有得到重视金属基材料。事实上，锰基材料在磷酸盐去除领域的研究已经从单一的锰氧化物发展到混合金属氧化物和氢氧化物、金属-载体复合材料和层状双金属氢氧化物（LDHs）等。同时，电辅助吸附法、等离子体法等新兴方法的出现进一步强化了锰基材料去除磷酸盐的能力。文章综述了不同锰基材料去除磷酸盐的效果与机理，并对不同锰基材料去除磷酸盐的应用前景进行了评述。然后，从提高pHpzc或加强静电效应的角度，分析总结了强化锰基材料去除磷酸盐的几种方法。最后，根据现有的研究内容，提出了目前的不足之处以及未来的发展方向，以期为今后锰基材料去除磷酸盐的研究提供参考。
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基于数值模拟和机器学习的异形盾构隧道抗隆起性能研究
覆土盾构隧道的土壤抗浮力对其防浮稳定性有着重要影响。然而，目前关于异形盾构隧道的抗浮研究还相对有限。本研究采用数值模拟结合机器学习研究异性盾构隧道的抗浮特性。本文总结了异性盾构隧道的几何形态，引入形状系数，通过Plaxis3D有限元软件，开展六个关键参数的模拟——形状系数、埋深比、隧道最长水平长度、内摩擦角、黏聚力和土壤浸没体积密度。研究这六个参数在不同条件下对抗浮力的影响。采用XGBoost和ANN机器学习方法，基于数值模拟结果分析了每个参数的特征重要性。研究发现，覆土的抗浮力随隧道形状越接近圆形而降低，而其他参数呈现出相反的趋势。此外本文还揭示了埋深比、内摩擦角、隧道最长水平长度、黏聚力、土壤浸没体积密度和形状系数在影响抗浮力方面的特征重要性呈现递减趋势。
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中国典型与极端天气下制冷季办公建筑空调系统短期管理柔性用能潜力
在电力供需不匹配的挑战下，需要对建筑实行柔性负荷调度以改善电网协调性。气候变化造成了日益增多的极端天气和气候活动，了解不同气候条件下的柔性管理策略效果至关重要。本研究采用中国五大气候区代表城市典型与极端天气数据，研究了办公建筑在三种短期暖通空调管理策略下的柔性用能潜力，旨在发掘上述策略在中国不同地区及室外气候条件下的效果。结果表明，三种短期策略下峰值负荷柔性与总能耗表现受室外气候条件影响。预冷及温度调节策略的峰值负荷降低率随户外温度升高呈线性下降。在极端气候条件下，峰值负荷出现时间较典型情况提前两小时以上，极端条件下的强烈太阳辐射可能导致峰值负荷降低率与室外温度的相关性降低，同时增加损害室内热舒适的风险。
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改进构型张弦梁结构基于模态参数的损伤识别方法
为研究适用于下弦与撑杆改进构型张弦梁结构各杆件类型的损伤识别方法，降低在非损伤杆件处的误判，本文提出一种基于结构模态的子构件曲率变化损伤识别指标，通过对结构形式简单的简支梁结构进行分析，说明该指标的有效性。采用有限元软件ANSYS建立下弦与撑杆改进构型张弦梁结构分析模型，采用减小杆件单元弹性模量的方式模拟杆件损伤，考虑到结构对称且复杂，分别在跨中、1/4跨、近支座端杆件设置单损伤、多损伤、小损伤程度的损伤工况，采用子构件改进的曲率绝对差指标和本文提出的基于结构模态的子构件曲率变化指标进行损伤识别对比分析。结果表明：基于结构模态的子构件曲率变化指标可实现结构单损伤、多损伤精准定位；且该指标对于损伤程度较小的工况也非常敏感，可作为下弦与撑杆改进构型张弦梁结构损伤识别的有效方法。
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生产性粉尘颗粒对个体健康影响研究进展及展望
近年来工业作业产生的粉尘颗粒所带来的健康风险负担逐渐加重，大量研究表明长期暴露于生产性粉尘颗粒与劳动者患呼吸系统职业病有密切关联，明确工业建筑室内粉尘颗粒暴露与劳动者不良健康影响的关系，对科学评价工业建筑环境安全和保证劳动者健康具有重要意义。现阶段针对粉尘颗粒毒性和生物学效应的研究使得人们对粉尘颗粒暴露研究的重点已从环境评价逐渐转为以个体健康效应为指标的评价，然而目前工业粉尘颗粒暴露与健康效应关联尚未完全明晰，并且对工业场所接触不同种类和水平粉尘颗粒对健康效应的影响也有待阐明。本文从粉尘颗粒对呼吸系统健康可能造成的损伤、粉尘的暴露健康效应关联及健康风险评价三方面回顾了国内外工业粉尘颗粒健康影响研究的相关进展，明晰了暴露对健康影响作用及目前基于暴露效应模型定量化表征粉尘颗粒作用机制的理论缺失，及有效生物标志物选取的迫切性，为未来科学保护劳动者身体健康、不同类型工业环境监测指南和开发控制改善手段提供参考信息。
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弯曲元布置形式和注浆方法对MICP胶结砂土小应变剪切模量的影响
在岩土工程应用中，砂土的小应变剪切模量Gmax是重要的力学参数。采用人工玻璃砂作为类似天然砂土的材料，结合多方向弯曲元测量进行MICP加固玻璃砂各向同性固结排水试验。探究了MICP加固方法、弯曲元布置形式对玻璃砂水平面（GHH）和垂直平面（GHV和 GVH）上剪切模量的影响。结果表明：不同方法加固玻璃砂的剪切波速VS、小应变刚度Gmax和刚度各项异性GHH/GHV发展规律有所不同。经MICP加固后，玻璃砂的Gmax均有所提高，其中“低pH一相法+注入反应液后直接反压” Gmax提升最大，小应变刚度比（G卸载 max /G加载 max）下降幅度最大。由于加固的不均匀性，弯曲元在侧壁上的布置高度也有一定的影响。基于本文的试验结果，推荐在同一水平面布置HH和HV方向的弯曲元传感器，进而探讨MICP对小应变刚度各向异性的影响，否则加固不均匀性将引起较大试验误差。
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多目标优化基坑双边耦合变形控制设计建模及求解方法
本研究针对城市建设中基坑工程设计要求的提高，提出了一种结合变形控制和经济学规则的多目标优化模型，用于改进基坑围护结构的设计方法。该模型主要包括三个部分：双边耦合的基坑围护变形计算模型、同时考虑变形控制和经济性的多目标优化模型、以及元启发式优化算法的搜索和求解过程。通过分析比较四种元启发式算法的效能，并结合实际工程案例的详细分析，研究表明所提出的方法能够有效实现基坑围护结构的变形控制设计，且准确性依赖于变形计算模型和经济模型。本研究为基坑工程变形控制设计提供了新的思路，具有实际应用价值。
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张力腿基础设计参数对大跨度浮式悬索桥行车动力响应的影响研究
以张力腿平台为基础的大跨度浮式悬索桥建设方案在高水深、软土质的环境中具有较高的应用前景，由于其基础刚度较弱的原因，行车荷载可能会引发桥梁的剧烈振动，可以通过张力腿基础设计参数的调整削弱其影响，但目前对行车荷载作用下该种新型大跨度浮式桥梁的研究较少，此类方案可行性与适用性亟需得到验证，本文通过在有限元软件中计算行车荷载作用下的大跨度浮式悬索桥模型响应并改变基础浮箱淹没深度、拉索倾角的参数，采用模态分析等方法研究了张力腿基础设计参数变化在行车荷载作用下对结构响应的影响，研究表明：大跨度浮式悬索桥的淹没深度、拉索倾角的参数调整主要改变方案的前两阶振型，且对横向的响应影响较大，加大浮式基础的淹没深度、增加倾斜布置的张力腿拉索均可有效减小其在行车荷载作用下的振动，其中对拉索倾角的修改在何种角度可以使行车荷载作用下的浮桥响应达到最小，则需要通过具体分析得出，因此在设计阶段对相关张力腿基础设计参数需尽可能详尽考虑以增加整个浮桥方案在行车荷载作用下的应用可行性与适用性。
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基坑扩底承载式斜撑支护变形数值模拟研究
随着“双碳”要求在岩土工程领域的推进，越来越多对环境友好的地下空间建设技术不断涌现。扩底承载式钢管混凝土斜支撑技术是一种新型的基坑开挖支护技术，许多工程案例已经证实这种斜支撑具有良好的支护性能。但是该倾斜支撑的功能机理还缺乏深入的研究。通过有限元数值模拟研究了这种扩底斜撑在实际基坑开挖工程中的变形特性，分析了土体刚度、斜支撑的倾斜角度对支护性能的影响。研究结果表明：该扩底斜撑对基坑开挖的土体变形具有明显控制效果，尤其在软土地区效用性更高；扩底斜撑倾斜角度的增加使支撑更趋向于横向受力，具有更高的承载力，有利于控制基坑开挖过程中的土体和挡墙变形，但会提高工程造价，需要根据具体工程情况进行选择。
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考虑非饱和土水-力耦合行为的加筋路堤降雨湿化变形数值模拟
本文介绍了一个考虑非饱和土水-力耦合行为的本构模型,并通过二次开发嵌入有限差分程序FLAC,根据加载和湿化路径的三轴试验数据对本构模型进行了验证。利用验证的非饱和土本构模型模拟路堤填料,研究了非饱和土加筋路堤在降雨条件下的湿化变形行为,同时对比研究了筋材对路堤湿化变形的影响。研究结果表明：筋材在未加筋区几乎不产生影响,但筋材能有效减小加筋区土体单元的体积应变和剪应变。筋材对路堤中线附近的未加筋区的顶面沉降几乎不产生影响,但是能有效减小路肩处的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移。筋材长度越长,其对减小路堤的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移效果越好,路堤内部的潜在破坏面距坡面越远。
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ECC桩-消能锚韧性支挡结构地震响应规律研究
桩锚结构作为地震滑坡治理中最常见的支护结构体系之一,如何提升其强震作用下的抗震韧性是值得研究的问题。本研究提出在锚索上设置黏滞阻尼器,并使用ECC材料制作抗滑桩构建新型桩锚结构体系,优化了桩锚结构抗震性能。通过振动台试验,从宏观破坏现象、模型动力特性、加速度响应、桩身位移响应、动态弯矩响应、动态轴力响应等方面获得了新型桩锚结构的动力响应规律,以此揭示了新型桩锚结构的抗震性能和作用机理。试验结果表明,阻尼器的设置可以降低锚索动态轴力以及传递至桩身的地震能量,而ECC材料的使用则可以有效提高桩身韧性,增强地震作用下抗滑桩的耗能能力。二者的联合使用显著提高了支护结构的抗震性能。研究结果可以为锚索抗滑桩结构抗震性能优化和设计提供参考依据。
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含水率对花岗岩残积土-织物界面剪切特性的影响
花岗岩残积土作为一种广泛分布于中国东南沿海地区的特殊土,其特性易受水影响从而诱发灾害。为研究花岗岩残积土-土工织物界面的剪切特性,通过室内大型直剪仪,分析不同含水率(12%、16%、20%、24%)和不同竖向应力(50 kPa、100 kPa、150 kPa、200 kPa)等因素对界面抗剪强度参数的影响；并建立离散元模型,揭示不同含水率条件下花岗岩残积土-土工织物界面在剪切过程中的细观机理。研究表明:界面抗剪强度和界面摩擦角随着含水率的增加呈下降趋势,而似黏聚力随着含水率的增加先增后减,在含水率为16%时达到最大值。数值模拟结果表明,剪切带呈条带状分布于织物上方,随着剪切的进行上盒颗粒位移场逐渐规律,剪切带厚度也逐渐增大；上下盒力链由于中间织物的存在无法贯通,不同含水率条件下法向接触力、切向接触力主方向相同；能量主要通过滑移损耗,且土与织物的能量损耗远小于土与土颗粒。
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大豆脲酶免CaCl2固化修复铅、锌污染土的稳定性研究
为了探讨大豆脲酶免CaCl2固化处理在不过大提高耕植土强度的前提下，对铅、锌污染土修复后长期稳定性的影响。通过pH值、重金属离子浸出率和土壤重金属赋存形态等指标，研究修复后污染土在干湿循环、冻融循环和酸雨淋滤等复杂环境下的长期稳定性。结果表明，经大豆脲酶免CaCl2固化处理的铅、锌污染土相较于添加钙源的表面强度降幅明显，渗透系数随之上升。在长期环境条件影响下，土体pH值下降缓慢且仍呈弱碱性，重金属浸出率逐渐增加，其变化幅度趋缓。在酸雨作用下，随着酸雨溶液pH的增大，淋出液中Pb2+、Zn2+含量逐渐减少，且均满足规范对于危险废弃物的处置要求。此外，不同类型的酸雨对修复土的影响也有所不同，其中在硫酸型酸雨作用下修复土的稳定性要优于硝酸型酸雨。
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合流制排水系统中超声清淤技术的可行性及参数优化实验研究
城市排水系统中沉积物的大量存在会导致管道堵塞和雨天溢流污染。超声波作为一种清洁的物理处理方法可能破坏沉积物稳定性，从而在旱季去除沉积物以维护下水道功能。为探寻超声技术用于实际清淤时的可行性和最佳处理工况，设计正交实验探究了超声清淤的效果以及五个关键因素对超声清淤的影响。结果表明，超声处理后管道淤积大大改善，经处理后沉积物的抗剪切力降低至对照组的26.4~91.5%，管道沉积物中具有黏附作用的胞外聚合物(EPS)大量分解。相关性分析表明，EPS破坏是沉积物抗冲刷性能降低的重要原因。五个关键因素对超声清淤的影响程度排序为：超声电功率＞探头距泥面距离＞作用时间＞沉积物厚度＞超声频率。超声清淤的最优工况为：功率220w，频率50Khz，处理时间200s，距离泥面3cm。探究了清淤效果随沉积物厚度的变化情况，发现超声清淤对厚度≤7cm的沉积物有良好作用效果，超出该范围后明显衰减，并在此基础上进一步探究了超声作用后沉积物沿深度方向的性质变化情况。
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硫化锰活化氧气产生活性氧的种类、动力学及反应机制
李佳宁, 袁艺博, 张峻达, 李宁, 郭钦, 余扬逸, 黄倩倩, 魏西鹏, 江进
铁/锰硫矿物广泛存在于缺氧地下环境中，铁（Fe）、锰（Mn）和硫（S）的元素循环过程控制着地下环境的物质循环和能量转化过程。氧气（O2）扰动下，铁硫矿物可通过双电子路径还原 O2 产生活性氧（ROS），但锰硫矿物与 O2 反应产生ROS的反应过程还不清楚。本文以自然界中普遍存在的典型锰硫矿物：硫化锰（MnS）为研究对象，探究MnS活化O2 产生ROS的种类、动力学及反应机制。结果表明，MnS可以活化O2产生大量ROS，包括羟基自由基（?OH）、过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子自由基（O2?-）。相同条件下，MnS/O2 体系中产生 ?OH累积量高达389.0 μM，其产量分别是相同摩尔浓度马基诺矿（FeS）和黄铁矿（FeS2）体系的4.4和149.6倍。O2 首先被MnS提供的单电子还原产生O2?-，继而再获得一个电子生成H2O2。溶解性Mn2+催化O2/H2O2产生 ?OH的效率比较低，但结构态Mn（II）可以高效催化H2O2产生 ?OH，因此非均相催化H2O2是产生 ?OH的重要途径。溶解性的S2- 将电子传递至高价态的Mn（III）/Mn（IV），促进了结构态Mn（II）的再生，强化了Mn（II）/Mn（III）电子循环，进而提升了 ?OH的产生效率。以苯酚为目标污染物，MnS/O2体系在3 h内对5 mg/L苯酚的降解效率高达97.4%，表明利用MnS活化O2具有较好的环境修复应用前景。
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水平荷载作用下能量桩群桩变形特性研究
目前外部荷载下能量桩群桩基础热-力学特性的研究主要针对竖向荷载，而对于水平荷载的影响考虑较少。为研究非对称加热、制冷条件下水平受荷能量桩群桩的变形特性，对 2×2 能量桩群桩的单根桩开展加热、制冷工况下的模型试验，并建立能量桩群桩三维有限元模型，将实测数据和数值结果进行对比验证，再进行参数分析，研究能量桩群桩单根桩运行过程中桩体的热-力学响应。研究结果表明：数值模型与试验结果较为吻合，弯矩主要分布在桩体上半部，其峰值和反弯点分别位于土表面以下0.23 L和0.8 L；桩身水平位移随深度的增大而减小。水平荷载对桩体变形特性影响更大，但温度的影响不可忽略。在加热和制冷阶段，随着温度升高和降低，能量桩的弯矩、位移均有增大趋势。与只受水平荷载时相比，在水平荷载与温度变化联合作用下，通水温度升高10 ℃、20 ℃能量桩Mmax（弯矩峰值）增加幅度为23.36％、25.46％左右，桩顶水平位移增加幅度为20.59％、21.93％左右；通水温度降低10 ℃、20 ℃能量桩Mmax（弯矩峰值）增加幅度为23.48％、24.39％左右，桩顶水平位移增加幅度为17.97％、21.27％左右。
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新建地铁车站增层开挖对既有桩基侧摩阻力影响研究
新建地铁车站零距离下穿既有地铁区间隧道施工过程中，基坑的增层开挖导致既有桩基侧摩阻力下降，从而对桩基的承载力产生不利影响。目前，新建地铁车站增层开挖施工作用下既有桩基侧摩阻力的计算理论尚不成熟。针对这一工程问题，本文以深圳地铁13号线公明广场站零距离下穿既有六号线项目为背景，采用Mindlin应力解推导增层开挖卸荷作用下既有桩基桩侧摩阻力的计算公式，对新建地铁车站增层开挖过程中既有桩基侧摩阻力的变化规律开展研究。通过与数值模拟结果进行对比，验证了理论计算方法的正确性，在此基础上获得了参数变化对桩侧摩阻力和卸荷应力的影响规律。研究结果表明：既有桩侧摩阻力随增层开挖深度的增大而减小，侧壁卸荷应力与总卸荷应力比值随增层开挖深度的增大而增大；桩侧摩阻力随增层开挖面积的增大而增大，侧壁卸荷应力与总卸荷应力比值随增层开挖面积的增大而减小。在开挖深度较深，开挖面积较小或考虑边桩侧摩阻力时，需考虑侧壁卸荷应力的影响。
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盾构切削钢筋混凝土桩基动力响应分析
为分析盾构切桩过程中的动力响应特征，以南京地铁10号线盾构穿越群桩工程为背景，结合数值模拟和理论分析，求解盾构切桩冲击荷载诱发的动力响应。同时，在刀盘上安装了振动传感器，对盾构切桩刀盘动力响应进行了监测。主要结论如下：（1）当盾构以5 mm/s左右的推进速度低速切削钢筋混凝土桩基时，推力和扭矩变化较小，且由于桩基为圆柱形，切削断面缓慢增大，因此推力和扭矩表现出明显的滞后性，整个切桩过程中，推力和扭矩峰值约为初始值的1.3倍和1.25倍。（2）仿真结果表明，在刀具多次切削作用下，钢筋切口表现为挤压-拉伸断裂。在冲击荷载作用下，刀盘轴承位置出现多个动力响应波峰，峰值接近0.6g。（3）实测数据表明，在冲击荷载作用下，刀盘轴承位置振动加速度出现连续多次的峰值，间隔约为0.1 s，幅值接近0.5g，实测冲击响应波形与理论解高度相似，两者之间相互验证，该波形可作为多把刀具连续切削钢筋的典型特征。（4）在整个切桩过程中，加速度响应有效值Xrms、峰值XP将显著升高，最大强度约为切削黏土地层时的2倍，且在切桩完成后迅速掉落。相关结论可为盾构切桩状态的识别提供参考。
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石灰-木质素改良黏土动剪切模量特性研究
为了研究石灰-木质素改良黏土的动变形特性,对不同固结围压、石灰-木质素掺量的改良黏土开展共振柱试验,分析动剪切模量的发展规律,结果表明:随着围压的增加,石灰-木质素改良土的最大动剪切模量以及动剪切模量比提高；4%石灰+4%木质素改良黏土的最大动剪切模量以及动剪切模量比最高,在300kPa围压下,4%石灰+4%木质素改良土的最大动剪切模量相比8%石灰改良土提高17.3%,相比纯土提高185.4%；基于抗剪强度参数提出了改良土的相对结构度计算方法,4%石灰+4%木质素改良土的相对结构度最大；在Hardin公式基础上,引入相对结构度建立了改良土最大剪切模量的表征模型,该模型具有较好的准确性,可为评价石灰-木质素改良黏土的剪切模量特性提供理论依据。
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强夯砂土地基振动衰减规律及减振沟参数影响研究
强夯是地基处理中被广泛采用的方法，但其振动可能会对周围现有建筑物造成损害。因此，需根据特定场地情况和振动衰减规律来确定安全距离和采取减振措施。本研究以福州长乐国际机场的强夯地基处理为背景，通过强夯试验获取了现场数据，并进行了离散元程序模拟。模拟结果表明，在强夯能级相同时，夯锤质量越小，地表振速越大；夯锤越重，强夯影响范围越广，振动衰减越缓慢。该场地强夯引发地表振动的速度随距离呈双曲函数型衰减，基于此提出了强夯引发的地表振速的衰减模型，拟合结果表明该模型能够准确预测本场区的地表振动变化规律。设置减振沟后的模拟结果表明，相较于未设置减振沟的情况，减振沟前的土体振动速度会增加；减振沟后的土体振动会减小。综合计算结果并结合相关规范，在不设置减振沟时本场区的安全距离为20 m；当设置减振沟时，安全距离可减小为10 m。本研究提出的振动衰减模型可以为相关强夯地表振动的防治提供参考。
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冲击荷载作用下泥石流堆积体力学响应特征研究
为研究冲击荷载作用下泥石流堆积体力学响应特征,采用堆积体土工试验、冲击荷载作用相似模型实验和数值模拟相结合的方法,研究了圆柱弹体侵彻泥石流堆积体的加速度、速度、位移、应力等时程曲线以及弹体侵彻过程中的运动姿态、阻力和空腔特征演化规律。结果表明,弹体侵彻泥石流堆积体时,位移增加较快,随着弹体在泥石流堆积体中运动姿态的失稳,其减加速度逐渐增加,在弹体轴向与其运动方向垂直时,接触面最大,阻力达到最大值,负加速度也达到最大值,在弹体的侵彻过程中,弹体将泥石流堆积体向四周排开,形成大的空腔,弹体速度随之降低,位移增加趋于缓慢。弹体侵彻过程中,随着时间的增加,弹体翻转,最后尾部开始向前与泥石流堆积体接触面减小,阻力降低,加速度减小,速度相对减缓,位移曲线的曲率随着速度的减小而减小。研究结果可为高速列车冲击泥石流堆积体力学响应特征方面的设计和安全评估提供重要材料模型数据支持。
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库水位-降雨耦合作用下凉水井滑坡变形机制研究
库水位变化和降雨是影响三峡库区滑坡失稳破坏的主要因素,库区滑坡的变形机制自蓄水以来成为研究的热点。结合凉水井滑坡近年来的监测数据,在考虑滑坡位移阶跃演进变化基础上,利用多年库水位变化和降雨数据,建立了滑坡的水力计算模型,研究了库水位变动和降雨共同作用下滑坡的渗流场、稳定性和位移变化规律,探讨了凉水井滑坡内在变形机制。研究结果表明,滑坡前部和后部的渗流场分别主要受库水位和降雨影响,中部则受到两者的联合作用；滑坡稳定性系数随库水位涨落而呈周期性变化,降雨进一步降低了滑坡整体稳定性；滑坡地表位移呈阶跃式上升趋势,库水位下降引起位移跃迁增长,库水位上升使位移变化趋于稳定。总体上,凉水井滑坡在库水位变动和降雨共同作用下,地下渗流场发生变化引起水力条件改变导致滑坡产生变形,目前滑坡变形主要集中在坡脚处,变形范围逐渐向后延伸,滑坡中后部变形稳定。库水位变化对滑坡变形影响比较明显,库水位变化速率较大的年份,应当注意加强对滑坡变形的预警监测。
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基于深度学习的带减振器斜拉索索力智能识别研究
为了解决实际工程中带减振器斜拉索索力测试难度大、精度低的问题，提出一种基于IWPA-LKCNN-LSTM的带减振器斜拉索索力智能识别方法。对实际工程中的带减振器斜拉索开展了动态响应试验，基于试验所得数据开发了一种可以智能化识别带减振器斜拉索索力的深度学习模型。模型以斜拉索索力、长度、线密度、频率和阶次作为特征输入，首先采用改进狼群算法（Improve Wolf Pack Algorithm，IWPA）对LSTM神经网络中的超参数进行自适应寻优，然后利用LKCNN-LSTM（Large convolutional Kernel Convolutional Neural Network-Long and Short-Term Memory）进行训练，从而实现对带减振器斜拉索索力的智能识别。训练后的网络在测试集上识别的索力值与实际索力值间的平均误差仅为2.024%，均方误差值仅为0.0994%，决定系数为0.9806，索力误差均小于5%。最后又与索力计算公式和其它机器学习算法进行对比论证，结果表明该方法可实现带减振器斜拉索索力的智能化精准识别，拥有广阔的应用前景。
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钢筋混凝土结构状态监测技术的新进展
对RC结构状态进行监测是保障其性能水平的本质需求，这既是一个传统的方向，也因为其他领域的进步带来了新的发展。本文对近年来钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀监测和混凝土耐久性监测的新技术进行综述，主要呈现了：（1）在钢筋锈蚀监测方面，半电池及自然电位法、极化电阻技术、电流噪声评估法等化学监测方法和超声波监测法、物理成像技术、电磁学监测技术等物理监测技术；（2）在混凝土状态监测方面，超声波监测、数字成像技术、损伤评价指标体系研究等基于混凝土自身劣化的监测技术和基于裂缝评估混凝土状态的监测技术；（3）在传感器及信号处理技术方面，光纤传感器和其他新型传感器技术。在状态感知层前端技术发展的同时，人工智能技术的融入是未来跨学科发展的一个趋势。
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非贯通双节理砂质板岩加卸荷力学特性及裂纹扩展研究
地下洞室开挖卸荷过程中,节理岩体的力学特性和裂纹扩展行为对工程的安全和稳定至关重要。本文以四川卡拉水电站地下厂房节理砂质板岩为研究对象,开展完整和非贯通节理砂质板岩三轴加卸载试验,分析了不同应力路径下砂质板岩力学与变形特性,探讨了不同强度准则描述砂质板岩加卸荷力学特性的适用性,并结合断裂力学探究其裂纹扩展机制。研究结果表明：(1)随着初始围压的增加,不同应力路径下试样破坏时的轴向应力和轴向应变均呈增加趋势。(2)与三轴加载试验相比,卸荷路径及节理均会使试样承载能力降低,升轴压卸围压和卸轴压卸围压时完整试样黏聚力c分别增加4.1%和减少30.4%,内摩擦角φ分别增大3.5%和7.3%,节理试样较完整试样黏聚力c分别降低32.9%和53%,内摩擦角φ分别降低2.2%和10%。(3)Mogi-Coulomb强度准则较Mohr-Coulomb和Drucker-Prager强度准则能更好地表征砂质板岩在加载和卸荷过程中的破坏强度特征。(4)在相同路径下,理论起裂角大小随围压的增加而递增,而双节理试样均大于完整试样。不同路径下试样的理论起裂角大致集中在55°～60°。
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基于点云数据和启发式算法的复杂龙骨-面板结构智能数字化施工方法
廖岳, 李汉涛, 刘界鹏, 曾焱, 李来安, 马晓晓, 崔娜
大型复杂龙骨-玻璃面板结构建造过程中,龙骨弯曲且扭转,建成质量较难测量,影响面板安装；此外,传统玻璃面板深化过程存在效率不高,智能化程度低等缺点。点云和启发式算法为骨架竣工信息获取和面板智能深化设计带来了可行的解决方案。为此,以广州南沙国际金融论坛会址为工程背景,开展基于点云数据和启发式算法的大型复杂龙骨-面板结构智能建造技术研究：针对采光顶深化设计需求,提出适用于龙骨的逆向建模方法；针对骨架几何描述困难问题,提出多边形弯扭构件轴线提取算法；针对手动划分面板效率低等问题,提出智能化的单元提取方法；基于Guillotine算法,采用不同策略生成面板排布方案并进行评估。研究结果表明,所提逆向建模方法能准确获取龙骨竣工模型,面板单元智能划分方法简单有效,基于启发式算法进行面板排布能快速获得合理下料方案。研究成果可供同类结构数字化建造转型参考。
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极端温度变化条件下加筋土挡墙内部温度场数值分析
为了研究极端温度变化条件下加筋土挡墙内部温度场变化特性及规律，本文以乌鲁木齐市某加筋土挡墙工程为背景，基于Plaxis有限元模型，在考虑太阳辐射边界温度效应的基础上，开展了加筋土挡墙内部温度场变化特性研究。研究结果表明：加筋土挡墙内部温度变化与外部环境温度起伏关系密切，其内部等温线近似于双曲线；挡墙内部距面板3-4m、墙顶结构2.0m的区域为温度敏感区，随着填料热物理参数的提高，墙内温度敏感区水平宽度也随之增加；加筋土挡墙内部的平均温度梯度?TV变化量主要取决于外部温度的变化速率，但具有较高热物理参数的填料可以有效减小墙内平均温度梯度?TV；随着填料饱和度的增加，挡墙内部最大冻深线深度增大，当填料饱和度由0增长至0.2时，挡墙内部最大冻深增加幅度最大。研究结果为后续季冻区加筋土挡墙长期稳定性分析提供参考依据。
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辐射烧结硬化模拟月壤物理和力学性能试验研究
利用月面原位资源制备建筑结构材料是降低月球基地建造代价的重要手段。在制备模拟月壤的基础上,对辐射烧结硬化模拟月壤的物理和力学性能进行研究。结果表明：以火山渣为原材料,可以通过烘干、除杂、粉碎、筛分等处理来实现模拟月壤的制备。在微观形态、颗粒级配、化学组成、矿物组成等方面,制备的模拟月壤与真实月壤和既有的模拟月壤都表现出较好的相似性。通过辐射烧结实现模拟月壤硬化,研究了烧结温度和模拟月壤颗粒级配对硬化月壤表观密度、烧结收缩率和质量损失率的影响。通过单调压缩试验明确了硬化模拟月壤的力学性能,烧结温度和模拟月壤颗粒级配对烧结硬化月壤的力学性能有显著影响。在单调压缩试验破坏前,试件没有发生明显的塑性变形,弹性模量无明显变化,近似理想线弹性材料。重点分析了不同关键变量的烧结硬化月壤的弹性模量、抗压强度、极限应变的变化规律。
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基于无人机图像与深度学习的高原区隧道洞门墙病害检测方法
针对修建在高原恶劣环境下的的隧道洞门墙病害频发及传统人工病害检测方法效率低下、危险性高等问题，提出了基于无人机图像与深度学习的高原区隧道洞门墙病害检测方法。首先使用无人机航拍采集了新疆某高原区隧道洞门墙病害图像，建立一个多病害语义分割数据集。随后以语义分割模型DeeplabV3+为基础，提出以MobileNetV2作为主干特征提取网络的改进模型TP-DeeplabV3+，以减少模型参数；采用FocalLoss作为损失函数，以解决病害图像中的类别不平衡问题；添加CA注意力机制，以提升模型分割性能；最后提出病害量化方法。实验结果表明，TP- DeeplabV3+在测试集上可以达到88.37%和94.93%的mIoU和mPA，模型体量压缩了88.83%；提出的病害量化方法对于病害覆盖率的绝对误差不超过0.3%，相对误差维持在7.31%以下。相比传统方法，所提方法安全、准确地实现了高原恶劣环境下的隧道洞门墙智能化检测。
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基于GeoStudio与FLAC3D互馈的库岸滑坡多场信息模拟方法
准确获取动水作用下库岸滑坡多场信息是可靠评价滑坡稳定性的重要基础。尽管GeoStudio和FLAC3D是目前库岸滑坡多场信息模拟常用的数值软件，但其仍存在诸多限制。本文提出了一种基于GeoStudio与FLAC3D互馈的库岸滑坡多场信息模拟方法，通过GeoStudio获得动水作用下的滑坡时变渗流场，并编制接口程序实现GeoStudio模型和渗流场向FLAC3D的快速转换，依据岩土体遇水特性和有效应力原理，修正FLAC3D模型岩土体参数与初始应力，以计算滑坡应力应变，实现动水作用下库岸滑坡多场信息演化过程的快速模拟。采用库岸滑坡大型物理模型试验验证了所提方法的有效性。研究成果为动水作用下库岸滑坡演化机理与稳定性的数值分析提供了一条可行途径。
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低光照条件下基于迭代Otsu法的桥梁结构动挠度视觉测量
在低光照环境下，目前研究人员多采用LED标靶结合图像阈值方法来解决被测结构表面自然纹理可见度和分辨率下降，进而影响结构动挠度视觉测量精度的问题。但实际应用过程中，周围复杂的环境光线和不良天气均会对结构动挠度视觉测量结果的准确性造成影响。为此，本文提出了一种基于迭代Otsu法的桥梁结构动挠度视觉测量方法，该方法通过多次迭代求解光斑图像ROI区域前景阈值，配合光斑圆形度和帧间面积一致性约束，不断缩小灰度阈值范围，最终找到可有效分离图像前景光斑与背景的理想阈值，并结合灰度质心法准确计算出被测结构动挠度变化。本文首先介绍了基于迭代Otsu法的图像阈值分割原理和结构动挠度计算流程，之后通过一个悬臂梁试验，验证了所提出方法在有强光和雾气干扰的低光照环境下，仍能准确识别出结构动挠度。
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我国西北地区生态型土质覆盖层厚度设计简化方法
目前我国西北地区借鉴北美非湿润地区的方法，采用6个经验公式进行生态型土质覆盖层的厚度设计。但是该方法涉及的参数较多、计算过程繁琐，最重要的是忽略了我国西北地区季风气候与北美非湿润地区湿冷气候对覆盖层厚度的不同要求。为了解决上述问题，基于我国西北地区具有典型的雨-热-植生同期、植被非生长期降水量不超过全年总降水量20%的气候特征，并考虑黄土、粉土田间持水量与植被枯萎点之比K ≥ 1.44的持水特点，提出了适用于我国西北地区填埋场生态型土质覆盖层的厚度设计简化方法。利用Vadose/W数值程序分析了采用简化方法设计的单一黄土覆盖层和黄土-碎石毛细阻滞型覆盖层在最大降水量年的水力响应规律。结果表明：毛细阻滞效应阻碍了水分由黄土层向碎石层的大量运移，致使毛细阻滞型覆盖层的防渗表现优于单一型覆盖层。两种覆盖层的防渗表现均随黄土K值的增加而提高，当K ≥ 1.35时，两种覆盖层均可以满足当地的防渗要求，从而初步验证了本文提出的简化方法的可靠性。该简化方法的提出有助于生态型土质覆盖层在我国西北地区的科学设计以及应用推广。
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环向布筋下3D打印钢纤维混凝土圆弧拱结构承载性能试验与有限元分析
为增强3D打印混凝土圆弧拱结构的受力性能，本文采用掺入钢纤维和配置钢筋的方法，考察环向布筋对3D打印钢纤维混凝土拱结构力学性能的影响。通过不同钢纤维掺量下的力学性能试验确定合适的钢纤维掺量；在此基础上设计两组3D打印混凝土圆弧拱结构，通过在拱顶施加均布荷载，测得拱结构荷载-位移曲线、应变随荷载的变化、开裂荷载与极限荷载等，分析其变形和破坏规律；考虑对称与不对称加载、截面配筋位置对拱结构的影响，开展有限元计算，进一步研究其承载性能。结果表明：（1）当钢纤维掺量在0-3%范围内变化时，3D打印混凝土X、Y、Z三个方向的抗压强度均先增加后降低，2%钢纤维掺量对应的X、Y、Z三个方向的抗压强度均最高；（2）两组拱结构加载破坏过程基本一致，而环向布筋下的拱结构极限承载力相比素混凝土拱结构提高约37.5%；（3）采用的有限元建模方法较为准确，模拟结果与试验结果误差不超过4%，加载方式、截面布筋位置对拱结构的极限承载力有一定影响。
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大足石刻北山佛湾诃利帝母造像风化机理研究
大足石刻北山佛湾诃利帝母龛造像具有极高的文化、历史、艺术价值，但其风化严重，造像的长久保存面临着严峻的挑战。为研究诃利帝母造像风化机理，本文对造像病害进行了细致的调查，在诃利帝母造像岩体表层收集风化尘土样品进行X射线衍射(XRD)和离子色谱 (IC) 等分析，测试了其矿物组成和可溶盐的含量，并通过气象和空气质量综合监测站对造像区域的空气温度、相对湿度、降雨量等气象参数和二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)等大气污染物浓度进行长期监测。病害调查结果显示尘土及粉化剥落是造像石质和彩绘最主要危害。XRD分析表明，造像矿物成分以石英、斜长石、石膏为主，风化程度较大，石膏等成分在化学风化作用下易受各种酸的作用而分解。IC分析表明，硫酸根离子(SO42-)、硝酸根离子(NO3-)和氯离子(Cl-)含量较高，其酸性腐蚀和盐析作用加速造像矿物风化解体。环境监测结果表明，区域处于70％～80％高湿范围内，空气温度受季节影响波动较大，夏季最高温度超40℃。温暖潮湿环境容易诱发石质文物风化，当温度波动伴随着湿度变化时，更会增加风化的风险。造像区域大气污染较严重，大气颗粒物是最主要的污染因子，颗粒物中的化学物质与SO2、NO2等酸性气态污染物会催化岩石表面矿物质的侵蚀。本文解析了石质文物风化的影响因素和潜在机理，其结果可为湿热地区石质文物预防性保护提供重要参考依据。
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硫酸亚铁协同胶凝材料固化填埋场市政污泥的试验研究
郭晓静, 黄志亮, 陈辉, 何肖, 蒲诃夫, 袁满, 曹剑峰
为解决填埋场扩容扩建工程中所面临的污泥坑内市政污泥含水率高、强度低的问题，本文提出了硫酸亚铁协同胶凝材料(石灰、粉煤灰和水泥)原位固化填埋污泥的方法，并利用响应面法对该协同固化方法进行掺量优化。研究结果表明，硫酸亚铁与胶凝材料均能降低固化污泥的含水率，其中石灰、水泥的降低效果更加显著；固化污泥的无侧限抗压强度(UCS)随硫酸亚铁、水泥掺量的增加而增大，随石灰掺量先增大后减小，但基本不随粉煤灰掺量发生变化；由响应面法得出的二次多项式模型能较准确地预测出固化污泥的含水率和UCS，经验证其预测值与试验值之间的相对误差小于20%；在本文设置的约束条件下，推荐的优化方案R7(硫酸亚铁= 8%，石灰= 6%，粉煤灰= 10%，水泥= 11%)中固化污泥的含水率由360.3%降低至131.5%、UCS由0增大到317.0 kPa，满足填埋处置规定以及机械进场要求。
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TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固RC梁抗弯性能研究
为研究TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的受弯性能，对1根普通钢筋混凝土梁和5根TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固梁进行了四点弯曲加载，分析了开槽尺寸和CFRP筋直径对复合加固梁承载力、破坏形态和裂缝分布等受弯性能的影响。试验结果表明：复合加固梁各阶段荷载均较未加固梁提升明显。加固梁极限荷载随开槽尺寸增加提升较小，随CFRP筋直径增加提升较大；复合加固梁抗弯刚度明显高于未加固梁；开槽尺寸和CFRP筋直径的增加与梁刚度的增加不成正比；复合加固梁裂缝呈现细而密的分布特点，裂缝数量明显多于普通钢筋混凝土梁并随开槽尺寸增加有所增多，但受CFRP筋直径影响较小；未加固梁的延性明显高于加固梁，随着CFRP筋直径的增大，复合加固梁延性下降，开槽尺寸的增大对梁延性的提升效果不明显；基于文献中提出的单一加固钢筋混凝土梁的开裂荷载计算模型，提出了复合加固梁的开裂荷载计算公式，计算值与试验值误差在6.5%以内，该开裂荷载计算公式的适用性较好。
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基于AK-FORM方法和降维方法的高效时变可靠度方法
PHI2方法是进行结构时变可靠度分析的常用方法，而跨越率的求解是该方法的关键，为达到足够精度往往需要计算大量时刻处的跨越率。然而，对于具有复杂极限状态面的实际问题，计算每个时刻的跨越率可能是非常耗时的。为进一步提高PHI2方法的效率，本文拟引入三种策略改进跨越率的计算效率：首先，采用无Cholesky分解策略以减少随机变量数目，同时给出与之对应的相关系数计算方法；其次，引入基于主动学习Kriging模型的改进一次可靠度(AK-FORM)方法以高效计算各时刻的可靠指标；最后，利用降维方法将二维积分转化为一维积分以改善计算性能。将上述三种改进策略与PHI2方法相结合，即形成了基于AK-FORM方法和降维方法的高效时变可靠度分析方法，即K-PHI2方法。与此同时，仅将无Cholesky分解策略与PHI2方法结合形成了PHI2-方法。数值算例和工程算例的计算结果表明：本文提出的PHI2-、K-PHI2方法与PHI2方法一样具有高准确性，在精度上均优于PHI2+方法(一种基于PHI2的改进方法)；相较于PHI2、PHI2+方法，PHI2-方法在效率上有了一定提升，而K-PHI2方法在此基础上进一步极大地提高了时变可靠度分析效率。
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大厚度人工填土地基桩基水平承载特性研究
在大厚度人工填土地基上开展水平受荷单桩的现场试验,实测得到地面荷载-位移关系、转角和弯矩,揭示了水平荷载作用下桩-土相互作用规律。并探究了地基土水平抗力系数的比例系数m随荷载与位移的变化规律。结果表明:桩基水平临界荷载值为480kN,且达到临界后,桩基的水平位移和转角均发生了突变；桩基的弯矩图呈现“两头小,中间大”的分布模式,弯矩沿深度影响范围约为10m,水平抗力系数的比例系数随荷载和位移的增大呈幂级数减小。通过试验数据对m法计算结果进行验证与改进,对比发现m法计算最大位移与实测结果接近；计算弯矩当荷载超过临界荷载相差较大,通过修正系数函对弯矩计算结果进行修正,修正后的弯矩与实测值更加吻合。
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GCL搭接对复合垂直防渗墙防渗性能的影响研究
GCL复合垂直防渗墙是由水泥膨润土泥浆墙和膨润土防水毯(Geosynthetic clay liners，GCL)组成的一种新型竖向防渗阻污墙，其中双幅GCL搭接所产生的绕渗，对此类防渗墙防渗阻污性能的下降具有潜在的影响，目前研究中尚缺乏对该类影响的分析。本文通过建立含GCL搭接区的复合垂直防渗墙的二维污染物运移模型，并基于数值计算方法综合考虑了GCL搭接宽度B2、搭接区渗透系数kp、水泥膨润土墙厚度Lw和渗透系数kw对搭接区内污染物分布规律及临界搭接宽度的影响。计算结果表明:GCL搭接宽度影响复合垂直防渗墙内污染物浓度的分布规律，增加B2且未达到临界宽度(污染物同时击穿搭接区和无搭接区GCL层)，导致GCL复合垂直防渗墙击穿时间延长；GCL搭接区入口边界污染物浓度总体高于出口边界处，且kp和Lw越小，或kw越大，搭接区横向入口和出口边界处浓度差别越明显；减小kp或kw，导致GCL临界搭接宽度明显减小，但复合垂直防渗墙最终击穿时间趋于与无搭接单层GCL层击穿时间相同；水泥膨润土墙厚度Lw越大，临界搭接宽度则越小，且Lw由0.4 m增加1倍至0.8 m时，防渗墙被击穿时间延长约2.5倍。
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大直径桥梁能量桩传热特性现场试验和数值模拟研究
本文针对大直径桥梁能量桩的传热特性，通过开展现场试验测试了大直径桥梁能量桩的热交换率和桩土温度场的分布。同时建立大直径桥梁能量桩三维数值模型，通过将现场实测数据与数值模拟结果对比，验证了建立模型的合理性。基于验证的模型开展了参数敏感性分析，探究了桥墩与周围空气的对流换热对大直径能量桩传热特性的影响机制。研究表明，大直径桥梁能量桩的热交换率可达-222.28 W/m，约为常规能量桩的1.5~3.9倍，但较大的直径也导致了横截面上桩体温度的不均匀分布，换热管附近的桩体温度明显升高，比中轴线位置处的桩体温度高约3 ℃；当气温较低时，桥墩与周围空气的对流换热会造成桥墩温度的下降，这会提高桥梁能量桩夏季工况中的热交换率；当桥墩表面由自然对流（空气流速0 m/s）变为强制对流（空气流速5 m/s）时，桥梁能量桩的热交换率提高约22 W/m。
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高海拔地区长横担输电塔-线体系覆冰风致动力响应分析
付建明, 张丽娟, 马一丹, 齐永杰, 刘士远, 孟祥瑞, 刘玉萍, 田利
输电线路易受大风、覆冰等多种灾害的影响而发生破坏,严重威胁我国能源安全。目前对于输电线路风灾、冰灾的研究多集中于低海拔地区,然而众多西电东送输电线路跨越广袤的高原地区,其中长横担输电塔占有较大比重,为了保障高海拔地区输电线路安全运行,本文依托某±800 kV 特高压直流输电工程,建立了长横担输电塔-线体系精细化模型,基于高海拔地区覆冰条件,分别建立了输电塔和输电线的覆冰工况。同时,考虑高海拔地区空气密度、地形地貌等环境因素的影响,对比分析了高、低海拔地区的风荷载特征。最后,基于高海拔地区覆冰工况和风荷载特点,开展了长横担输电塔-线体系的风振响应分析。结果表明,高海拔地区风剖面较为平缓,长横担输电塔-线体系横担处位移响应大于塔顶的位移响应,冰风荷载作用下结构最大位移响应均出现在横担端部中点处。
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带肋超高性能混凝土与普通混凝土界面剪切性能研究
为研究超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)的界面剪切性能,设计并制作了13个UHPC-NC直剪试件,通过推出试验,讨论了UHPC肋条宽度、高度以及间距对界面破坏模式和抗剪承载力的影响。此外,基于ABAQUS建立了UHPC-NC试件的有限元模型,并进行了参数分析。结果表明：带肋UHPC-NC界面的破坏模式主要包括：完全界面破坏及UHPC肋条剪断；肋条外界面破坏及UHPC肋条间嵌入的NC部分破坏；肋条外界面破坏及UHPC肋条间嵌入的NC完全破坏。肋条宽度为10 mm的试件破坏模式主要为第一种,肋条宽度为15 mm和20 mm的试件对应后两种破坏模式。此外,整体来看,随着肋条宽度和间距的增加,界面的抗剪承载力和滑移也逐渐增加,表现出更好的延性；当肋条宽度为20 mm时,增加肋条高度有利于提高界面承载能力,但随着肋条高度的增加,其承载力提升效果显著降低。
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正常交通下大跨斜拉桥主梁刚度评定的虚拟静载试验方法
为探究虚拟静载试验方法评定大跨径斜拉桥主梁刚度的可行性,以某一斜拉桥为研究对象,对其进行静载试验和环境激励下的模态测试试验。设计主跨跨中截面中载和偏载试验,测量静载试验下各个测点的静力挠度；通过环境激励采集主梁的振动信息,识别模态参数,基于kriging插值方法对斜拉桥的实测振型进行模态扩展,预测斜拉桥主梁跨中截面在静载试验荷载作用下的模态挠度,与实测静载挠度对比；设计满足加载效率的虚拟静载试验方案,计算虚拟静载下的挠度校验系数,评估斜拉桥主梁刚度。结果表明：环境激励下的模态测试可以准确识别桥梁的模态参数信息；利用kriging插值方法扩展的前四阶振型预测桥梁的模态挠度,与实测静载挠度的相对误差小于10%,满足工程精度的要求,说明模态挠度应用于大跨径斜拉桥的工程准确性；虚拟静载试验方法与静载试验所得挠度校验系数相比,相差较小,评定结果均小于1.0,表明该斜拉桥主梁承载状况良好,充分说明了虚拟静载试验方法在正常交通下评定大跨斜拉桥主梁刚度具有较好的可行性与有效性。
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淋滤作用下固化石油污染土的力学性能及污染物迁移演变历程
理清环境效应下固化石油污染土力学性能及污染物迁移扩散演变历程是推进污染土工程再利用的关键前提。选择石灰和粉煤灰为固化材料，结合淋滤试验和COMSOL Multiphysics软件，通过滤后界面含油量分布评价淋滤环境下固化作用对石油迁移的控制性，以土体界面强度和变形的演变为指标评价淋滤环境下固化污染土的力学稳定性。研究结果表明：石灰粉煤灰固化可解决污染土在淋滤作用下存在的污染物迁移扩散甚至大量迁出问题，实现对土中石油污染物迁移的良好控制。淋滤作用下固化污染土的界面含油量始终接近于初始设定状态，迁移率仅为1.35%～2.76%；淋滤作用下固化污染土的力学参数变化幅度与围压及污染物浓度正相关，但都仅在初始受力的10 s内存在波动随后强度值稳定在5.77×104~6.07×104 N/m2，位移最大波动值为1.73×10-3~6.46×10-2 mm。固化污染土的力学稳定性良好，安全系数（Fs）达10以上。石灰粉煤灰固化石油污染土可同时兼顾环境和工程需求，具有工程再利用潜力。
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小曲率半径盾构隧道施工阶段管片水平轴线偏移预测模型研究
为探明小曲率半径盾构隧道施工引起管片水平轴线偏移规律，预防管片错台破损等不良现象发生，本文基于修正的纵向等效连续化模型，并通过构建小曲率半径条件下温克尔地基梁挠曲微分方程，建立了小曲率半径盾构施工阶段管片水平轴线偏移预测模型，并依托南昌市城市轨道交通3号线盾构隧道工程验证了预测模型的工程适用性。结果表明：本文模型的预测结果与现场监测结果拟合良好，满足工程经验允许的误差限值要求，且相关规律基本保持一致，可有效解决小曲率半径条件下盾构隧道施工过程中管片水平轴线偏移量的计算问题，为类似隧道工程的顺利建设提供了有效的理论指导与参考。
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加载介质对HDPE土工膜鼓胀变形力学性质的影响
为查明加载介质是否对土工膜鼓胀变形力学性质产生影响,选择0.2mm、0.3mm、0.6mm三种厚度的HDPE土工膜为研究对象,分别以气体和液体作为加载介质,进行环形约束下的球形鼓胀变形试验,得出结论:(1)加载介质对土工膜胀破时的胀破压力和鼓胀高度影响较大,液胀下的胀破压力比气胀平均高出约34%、最高为50%,液胀破坏时鼓胀高度比气胀平均高出约22%、最高为30%；随着膜厚度的增加,液、气胀下胀破压力之差缓慢减小,鼓胀高度之差亦缓慢减小。(2)加载介质影响土工膜鼓胀变形发生发展的过程,气、液胀下土工膜鼓胀变形表现为不同的弹性、屈服、强化和破坏变形阶段；弹性阶段,二者变形相似,但液胀下张应力弹性极限相对较高；屈服阶段,气胀下变形持续时间相对较长,且屈服滑移较为显著；强化阶段,二者相似,但液胀下张应力强度极限相对较高；破坏阶段,气胀下迅速胀破,而液胀下则在冠顶产生较大的局部变形,表现为发生较大的变形量；随着膜厚度增加,液、气胀鼓胀变形中,相同应变下的张应力差值呈现降低的趋势。(3)加载介质影响土工膜胀破时的破坏形态,气胀时土工膜为线状破坏面,并随着膜厚增加破坏长度减小；液胀时土工膜均为带状破坏面。(4)加载介质对土工膜球形鼓胀变形力学性质和破坏特征的影响,主要与介质的压缩特性、传力特性、粘滞性,以及不同介质所形成的膜下压力荷载分布和高分子链段的重新取向、重结晶有关。研究成果可供确定土工膜鼓胀破坏强度参考借鉴。
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GFRP带肋筋粘结性能试验研究与简化本构模型
为研究GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)带肋筋与混凝土之间的粘结性能并改进已有本构模型的实用性，制作了14组试件进行梁端式试验，探讨混凝土强度、保护层厚度、配置箍筋以及GFRP带肋筋之间相互作用对粘结性能的影响。试验采用位移控制加载方式，对加载力、自由端滑移值和加载端滑移值进行了测试记录，观察了粘结界面的破坏情况，并基于试验结果提出了简化粘结-滑移本构模型的方法。试验结果表明：梁端式试验主要发生拔出破坏和劈裂破坏；粘结-滑移曲线的滑移值与肋间距有关，波峰间距基本与肋间距一致；混凝土强度和配置箍筋会影响粘结界面的破坏模式和损坏程度，进而影响粘结滑移性能；保护层厚度增加对粘结滑移性能的有利影响在一定范围内有效；二次拉拔试验结果表明试件中GFRP带肋筋的粘结性能存在相互影响。简化后粘结-滑移本构模型在能够较好地拟合试验数据的基础上进一步增强了实用性。
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Mn/GAC-臭氧微纳米气泡催化氧化染料废水影响因素研究
臭氧催化氧化工艺结合微纳米气泡作为一种新的途径处理染料废水，解决了染料废水中难生物降解的有机污染物和降低染料废水的色度问题，具有较好的应用前景。以模拟阳离子染料废水为研究对象，采用硝酸锰/活性炭(Mn/GAC)作为催化剂，使用臭氧催化氧化工艺结合微纳米气泡曝气技术处理阳离子染料废水。以色度去除率作为考察指标，在确定阳离子染料废水的初始浓度和臭氧浓度的基础上，对催化剂使用量、废水的初始pH和废水的初始温度三个因素进行正交实验，考查其对阳离子金黄X-GL染料废水处理效果的影响。实验结果表明：采用微纳米气泡臭氧催化氧化对去除阳离子金黄X-GL染料废水色度能达到较好的效果。当催化剂的投加量为3.5 g/L，初始pH值为9.4，初始温度为23.6℃，在此最佳组合条件下进行验证实验，实验结果表明最佳色度去除率为95.6%。说明该工艺处理染料废水达到了预期效果，具有一定的指导意义。
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钢桁腹-混凝土组合箱梁外接式节点疲劳性能试验研究
为探究钢桁腹-混凝土组合外接式节点的疲劳性能并验证该新型结构应用于高速铁路桥梁的可靠性，设计制作了两个缩尺比为1:3的节点模型并开展了疲劳试验，研究了组合外接式节点疲劳破坏模式、荷载-位移关系和荷载-应变曲线，考察了不同应力幅作用下外接式节点疲劳受力特征。试验结果表明：在设计应力幅作用下，组合外接式节点疲劳寿命超过251万次，节点未破坏且刚度未减小，抗疲劳性能满足要求；在1.4倍设计应力幅作用下，节点实测疲劳寿命为140万次；外接式节点的疲劳破坏模式为受拉侧外露节点板的开裂，组合外接式节点疲劳性能的控制构造细节是外露节点板与加劲板之间的焊缝连接细节；疲劳裂纹引起节点板的应力重分布，裂纹上下节点板的应变最多减小了81%，裂纹附近节点板应变最多增大了33%；根据一点法所得S-N曲线，组合外接式节点对应于设计应力幅53.2 MPa作用下的疲劳寿命为436万次，是设计寿命的2.18倍。
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轨道交通结构建模验证与弹簧隔振器损伤参数分析
城市轨道交通结构中,一般采用浮置板下设弹簧隔振器来减小振动传递和保证行车平稳和安全性。由于列车荷载的长期反复作用,弹簧隔振器在疲劳作用下会出现刚度减小、损伤和吊空现象,作为隐蔽部件其损伤很难被巡检发现。应用ABAQUS有限元软件建立车辆-轨道耦合模型,选取深圳地铁某区段浮置板实测振动数据对模型进行验证。采用均匀设计法对弹簧隔振器发生不同损伤数量、损伤程度和损伤位置工况进行参数试验设计,通过模型模拟计算得到各损伤参数对浮置板振动响应的量化影响程度。计算结果表明:对浮置板加速度和位移影响最大的是弹簧隔振器的损伤位置,影响权重分别为50%和49.3%；其次是损伤数量,影响权重分别为28.4%和27.9%；最后是损伤程度,影响权重分别为21.6%和22.8%。研究成果可对城市轨道交通结构隔振器设计与列车运行安全监控提供参考。
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三轴应力条件下温度循环变化对大足石刻砂岩力学特性的影响
石窟寺岩体长期受冷热交替作用的影响，其力学特性随之发生变化，这会对石窟寺的保护利用工作造成影响，本文以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象，通过三轴压缩试验，对大足石刻砂岩的力学特性展开试验研究。试验过程设计不同冷热循环次数、不同高温和低温持续时间、不同冷却方式等多种试验工况，以分析不同温度变化对大足石刻砂岩的峰值应力和应变、弹性模量、内摩擦角、黏聚力和破坏形态的影响。研究结果表明：(1) 经过冷热循环后，砂岩的力学性能发生劣化，强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角有不同程度的减小。(2) 冷热循环作用后，砂岩的峰值应变增加。(3) 三轴压缩的破坏形式以单剪切面的剪切破坏为主，经过冷热循环后，破坏变复杂，出现“Y”型共轭剪切破坏。(4) 围压可以改善力学性能，增加岩样强度和弹性模量。
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基于声发射的致密砂岩细观破裂模拟研究
为了揭示三轴压缩下砂岩的细观破裂规律，本文以砂岩室内三轴压缩试验为基础，结合非均质晶质模型（Grain-Based model, GBM）和矩张量理论模拟砂岩内部裂纹衍生、声发射事件及破裂强度发展特征，推导出砂岩内微裂纹衍生过程、声发射响应特征规律，从细观尺度上综合分析裂纹以及声发射事件的时空演化过程。研究结果表明：在三轴压缩下砂岩的起裂阶段内，微裂纹在试样内部随机分布，位移场呈水平层状分布。随着载荷增加，微裂纹增多并逐渐贯通成两条宏观裂纹，位移场偏移且非均质性明显；裂纹在孕育期发展缓慢，当达到发展期时，裂纹以极高的非线性速率增长，裂纹发展顺序为晶间拉伸裂纹、晶间剪切裂纹、晶内拉伸裂纹、晶内剪切裂纹；试样内部拉伸裂纹占比高达83.2%，以拉伸破坏为主；试样声发射事件数与裂纹条数呈负指数关系，单次声发射事件产生一条微裂纹次数占比为75.60%，声发射事件数、微裂纹数与破裂强度近似呈正态分布。
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风电机组混凝土-钢混合塔筒技术现状与发展趋势
为开发利用低风速、高切变地区的风资源，需增加风电机组的轮毂高度，目前工程应用的高塔架方案主要有三种，分别是全钢塔筒、全混凝土塔筒（全混塔筒）以及混凝土-钢混合塔筒（钢混塔筒）。本文首先对比了三种塔筒的技术特点，结果表明采用钢混塔筒兼具全钢塔筒与全混塔筒的优点，并克服其缺点，是应对高塔架挑战的优选方案。然后，本文围绕塔筒形式（倒角正方形、圆锥形、倒角三角形、腰形、正多边形以及“自升式”），综述了钢混塔筒技术的发展历程和研究现状，并将国内钢混塔筒技术发展归结为三个发展阶段与三个技术流派。再后，本文介绍了国内外钢混塔筒的行业标准，并概述了现有提升钢混塔筒性能、优化成本、缩短施工周期及健康监测的关键技术研究。最后，本文总结了钢混塔筒技术研究中存在的问题与挑战，包括：结构统型、采用子模型分析技术、可靠性研究、老旧钢混塔筒的升级改造及超高钢混塔筒研究，对新产品的开发提供借鉴与参考。钢混塔筒具有稳定性高、使用寿命长、建造成本低等特点，可满足大型风电机组的发展要求。
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多孔介质中角膜-液桥流对毛管压力曲线的影响
毛管压力曲线是模拟岩土非饱和渗流或多相渗流过程的重要本构关系. 在排水过程中,当湿润相饱和度趋近于残余饱和度时,多孔介质中将形成角膜和液桥流动现象. 这种角膜-液桥流对排水条件下毛管压力曲线的影响机制,目前还缺乏深入研究. 本文搭建微流控可视化实验平台, 在6组不同孔隙结构和粗糙度的微流体中开展了准静态排水实验, 实现了多孔介质中角膜-液桥流的细观观测,量化了这一现象对毛管压力曲线的影响. 实验结果表明：角膜-液桥流主要出现在饱和度较低的情况, 将导致湿润相的残余饱和度降低0.21~0.32. 角膜-液桥流的出现与孔隙介质的湿润性密切相关, 粗糙的固相表面会降低湿润相的接触角, 使角膜-液桥流更容易出现. 角膜-液桥的影响与液桥的数量正相关. 随着孔隙率和非均质性的减小, 角膜-液桥流的影响将更显著. 本文研究揭示了多孔介质中角膜-液桥流对毛管压力曲线的影响,对于低饱和度条件下多孔介质毛管压力曲线的理解与表征具有重要的科学意义.
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燃煤渣基地聚物的制备及热活化效果的研究
针对燃煤渣的低活性、难处理等问题，以低碳环保的理念为核心对燃煤渣基地聚物的制备工艺和煅烧效果进行了研究。通过单因素试验探讨了煅烧温度、激发剂掺量和液固比等对地聚物抗压强度的影响，并得出了燃煤渣基地聚物的最佳配合比。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）等手段研究了地聚物的水化产物和微观形貌，揭示了煅烧过程和地聚合反应前后的矿物相变化，阐明了强度增强机理。结果表明：本研究设计的以氧化钙为主、十二水磷酸三钠（TSPH）为辅的联合激发方式成功制备出28 d抗压强度达到34.5 MPa的地聚物。氧化钙提供的碱性环境、成核位点和TSPH提供的磷酸根都有助于促进燃煤渣中活性组分溶解和复杂凝胶相形成，这是地聚物抗压强度的重要来源。此外，在低于1000℃的高温煅烧条件下，燃煤渣不具备像煤矸石、粉煤灰等固废的热活化性，高温煅烧反而会降低燃煤渣的化学反应活性。
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预应力RC-UHPC组合箱梁受弯性能研究
为探索吊装重量轻、施工便捷、耐久性强的新型组合箱梁，设计制作了以超高性能混凝土（UHPC）为腹板和底板，以普通混凝土（RC）为顶板的新型预应力RC-UHPC组合箱梁。开展受弯试验和有限元参数分析，探究试件的损伤机理和破坏模式。结果表明：试件破坏模式为适筋破坏，表现为受拉纵筋屈服及部分预应力筋断裂后，纯弯段RC顶板被压碎；UHPC抗拉强度、预应力筋配筋率对抗弯承载力影响较大；试件腹板纵向应变在高度方向上基本符合平截面假定。结合理论分析，提出抗弯承载力计算公式，利用所提出公式对试验构件及有限元分析模型的抗弯承载力进行计算，公式计算值与试验值、有限元计算值之比分别为1.014、0.960，具有较高的计算精度。相关研究可为预应力RC-UHPC组合箱梁在实际工程的推广及规范的制定提供理论依据。
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内养护作用下混凝土耐久性研究进展
混凝土具有优良的力学性能和耐久性能，常规养护方法难以解决其早龄期自收缩和开裂问题。内养护技术可以有效改善混凝土内部湿度场，缓解混凝土收缩开裂，提高其耐久性。本文阐述了混凝土内养护机理，分析了内养护作用对混凝土耐久性的影响。预湿轻骨料或超强吸水聚合物掺入混凝土中，可以在骨料周围湿度降低时释放出水分，填充混凝土中非饱和孔隙，增加孔隙溶液的弯月面半径，达到内养护的目的；内养护作用会促进骨料周围水泥水化，提高骨料-浆体界面过渡区的密实度；缓解混凝土因自干燥产生的裂缝，提高混凝土抗裂性能；阻断侵蚀介质的传输路径，改善混凝土的渗透性和抗离子、气体等介质的侵蚀能力；内养护材料释水后会在混凝土中留下大量孔隙，这些孔隙可以释放混凝土孔隙溶液结冰产生的膨胀压力，提高混凝土的抗冻性；轻骨料的孔隙为膨胀凝胶的沉积提供了空间，从而降低碱-骨料反应的发生。文章总结了混凝土内养护技术的优势并展望了未来的应用前景，可为该技术的后续研究和工程应用提供参考。
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隧道下穿引起管线非线性变形简化计算方法
城市地铁和地下通道修建过程中不可避免的下穿既有市政管线，引起管道变形，威胁管线安全。现有隧道下穿引起管线变形的预测理论多是采用的Winkler模型和Pasternak模型等弹性地基模型，缺少考虑土体-管道的非线性作用的理论。为此进一步考虑土体的非线性变形，提出了一种预测隧道下穿引起管线纵向非线性变形的简化计算方法。首先引入一种非线性地基模型，将既有刚性接头的市政管道视为非线性地基上的连续梁模型。其次，通过Peck经验公式和和考虑先建隧道影响的修正Peck公式，分别计算单线和双线隧道下穿引起管道轴线处的地层位移。然后假定管道与土体变形协调，建立隧道下穿引起管道变形的微分控制方程，接着通过有限差分法和牛顿迭代法得到管道的变形解答。最后，通过与已有离心机试验和两个工程案例的监测结果对比，验证了所提方法的合理性和适用性。结果表明：所提方法在砂土地层和黏土地层中均能较好的预测隧道下穿引起的既有市政管线的纵向变形；考虑平行双线隧道先后施工的影响后，可以较好的预测双线隧道穿越引起的管道变形；与Winkler地基、Pasternak地基和Kerr地基等地基模型相比，所提方法计算结果与实测结果趋势更为接近。研究成果提供了一种新的隧道下穿引起市政管线变形响应的预测方法，可为市政管道的安全评估与变形预测提供一定的理论支撑。
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预制孔洞凝灰岩破坏声发射响应特性及预警研究
对不同岩桥长度的双圆孔洞凝灰岩进行单轴压缩试验及声发射测试，获取岩石变形破坏过程的声发射参数，研究岩桥长度对声发射响应特征的影响，并基于声发射特征参数分析预警前兆信息。结果表明：声发射参数随时间呈阶段性变化特征，岩石失稳破坏前有明显异常响应特征；AE能量随岩桥长度增大由群震型向孤震型转变，AE振铃计数经历了平静期、活跃期和突增区，AE RA/AF值对局部细小裂纹扩展较敏感，AE b值随时间经历了上升期、波动期及下降期，总体呈减小趋势；声发射各参数均存在岩石破坏前兆，将AE累计能量、AE累计振铃计数、AE累计RA/AF值突增点和AE b值的最低点作为“临界破坏前兆点”D，预警时效序列为：AE累计RA/AF值＞AE累计振铃计数＞AE累计能量＞AE b值。
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预应力RC-UHPC组合箱梁正截面抗裂性能研究
提出以抗拉强度高、耐腐蚀的超高性能混凝土（UHPC）为腹板和底板，以钢筋混凝土（RC）为顶板的预应力RC-UHPC组合箱梁，并制作了1根试件。开展抗弯试验，分析试件的裂缝开展规律与破坏模式；采用有限元软件对试验进行模拟，通过将有限元计算结果与试验数据进行对比，验证了有限元方法的计算精度，在此基础上建立了19个有限元分析模型，分析不同参数对开裂弯矩的影响；采用相关规范及既有文献资料，对预应力RC-UHPC组合箱梁的开裂弯矩与裂缝宽度进行计算。结果表明：试件加载至约33.3 %极限荷载时出现第一条裂缝，之后荷载-挠度曲线逐渐趋于平缓；开裂弯矩受预应力筋张拉系数、预应力筋配筋率、UHPC抗拉强度影响较大；采用基于换算截面的开裂弯矩计算方法与DBJ 43/T 325-2017中的裂缝宽度计算方法，分别计算预应力RC-UHPC组合箱梁的开裂弯矩及裂缝宽度，计算值与试验值、有限元计算值吻合较好。
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三星堆祭祀区地表干缩开裂病害程度与土的性质关联性研究
干缩开裂为潮湿环境考古遗址典型病害,为探究三星堆祭祀区地表干缩开裂病害程度与土的性质关联性,通过土的性质分析和病害量化表征评估,采用灰色关联度法分析了土的性质6项相关指标与裂隙发育程度和裂隙破坏程度两方面的关联度,探论了各项指标对病害程度的影响大小和作用,及通过土的性质干预实现病害防控的可行性。结果表明,土的性质相关指标与病害程度关联度大小排序依次为：黏粒含量＞黏土矿物含量＞塑性指数＞初始干密度＞初始含水率、有机质含量。黏粒含量、黏土矿物含量和塑性指数为影响病害发育的控制性指标,此类指标越大,病害程度越严重。初始干密度、初始含水率、有机质含量为影响病害发育的参考性指标,初始干密度越小,裂隙破坏程度相对严重。通过土的性质干预仅能一定程度控制病害发育,例如提高初始干密度改变裂隙形态。
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大足石刻石篆山危岩体稳定性评价及加固方案设计
石窟寺及石刻类文化遗产由于长期在自然营力的作用下，极易受构造应力、裂隙扩张、雨水侵蚀等因素影响，产生严重的岩体失稳现象。以大足石刻石篆山摩崖造像为例，通过对石窟区的工程地质条件及区域岩石的宏观力学特性进行综合性分析，在此基础上分别对两处倾倒式（R1）和滑移式（R2）破坏模式下的危岩体进行量化评价，计算结果表明在考虑地震因素影响作用下，R1、R2危岩体的稳定性安全系数分别为1.39和1.20。鉴于石窟区文物保存现状和游客参观服务的特殊性，采取“锚杆加固+条石砌筑+裂隙灌浆+做旧处理”综合性加固措施，及时消除了石篆山摩崖造像重大险情，确保游客和文物安全。进一步通过位移和应力监测数据，发现加固后R1和R2危岩体的变形量控制在3 mm和6 mm范围内，验证了加固方案的有效性，为石窟区危岩体病害防治与加固提供一定理论依据。
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双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降预测模型研究
为探究双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降规律，需建立相关理论预测模型。考虑地层土体损失率和收敛模式的影响，以圆形隧道为例，通过引入等效土体损失参数以求得隧道收敛后的实际埋深，改进经典二维Peck模型。基于此，综合考虑隧道轴心连线与水平面夹角α、双线隧道半径(r1,r2)和隧道轴心间距D等3种主要影响因素，建立双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降预测模型，通过实际工程的现场监测结果和数值模拟结果验证预测模型的工程适用性，并对双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降的主要影响因素进行分析。结果表明：本文预测模型可用于解决双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降问题，且满足20％的工程精度要求；地表沉降曲线从“V”型至“W”型间变化的临界参数值[α,r2/r1,D/H']为[60°,2.0,1.0]，可据此初步判断地表沉降曲线形状并检验地表沉降计算结果的合理性，为类似隧道工程建设中的地表沉降变形预测及控制提供了可靠指导。
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氯离子环境中预应力锚杆腐蚀的分子动力学模拟
为了从微观层面揭示锚杆在复杂环境中的腐蚀破坏机理,将分子动力学方法引入到锚杆的腐蚀研究中,借助Materials studio软件建立分子动力学模型,引入到Lammps软件中进行分子动力学模拟,模拟研究了预应力锚杆在氯离子环境中的腐蚀特性,探究了氯离子溶液与锚杆表面间的微观作用规律。结果表明：在预应力和氯离子的耦合作用下,铁基体将吸收更多氧原子,促进氧原子与铁之间的结合,加速锚杆的氧化腐蚀钝化；预应力的施加削弱了锚杆内部原子的束缚,使得铁原子的运动趋势增大,更容易与其它原子相结合；氯离子会增大铁原子与氧原子的作用强度,促进铁与氧的结合,且氯离子会随着预应力的增大逐渐活跃；随着预应力增大,溶液中的氧原子由于更容易与铁发生反应形成稳定化学键,其运动特性逐渐减弱。氧化反应结束后铁基体表面会形成一层氧化膜,在氯化物溶液环境中,氧化层厚度明显增加,且预应力越大,氧化层越厚。
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再生混凝土骨料与土工格栅的界面剪切特性研究
随着经济持续发展和城市规模不断扩大，推行建筑垃圾的资源化利用和再生利用势在必行，再生混凝土骨料作为建筑垃圾筛分后的破碎物，有着广阔的应用前景。本文以4种不同粒径范围的再生混凝土骨料为研究对象，通过室内大型直剪试验研究了再生混凝土骨料与双向聚丙烯土工格栅的界面剪切特性。试验结果表明，孔径比越小，剪切界面的峰值剪应力以及残余剪应力越大，且峰值剪应力出现的位置越滞后；随着孔径比的减小，峰值似黏聚力和残余似黏聚力逐渐增大，峰值内摩擦角和残余内摩擦角也逐渐增大；加入土工格栅可以有效地减少在界面发生的剪胀现象；引入卡尔哈韦本构方程，通过线性拟合和对数拟合推导出剪切刚度的表达式，得到应力状态 (σn,τ)下对应的剪切刚度。本文揭示了再生混凝土骨料与双向聚丙烯土工格栅界面剪切的剪切机理，剪切刚度的确定在工程实践中对于评估变形机制和稳定性具有重要意义。
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风电机组岩石锚杆式加固基础受力性能现场监测研究
魏焕卫, 雷树立, 宋志鑫, 陈朝伟, 惠俊梅, 宋鹏, 郑晓
针对风机运行期间所受荷载的复杂性，依托威海某风电机组基础加固项目，提出一种系统监测方法，结合现场环境评估加固基础的性能提升效果。从施工阶段到运行阶段，采集加固基础的塔筒应变、焊钉应变以及锚索轴力等，研究风机加固基础在不同工况下的受力响应及相关性分析，探讨基础加固后的性能提升效果及荷载传递机理。研究结果表明：加固区中各构件受力响应具有趋势相似性与幅值差异性，受力改善效果明显且均具有较大的安全度；该加固方法利用外包混凝土和焊接焊钉改变了结构受力边界，增加底层塔筒的约束刚度，使上部传递荷载重新分配，分担传递剪力，保证塔筒与混凝土共同变形。基于此加固方案下提出的系统监测评估方法，可以有效、及时地掌握加固系统各构件的受力状态，保证后续风电机组运行安全；该加固方案改善了基础、岩石锚杆和法兰的受力状态，基础整体受力性能得到保证，为后续风电机组基础优化工程提供了一定的参考。
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基于挣得碳值的施工现场碳排追踪模型
土木工程施工过程中温室气体排放集中且强度大，亟需监测和控制其环境绩效。然而当前施工碳排放评估多在施工前或竣工后开展，很少关注施工过程中环境绩效监测问题。论文基于施工定额理论、信息物理系统技术与挣值管理逻辑开发了一个被称为挣得碳值管理（Earned carbon value management, ECVM）的绩效评估模型，用于评估项目施工过程中的碳排放绩效，提升施工场地碳排放管理的精度和效率。该模型将施工碳排放与工程完成量、资源消耗量相挂钩，提出了三个关键参数和四个关键指标。上海市某建筑主体工程项目的实证分析表明，ECVM能够在施工过程中分析施工进度与碳排放之间的关系，并根据碳排放绩效指标分析偏差产生原因提出针对性的纠偏措施。本文中介绍的模型具有通用性，可以用于任何施工项目的碳排放管理。
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桥梁拉索动力响应监测数据质量评价分析
桥梁拉索动力响应监测数据中存在大量的低质量数据，现有的监测数据检测研究集中于时域波形异常的明显异常数据，然而监测数据中还存在时域波形正常，但频域特征混乱的数据，这类数据无法准确地获取桥梁拉索动力特性。针对该问题，将现有的异常数据检测拓展为数据质量评价，同时对明显异常数据和频域混乱数据进行检测。采用卷积神经网络(CNN)和数据频域特征建立了桥梁拉索动力响应监测数据质量评价方法，实施流程包括：采用快速傅立叶变换(FFT)将时域数据序列转化为功率谱密度函数(PSDF)，利用格拉姆角场(GAF)方法对PSDF序列进行可视化，进而搭建CNN模型对监测数据质量进行自动化评价。以某斜拉桥的拉索加速度监测数据为例开展了应用研究，研究结果表明，与时域序列检测方法相比，PSDF序列检测方法能够更好地区分正常与频域混乱数据，具有更高的评价准确率；利用两个传感器监测数据建立的CNN模型对所有26个传感器监测数据质量评价准确率均在94%以上；此外，该方法建立的评价模型应用到另一座类似桥梁的监测数据质量评价中，准确率也达到了95%。
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机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土梁受弯性能的影响
为探究机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土梁受弯性能的影响，设计制作了5根机制砂掺量为0%，30%，60%，80%，100%的自密实轻骨料混凝土梁进行四点弯曲试验。研究不同机制砂掺量的自密实轻骨料混凝土梁在荷载作用下的挠度曲线、跨中挠度和裂缝分布形态，探究机制砂掺量对其开裂弯矩和受弯承载力的影响规律。结果表明：各试验梁截面平均应变符合平截面假定，荷载—挠度曲线基本相似。随着机制砂掺量的增加，自密实轻骨料混凝土梁产生次裂缝更多、裂缝分布更加均匀，在屈服前的同级荷载作用下，最大裂缝宽度减小；而跨中挠度和极限承载力在机制砂掺量为80%时达到最大，相较于自密实轻骨料混凝土梁分别提高了16.13%和6.62%。采用轻骨料混凝土挠度计算公式，各试验梁挠度计算值与试验值有所差异。试验梁开裂弯矩采用规范公式计算，计算值与试验值差异较大。通过试验结果分析和受弯承载力计算，得出自密实轻骨料混凝土机制砂最优掺量为60%~80%。
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基于多弹簧模型的浮搁柱脚节点建模方法研究
浮搁是传统木结构中柱脚的典型构造形式,在水平荷载作用下木柱易出现摇摆现象。木柱的摇摆行为表明浮搁柱脚节点具有半刚性特征,对木结构抵抗侧向荷载和维持整体稳定性具有重要作用。本文提出了一种摇摆木柱柱脚节点的建模方法,通过在柱脚布置一排轴向弹簧以模拟柱底-础石接触界面的受力状态。基于OpenSees平台建立对应数值模型,通过与精细化有限元模型及大量相关文献中实验数据进行对比,验证该建模方法的有效性。同时对影响该建模方法的部分因素进行分析,包括柱脚弹簧接触刚度、分布模式、弹簧数量及材料本构。研究结果表明,该建模方法对接触刚度相对不敏感,建议木柱有效受压深度为木柱半径以确定各弹簧单元接触刚度；三种分布模式均适用于该建模方法,弹簧单元的数量应不少于10个；对于高轴压比木柱,在建模过程中应采用考虑弹簧单元进入塑性的ElasticPP材料本构。
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钢主梁桥基于支座强迫位移法合龙控制理论依据研究
支座强迫位移法是一种在钢主梁桥合龙施工中常用的控制方法，但目前对于支座强迫位移法施工控制过程的理论研究基本处于空白。本文基于欧拉梁挠曲微分方程，采用积分法求解了支座施加强迫位移合龙和一次成桥两种状况的三跨连续梁挠曲闭合解，两种状况下所得的梁挠曲函数完全一致，证明了在弹性状态下基于强迫位移法合龙的梁式结构可实现理想一次成桥效果。最后，结合某三跨连续钢桁梁桥合龙工程实例，验证了强迫位移法在实桥合龙线形控制中的效果。该理论证明可为支座强迫位移法的工程应用和推广提供理论依据和技术参考。
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基于电化学反应的软土电渗界面电阻试验研究
针对电渗加固软土地基能耗高,黏土-电极界面电势损失大的问题,从电化学反应角度出发,研究电极反应对界面电阻的影响。利用自行研制的一维电渗固结装置,开展电极材料和通电模式两大关键因素的室内试验研究,探究黏土-电极界面电阻变化趋势,并利用电化学界面电阻模型阐述其机理。试验结果表明：电极反应改变界面电化学特性,影响界面电阻进而影响电渗排水速率；阳极界面电阻受电极反应影响明显,长期通电情况下EKG电极阳极界面电阻较小,而金属电极则在浓差电阻和表面膜阻的共同影响下阳极界面电阻较大；采用优化通电模式有利于缓解界面极化现象,抑制界面电阻增长。
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大足石刻北山石窟悬吊锚杆加固工程的稳定性研究
冯太彬, 刘珂源, 雷啸天, 蒋思维, 陈卉丽, 张兵峰, 麻润杰, 陶志刚
大足石刻北山168窟在多年的风化作用和自重应力的影响下，石窟壁和其顶板位置出现了大量的裂缝现象，导致了洞窟顶部围岩的稳定性变差面临失稳坍塌的危险，为了能够有效对平顶石窟顶板破碎围岩进行加固，本文针对现场的地质情况采用了一种悬吊锚杆的顶板加固方式。首先根据现场调查确定出顶板裂缝的分布规律，总结出石窟顶板开裂的主要原因，然后利用新奥法的思想在考虑最不利围岩受力的情况下计算出锚杆的锚固长度，最后利用数值模拟的手段分析了悬吊梁加固方法在降雨条件下石窟顶板的位移变化情况以及应力情况，结果表明：在悬吊锚杆加固条件下，其顶板各个方向位移均不超过1mm；石窟洞口位置及洞内位置应力较为集中，最大拉应力小于砂岩的抗拉强度值，顶板围岩处于稳定状态；悬吊锚杆支护过程中锚固段承受拉应力，平均所受拉应力为4.3MPa，受力情况较好。从现场加固前后曲线数据可以看出悬吊梁加固工法减少了裂缝的波动值，可以认为在悬吊锚杆加固条件下石窟保持稳定状态，该悬吊锚杆加固方式为类似平顶石窟薄板破碎顶板的稳定性支护提供参考。
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基于锈胀裂缝宽度的损伤混凝土梁的可靠度分析?
通过引入疲劳损伤因子和徐变损伤因子，建立了含疲劳和徐变损伤混凝土梁保护层锈胀开裂后钢筋锈蚀深度的计算模型；并根据混凝土结构耐久性设计标准，建立了由锈胀裂缝宽度控制的耐久性极限状态方程；运用Monte-Carlo数值模拟方法计算了6根混凝土试验梁在裂缝宽度限值范围内的可靠度；并采用验算点法，计算了腐蚀电流密度、混凝土抗压强度、保护层厚度和钢筋直径等四项参数的灵敏度。研究结果表明：随着锈蚀时间的增加，可靠度将从0.9下降到0.1，并且在60%疲劳寿命次数的循环荷载作用后，持荷时间增加3个月对梁的可靠度影响较小；保护层厚度的增加和钢筋直径的减小均可以提高梁的可靠度、减缓结构可靠度在钢筋锈蚀前期的下降速度，并且9mm的钢筋直径可以作为损伤混凝土梁耐久性设计的参照值；腐蚀电流密度、保护层厚度和钢筋直径三项参数的灵敏度较大，因此这三项参数是耐久性极限状态可靠度的主要影响因素。
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深基坑注水与水下开挖设计计算方法研究
注水与水下开挖是一种新型的基坑开挖方法，用来解决基坑地下水与江河水有稳定联系时传统的坑外降水与坑内排水方法无法实施的问题。提出了深基坑注水与水下开挖的设计计算方法，结合钢板桩围堰深基坑工程，制定了注水与水下开挖方案，建立了相应的数值模型来研究深基坑先降水形成旱地工作条件开挖、再注水进行水下开挖、水下浇筑封底混凝土后再降水所对应的支护结构受力与变形规律，对注水高度进行了优化。结论如下：先降水形成旱地工作条件时最大降水深度取决于坑底土体抗流砂、管涌的稳定性，开挖深度从2m增加至7m时，支护结构水平位移增加了53.6%，坑底塑性隆起量的最大值逐渐增大至59.0mm；再注水进行水下开挖时，增加注水高度可有效减少坑底土体的隆起变形及支护桩的水平位移，临界注水高度为9m，当注水高度超过该临界值后其抑制坑底和支护桩变形的效果会减弱。封底混凝土厚度取决于其抗浮稳定性和强度，钢板桩嵌固深度取决于水下浇筑混凝土后再降水工况下的支护结构整体稳定性。研究成果对类似深基坑的设计与施工具有参考价值。
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螺栓布置对钢-木组合梁弯曲性能影响试验研究
为推广直径10mm以内的螺栓紧固件在钢-木组合结构中的应用，研究螺栓横向排数、螺栓直径和螺栓纵向间距对钢-木组合梁弯曲性能的影响。通过设计一种下部是工字钢梁、上部是木板、上下部由螺栓连接的组合梁，对8根试验梁进行三分点弯曲荷载试验，分别观察其破坏模式、跨中挠度变化、跨中截面应变和梁端部钢-木交界面滑移效应，分析不同螺栓参数对钢-木组合梁抗弯力学性能的影响。试验结果表明：钢-木组合梁的主要破坏模式为：组合梁跨中挠度达到跨度的1/27时，发生变形破坏；组合梁具有较高的抗弯承载力与位移延性系数，各试件钢-木交界面最大相对滑移为2mm~6mm；螺栓布置参数中，螺栓纵向间距对对组合梁跨中钢-木交界面的应变差影响最大，螺栓直径影响较小；提出了钢-木组合梁螺栓面积比的概念，即螺栓总面积与木板受压面积的比值，随螺栓面积比的增加，尽管位移延性系数减小，但试件抗弯承载力明显增长、交界面最大滑移逐步减小。通过合理的螺栓面积比范围可快速计算出螺栓的用量范围，为此类钢-木组合梁的实际应用提供设计参考。
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复合型絮凝剂CaCl2-APAM-PAC快速处置高含水率泥浆试验研究
马英建, 方舟, 程慧峰, 苏彬, 梁登钦, 秦新皓, 何斌
在工程建设当中废弃泥浆含水率极高，且对环境的影响极大，解决其脱水问题为面临的主要问题。针对高含水率泥浆泥水分离问题，选择三种絮凝剂氯化钙（CaCl2）、阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）和聚合氯化铝（PAC），设计3因素4水平正交试验，采用综合平衡法，选定48h脱水量和上清液pH值等为指标，进行极差分析和方差分析，着重找出最佳复合絮凝剂组合。通过正交试验结果和SEM微观分析等对絮凝机理进行讨论。试验结果表明，将脱水量随时间变化曲线划分为高、中、低脱水区和快速脱水阶段、慢速脱水阶段，则泥浆脱水速率整体呈现减小趋势，其中高脱水区组在12 h时也具有较高的脱水量，即满足快速脱水的要求；三种絮凝剂存在一定协同作用的效果。通过正交试验的极差分析和方差分析，复合絮凝剂的最优组合为泥浆总质量的0.25 % CaCl2 + 0.12 % APAM + 0.17 % PAC；根据机理分析，可将复合絮凝剂絮凝过程分为以下五个阶段：电中和阶段、架桥阶段、吸附成团阶段、网络沉降阶段和固化增强阶段。
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基于截面分类的U形钢-混凝土组合梁外包钢板件宽厚比限值
为研究U形钢组合梁基于截面分类的外包钢板件宽厚比限值，对5根U形钢组合梁试件进行单调静力加载试验。分析了不同外包钢腹板受压区高厚比及受压翼缘宽厚比情况下，U形钢组合梁的破坏模式、荷载-位移曲线及塑性变形能力。试验结果表明，外包钢板件宽厚比对U形钢组合梁的屈曲变形和塑性变形能力有着直接影响，所有试件在达到峰值承载力前均发生了局部屈曲，破坏模式为弯曲塑性破坏。同时，通过有限元参数分析结果表明，外包钢腹板与受压翼缘之间的非线性行为相互影响，板件的屈曲时刻随着相邻板件宽厚比的增大而提前，增大外包钢板件宽厚比会降低U形钢组合梁的塑性发展程度。基于试验与有限元参数分析结果，提出了U形钢组合梁的Ⅱ类截面（Class 2）外包钢板件宽厚比限值建议，并将该限值与规范限值进行对比分析。
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基于机器学习多孔生物炭对CO2吸附性能预测
多孔生物炭含有丰富的多尺度孔隙结构，使其具有优异的CO2吸附性能。针对传统以试验数据建立的CO2吸附预测模型存在精度低、计算复杂等不足，本文采用梯度提升决策树(GBDT)、极端梯度增强算法(XGB)、轻型梯度增压机算法(LGBM)等机器学习方法对生物炭吸附CO2进行模型预测，并对预测结果进行对比分析。结果表明:影响CO2吸附量的前三个因素依次为生物炭的比表面积、C含量、O含量。3种算法均可以有效地预测生物炭对CO2吸附性能。相比之下，LGBM的预测精度最高，达到94%；GBDT对于异常样本数据处理方面有显著优势；而XGB对不同测试集变化的预测结果更加稳定。该模型结果可为调控和优化生物炭组成和结构提供具有重要的参考意义。
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重力井曲面摩擦摆支座及其抗震性能
在强震或近场地震动作用下，传统隔震支座桥梁存在支座有残余位移和桥墩内力响应大的问题。受科学馆重力井曲面设施的启发，本文拟提出一种基于重力井曲面的变刚度摩擦摆支座。其曲面由内部的球面和外部的重力井曲面构成。首先，基于理论推导，揭示其水平剪切方向的恢复力模型。其次，设计并制作了一个足尺变刚度摩擦摆支座试件，并对其进行拟静力试验，以进一步探究其滞回特性和力学性能。摩擦材料采用抗压性能优越的改性超高分子量聚乙烯。最终，通过数值模拟，比较研究了重力井曲面摩擦摆支座和球形支座的动力特性。试验发现了变刚度双摩擦摆支座上下滑动面呈不对称滑动的现象。改性超高分子量聚乙烯摩擦材料可以满足支座对摩擦垫局部应力大的需求。此外，与普通球形双摩擦摆支座相比，重力井曲面摩擦摆支座能够大幅度减小地震动作用下的内力需求，且具有和小半径球面摩擦摆支座一样优越的自复位性能。
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纤维含量对加筋土宏微观特性的影响
纤维含量是影响加筋土的重要参数，现有研究中纤维含量的取值范围一般较小，对较大纤维含量加筋土的物理力学性能尚不清楚。因此，为了研究较大纤维含量对稻草纤维加筋土的影响，本文设置了10个纤维质量分数，采用直剪试验进行研究，探讨了不同纤维含量对加筋土强度特性的影响，并通过扫描电镜试验（Scanning Electron Microscope，SEM）和核磁共振测试（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）对纤维加筋土的微观结构特征进行分析。结果表明：加入纤维可有效提高土体的抗剪强度。纤维加筋土的增强机理与纤维含量有关，较小的纤维含量对土体孔隙率影响不大，加筋土以土骨架为基础；当纤维含量较大时，孔隙率明显增长，加筋土的主体结构将由土骨架和纤维骨架组成。本文的研究成果可为纤维材料在地基处理和边坡防护等实际工程中的设计和施工提供参考。
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锈蚀PC梁疲劳寿命预测及界面滑移区量化研究
重复荷载和锈蚀共同作用会造成预应力混凝土(PC)构件疲劳损伤，降低其使用寿命。本文以钢绞线疲劳裂纹扩展尺寸、混凝土疲劳累积残余应变为损伤参数，综合考虑钢绞线疲劳裂纹扩展、界面锈蚀疲劳粘结退化及混凝土疲劳损伤的影响，提出了考虑力筋残余应变的粘结滑移区不协调变形量化方法及锈蚀PC梁疲劳寿命预测方法。然后通过试验数据验证了预测方法的合理性，并讨论了不同预应力、锈蚀程度和应力水平作用下锈蚀PC梁界面疲劳粘结滑移情况。研究结果表明：提出的预测方法可有效预测界面滑移情况及锈蚀PC梁的疲劳寿命；预应力大小是影响锈蚀PC梁发生疲劳粘结滑移的重要参数，随着锈蚀率、应力水平的增加，构件易发生疲劳粘结滑移，而预应力的增加可有效减少界面疲劳粘结滑移的发生；在高应力水平下更严重的应变不协调会导致更大的残余滑移，滑移量曲线及其斜率随着应力水平的增加而整体抬升、变陡。
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新型两阶段屈曲约束支撑滞回性能试验研究
为提升传统屈曲约束支撑的性能，特别是解决传统阻尼器在主震-余震型地震作用下发生断裂后无法为结构提供抗侧刚度和耗能能力的问题，提出了一种新型两阶段屈曲约束支撑（Two-stage Buckling-restrained Brace, 简称TS-BRB）。TS-BRB的耗能单元由三个横截面沿纵向渐变的Q235钢板串联组成，中部的耗能段在地震中首先发挥耗能作用，若该段发生断裂，约束单元中的限位卡槽能够确保端部耗能段继续工作，从而使TS-BRB具备较传统BRB更高的耗能能力。TS-BRB的滑移距离通过调整限位卡槽的长度来限制，从而满足结构减震设计的使用需求。TS-BRB的试验结果表明：该阻尼器的滞回曲线饱满，滞回曲线形状符合理论预期；TS-BRB具有明显的二阶段耗能特性，耗能单元的端部耗能段在中间耗能段断裂后可继续工作，断裂后的附加累计耗能为断裂前的138.41%。TS-BRB解决了传统BRB在断裂后随即失去承载和耗能能力的问题，能够为结构提供更大的耗能储备。最后使用ABAQUS建立实体单元数值模型，发现模拟与试验的滞回曲线吻合较好。
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FRP加固混凝土梁界面应力的时变规律研究
本研究立足于粘贴FRP加固结构技术大量应用的背景，对长期持荷条件下加固混凝土梁FRP端部、中部混凝土裂缝附近界面应力的时变规律开展研究。建立分析FRP应变的有限元模型，通过模拟结果与实测结果的对比验证有限元法的适用性。对FRP端部区域的时变应力采用有限元法和解析法进行分析，对端部胶层溢出、结构二次受力情况做了考虑；对混凝土中部裂缝附近区域的时变应力采用解析法进行分析。结果表明，混凝土徐变导致界面应力随时间增大，剥离破坏的风险增大；胶层蠕变导致应力随时间缓解，有助于避免剥离破坏，该结论对上述两个区域均适用，且不受胶层溢出、二次受力的影响。FRP端部区域时变应力的有限元结果与解析解结果吻合良好。
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基于三维离散元的岩爆突变点处动力行为与能量演化研究
岩爆失稳时刻的灾变启动机制是揭示岩爆机理的关键。为此参考失稳理论和刚度理论设计了岩爆体-围岩组合试样的三维离散元数值模型,并通过二次开发实现了系统能量演化过程的可视化,成功模拟了岩爆的抛掷现象。据此研究了系统失稳的时序特征和能量演化规律,结果表明：灾变启动时刻岩爆体到达峰值应力略早于围岩体,岩爆体峰值后自身的破裂软化形成了对围岩体的主动卸荷,使其应力由增变降。被卸荷的围岩体发生向岩爆体的快速回弹变形,并通过做功使自身储存的弹性能向岩爆体汇聚,两者的能量被岩爆体瞬间一并释放,引发块体的抛掷。在此过程中两子系统相互作用形成的正反馈调节机制,使破裂过程逐步加快,最终引发动态失稳。研究成果可为岩爆的机理的深入揭示提供理论参考和技术支持。
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不同含水率花岗岩残积土-格栅界面循环剪切特性
含水率对土工格栅加筋的花岗岩残积土力学特性影响较大，为研究不同含水率下花岗岩残积土-格栅界面循环剪切特性，通过室内大型直剪仪开展了一系列循环剪切试验，分析了4种含水率（13%、19%、25%、32%）、3种竖向应力（50、100、150kPa）、4种剪切频率（0.2、0.5、1、2Hz）和4种剪切幅值（5、10、15、20mm）条件下筋土界面的剪应力-剪切位移曲线、抗剪强度、剪切刚度、体积应变等。试验结果表明:含水率为32%时土体饱和，筋土界面峰值剪应力和剪切刚度在循环剪切过程中先增加后降低，50、100、150kPa竖向应力作用下峰值剪应力初始增幅分别为6.2%、22.3%、33.0%，表明竖向应力越大筋土界面初期增幅越大，而非饱和含水率下筋土界面呈现剪切软化特征；竖向应力为50kPa时，筋土界面在含水率为25%时达到抗剪强度峰值，竖向应力为100kPa、150kPa时，筋土界面循环抗剪强度与含水率呈负相关，降幅为35.47%、43.17%；筋土界面在循环剪切作用下发生剪缩，含水率为13%、19%、25%、32%时筋土界面最终剪缩量分别为4.6、7.7、8.6、7.2mm，表明剪缩量随着含水率的升高先增大后减小；各含水率下，筋土界面最大剪切刚度随剪切频率的升高先降低后增大，随剪切幅值的增大而减小，0.5Hz的剪切频率对筋土界面剪切刚度弱化作用最强。
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基于可靠度理论的中低速磁浮车-桥系统轨道梁动力系数研究
受轨道不平顺影响，磁浮车辆运行时轨道梁动力系数具有明显的不确定性。为准确计算轨道梁动力系数，首先建立了由磁浮车辆、简支梁桥、悬浮控制系统组成的中低速磁浮列车-桥梁竖向耦合振动模型。其次，结合正交随机函数思想和数论选点理论，发展了轨道不平顺降维模拟方法，使得对不平顺代表样本的模拟仅需两个随机变量。最后，基于概率密度演化理论和等价极值原理，提出了轨道梁动力可靠性评估方法，该方法能准确获取动力系统的概率密度函数、累积分布函数以及轨道梁的动力可靠度。数值算例以长沙中低速磁浮线路为背景，通过将现场实测结果和蒙特卡罗法对比，验证了本文计算方法的可靠性。进一步地，探讨了车速、车重和轨道不平顺粗糙度对轨道梁动力系数和可靠度的影响。结果表明：60~140 km/h车速范围内，轨道梁动力可靠度计算结果均为1，但由于车速80 km/h时车辆荷载主频与轨道梁竖向振动基频接近，使得该车速下动力系数数值和离散性最大；轨道梁动力系数随车体质量的增加而减小；轨道不平顺粗糙度对轨道梁动力系数影响显著，若要求轨道梁动力可靠度计算结果为1，轨道不平顺幅值应控制在5.03 mm以内。
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双向荷载下组合剪力键剪切机理及抗剪强度计算
为研究双向荷载作用下组合剪力键剪切性能，建立了组合剪力键有限元模型，并结合试验进行了验证；对比了双向和单向推出荷载作用下组合剪力键的破坏形态，研究了双向荷载与组合剪力键抗剪强度比的关系，量化了混凝土强度和贯穿钢筋直径对组合剪力键抗剪强度的影响；揭示了组合剪力键剪切破坏机理，通过多变量回归分析，建立了双向荷载作用下组合剪力键抗剪强度计算模型。结果表明：侧压荷载有效抑制了混凝土横向膨胀，混凝土板出现一条纵向主裂缝和少量横向微裂纹，单向推出荷载作用下，组合剪力键因混凝土板劈裂裂缝贯通而失效；侧压荷载可增加组合剪力键抗剪强度，但混凝土强度较高且贯穿钢筋直径较大时，双向荷载效应较小，抗剪强度比仅为1.05；双向荷载作用下，抗剪强度随混凝土强度和贯穿钢筋直径的增加而显著增加。
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负温环境下电养护对砂浆成型温度及早期强度的影响
为了研究负温环境下电养护对掺甲酸钙早强剂的砂浆早期强度发展的影响，向砂浆内掺入胶凝材料质量百分数2%的甲酸钙早强剂，并在-10℃环境下通以交流电进行电养护。试验过程中，通过温度仪监测了不同通电参数下砂浆内部温度实时变化，最后测试了不同通电参数下砂浆通电1d的强度以及后续标准养护3d、7d的强度。试验结果表明：砂浆中添加甲酸钙后能够有效降低电阻从而提高通电效率，添加甲酸钙的砂浆试件初始电阻为未添加甲酸钙砂浆的1/4，使其在较低外加电压下取得良好升温效果；甲酸钙在电养护1d后同样具有明显的早强作用，可以促进砂浆早期强度发展，掺甲酸钙砂浆的3d、7d强度较相同通电参数下的未掺甲酸钙砂浆分别提高了59%、29%。
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地质聚合物砂浆凝结过程的超声波技术监测研究
地质聚合物是一种绿色低碳胶凝材料，研究其凝结过程对于工程应用有重要的意义。为了研究地质聚合物凝结的机理和规律，采用三种超声波检测方法对放置在特制装置中的五组不同矿粉比（矿渣：粉煤灰）的地质聚合物砂浆进行实时监测。通过能量接收比对地质聚合物砂浆的初、终凝时间进行表征，并用贯入阻力法的结果进行验证。结果表明：地质聚合物砂浆的凝结速度会随着矿粉比的减小而变慢；透射法可以实现对砂浆的全程监测，其判定初凝时间的平均误差为7.9%，判定终凝时间的平均误差为6.6%；反射法判定砂浆初凝时间准确度高，其平均误差为2.8%；导波法可以全程监测凝结过程，其判定初凝时间的平均误差为3.3%，判定终凝时间的平均误差为2.5%。三种方法中，导波法更适用于监测地质聚合物砂浆的凝结过程。
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寒区导电混凝土研究现状与展望
寒区道路、桥梁、水库大坝面板的积雪结冰严重影响工程性能发挥，对工程安全运维产生较大影响。一直以来大量使用除冰盐、融雪剂等除冰材料给环境造成较大污染。导电混凝土作为一种环保型、高效型融雪除冰技术，在保障工程安全运维、延长工程服役寿命、提升工程服务质量等方面发挥着重要作用。同时，将导电混凝土用作寒冷地区房屋建筑材料兼具室内采暖功能，在一定程度上可以缓解能源紧张。本文综述了常用导电混凝土的制备工艺，分析了碳质类导电混凝土、金属类导电混凝土以及复相导电混凝土的力-电-热性能，阐述了导电材料对导电混凝土综合性能（如：导电性、抗冻性、耐久性）的影响机制。基于此，围绕高性能、低成本目标，提出了寒区导电混凝土的研究构想：1）广泛使用回收碳纤维等回收材料，发展多相导电混凝土技术；2）将磁选粉煤灰、矿渣和硅灰等作为掺合料有机应用于导电混凝土中；3）开展低电压下导电混凝土的升温性能和导电性能研究；4）综合利用清洁能源（如：太阳能、风能等）发电为导电混凝土提供电源；5）开展复杂工程环境下导电混凝土-岩土体-环境反馈机制研究。本文的研究以期为我国寒区工程冰冻灾害防治及房屋建筑室内采暖提供借鉴。
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钢桥面板疲劳裂纹全寿命周期扩展特性研究
正交异性钢桥面板的焊缝处微裂纹萌生，初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。为研究正交异性钢桥面板顶板与纵肋连接焊缝的裂纹萌生与扩展的全寿命周期动态特性，基于断裂力学理论与ABAQUS-FRANC3D交互技术，研究了焊缝埋藏缺陷至疲劳断裂全过程应力强度因子的动态演化特征，揭示了裂纹的形状发展规律，分析了敏感参数对裂纹扩展速率与疲劳寿命的影响，明确了疲劳裂纹的全寿命扩展行为，并通过钢桥面板足尺节段疲劳试验验证研究结果的可靠性。分析结果表明：钢桥面板疲劳裂纹扩展行为可分为三个阶段：即埋藏阶段、萌生阶段、扩展阶段，沿裂纹不同路径的埋藏萌生阶段与扩展阶段的应力强度因子分布正好相反；任意初始形状的埋藏裂纹，随着不断扩展形状都趋近于圆形，任意形状的表面裂纹形状逐渐扁平，合理解释了表面裂纹持续扩展至贯穿顶板时吴扁平形态；埋藏阶段的裂纹沿上表面的扩展速率较下表面增大了54%，裂纹从埋藏萌生阶段进入扩展阶段后向顶板方向扩展速率较大；裂纹形态比a/c、埋藏深度对萌生寿命影响较大，其中萌生寿命在疲劳总寿命中占绝大部分。
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基于光弹法的颗粒材料直剪试验剪切滑移区研究
胡文韬, 肖劲, 尹江灏, 耿大新, 徐长节, 李顺文, 吴文兵
颗粒直剪试验剪切带的发展规律和分布特征决定了颗粒体强度，但不易观测。采用自制的试验装置对透明聚碳酸酯颗粒进行了直剪试验，基于光弹法原理，通过对颗粒的剪切力学特性、应力链分布、位移场的观测，研究了颗粒的力链发展过程、主接触角发展规律和剪切滑移面的发展规律，并在PFC2D离散元软件中进行了模拟分析。试验表明：直剪过程中颗粒体系的力链分布存在应力屏蔽现象；颗粒体系的强力链、接触角及主应力方向发生了偏转，且偏转特征基本一致；颗粒在剪切过程中形成拱形剪切滑移面，与水平剪切面共同形成拱形滑移剪切区。拱形滑移区在剪切初期就形成，且一直持续整个剪切过程。在剪切应力峰值时，拱形滑移区的高度与初始法向力成正比，厚度在(13~15) d50之间。在应力残余阶段拱形滑移区逐渐减小，拱形滑移区逐渐趋于稳定状态，且不同初始法向力下的拱形滑移区在应力残余阶段的高度相差不大，厚度在(8~9) d50之间。
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水平荷载作用下边坡-负载嵌岩单桩体系拟静力试验研究
为研究水平荷载作用下竖向负载岩质边坡单桩承载特性，鉴于开展动力学试验较为困难和复杂，采用拟静力试验方法，以相似材料模拟岩体及桩基，施加竖向与水平荷载，开展了3组试验，分析了不同坡度及桩岩弹性模量比下桩身弹性弯矩、桩周岩石压力及桩顶滞回曲线的变化规律。结果表明：岩质边坡桩基水平承载力主要与埋深3D（D为桩径）以上范围内的浅层坡体有关；下坡向岩体的破坏形式与土质边坡类似，经历了裂缝出现，破坏面发育、浅层坡体破坏3个阶段，但上坡向岩体并未形成完整破坏面；桩基最终剪切破坏，表明在中风化岩质边坡条件下，水平承载力主要由桩身强度控制；坡度主要影响上坡向承载力，由15°变化为30°，上坡向承载力提高41.3%，下坡向仅提高0.15%，而桩岩弹性模量比由2.8变为0.9，正向承载力提高80.7%，负向也提高73.5%。
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基坑爆破施工减振孔减振效应现场试验研究?
吕岸霖, 张凯, 吴振宇, 王建新, 范佰通, 彭琦, 朱建波
为有效降低爆破施工对邻近建（构）筑物造成的动态扰动，以深圳地铁16号线1号综合井基坑爆破工程为依托，开展了减振孔减振效应的现场试验研究。通过对不同参数减振孔条件下地表振动的实时监测，研究了减振孔对地表峰值质点振动速度（PPV）和主振频率的影响，分析了减振孔参数对减振效应的影响。研究结果表明：随着减振孔直径的增加，水平径向隔振率与水平切向隔振率先增加后减小，竖直方向隔振率整体上逐渐增加,基于合速度的隔振率呈现显著增大的趋势；随着减振孔排间距的增加，减振孔的隔振率先显著减小后逐渐趋于稳定；当减振孔内充填水时，随着减振孔充填度的增加，水平径向隔振率逐渐减小，水平切向隔振率与竖直方向隔振率先增加后减小，基于合速度的隔振率先增加后逐渐减小。
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风电塔筒环法兰连接结构型高强铆钉疲劳特性研究
结构型高强铆钉具有预紧力稳定、防松性能优异、抗疲劳和抗延迟断裂能力强等优点，有望取代风电塔筒环法兰连接现采用的高强螺栓。但其在法兰中的疲劳性能尚待相关研究检验。本文针对采用结构型高强铆钉的环法兰连接开展对照性模型疲劳试验和精细化数值分析，探究其疲劳特性与劣化机理。首先，基于环法兰荷载传递特征，在静载拉伸试验的基础上，开展了12件模型试件的疲劳试验，包含高强螺栓和高强铆钉试件各6件。进一步，结合基于局部应变的SWT疲劳评价方法，开展精细化多尺度有限元分析。结果表明：两类试件的疲劳失效均易见于第一扣螺纹处；在200万次加载循环下，高强铆钉试件的平均等效疲劳强度为68.9 MPa，较高强螺栓的52.1 MPa提高约32.2%；由于高强铆钉与套环间的螺纹更为平缓且内、外螺纹间接触面积更大，有效降低螺纹根部应力集中，提升抗疲劳性能。综上，研究建议：对采用结构型高强铆钉的环法兰连接进行疲劳验算时，高强铆钉的疲劳强度等级可取为FAT 56，配合指数常数m = 3。
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考虑应力主轴变化对黄泛区粉质土各向异性特性的影响研究
为探究黄泛区粉质土在复杂应力状态下的各向异性特征,本文利用GDS空心圆柱系统开展排水条件下、固定大主应力方向的剪切试验,获得黄泛区粉质土在不同中主应力系数b和大主应力方向角α下的应力-应变关系和剪应力比关系,研究其各向异性特征。结果表明,黄泛区粉质土八面体应力-应变、剪应力-大主应变受大主应力方向角α和中主应力系数b的影响作用较大。粉质土表现出较强的各向异性特征,尤其在b=0.5和1时更为明显。试样的大主应变沿着α角发展为压缩状态；当α固定时,b值越大时,试样对应的峰值剪应力较小；试样在b=0.5且α=45°条件下的峰值剪应力q和对应的ε1最大,且当试样的b值或α角分别固定在0或45°时,相对于其他b值或α角条件下的试样的平均峰值强度更大,b=0.5,α=45°时的峰值剪应力比qf//p0最大。
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氧化镁矿粉复配加固砂土强度特性的研究
砂土是一种常见的岩土工程材料，为满足工程上强度的需求以及绿色环保的理念，钢铁工业排放的固体废弃物粒化高炉矿粉 (GGBS)可用作土体固化剂。本试验以GGBS作为固化剂，氧化镁（MgO）作为激发剂，对砂土进行加固。通过无侧限抗压强度试验，分析了不同养护龄期（3、7、14、28、56天），固化剂掺量（8%、10%、12%），以及氧化镁掺量（0%、5%、10%、15%、20%、40%）对固化土强度发展规律的影响。试验结果表明，在相同固化剂掺量的条件下，当养护龄期小于7天时，固化剂的掺量与试样的无侧限抗压强度没有明显的关联。当养护龄期大于7天后，固化剂的掺量和强度呈明显正相关，龄期越长，砂土的无侧限抗压强度越高；固化剂的掺量和砂土的无侧限抗压强度成正相关；氧化镁掺量虽然能够促进无侧限抗压强度的提升，但是过量的氧化镁反而会抑制砂土无侧限抗压强度的提升。本试验通过室内试验研究了GGBS-MgO处理砂土的强度特性，可为现场工程应用提供理论依据。
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CFRP不同约束方式下拉挤型GFRP管混凝土组合柱承载性能研究
为提升拉挤型玻璃纤维复合材料（GFRP）管混凝土组合柱承载能力，用碳纤维增强复合材料（CFRP）布以不同约束方式制作了5根试件，并进行轴压试验，得到了该约束组合柱的破坏模式；通过CFRP约束效应及该柱承载性能分析，建立了承载力计算模型。研究表明：试件破坏时拉挤型GFRP管及混凝土被压坏，部分试件伴有CFRP呈条带状撕裂。破坏形态随横向约束效应的增加，由典型的劈裂破坏向脆性压碎破坏及剪切破坏发展。试件承载力随CFRP间距减小逐渐增大，CFRP间距＜100mm时可大幅提高试件承载力，最大提高1.5倍以上，CFRP间距≥100mm时，对承载力提升并不明显。CFRP间距变化、布置方式对试件变形性能提高作用较为显著，可明显改善构件的延性。基于约束混凝土理论，考虑不同CFRP间距及GFRP承载作用效应所建立的试件承载力计算模型，其计算结果精度较高。
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混凝土及其组成材料单轴破坏声发射特征研究
为探究混凝土及其组成材料损伤破坏的声发射特征之间的关系，开展了混凝土及其组成材料（水泥砂浆和石灰岩）单轴压缩试验，并统计分析了三者破坏过程中的声发射特征。结果表明：在濒临破坏时，三者产生的声发射信号峰值频率与幅度均会上升;三者的频率分布近似呈现正态分布，均在90~120 kHz区间占比最多;水泥砂浆与混凝土声发射动态b值趋势平缓，维持在相对较高数值区间,石灰岩动态b值呈现先增后减的趋势，在临近应力峰值时快速下降，预示着主破裂的来临;混凝土的整体b值与峰值频率分布均介于石灰岩和水泥砂浆之间,水泥砂浆与石灰岩混合之后的声发射整体b值与混凝土接近，体现了混凝土与其组成材料破坏的声发射特征的叠加效应。
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土体热力学性质及本构关系研究综述
随着可再生能源和地源热泵技术的不断发展，浅层地热能的开发逐渐成为国内外岩土工作者们的重点课题之一，但其理论研究远远落后于工程应用，尤其是土体在应力场和温度场复杂耦合作用下的力学机理研究尚不成熟。对于砂土、黏土、粉土等单一土体，国内外学者从温控试验和本构理论两个方面展开了相关研究，也取得了一系列的成果，对土体的热力学特性有一定的认识。为了更为全面深入的认识土体的热力学特性，使热本构模型在能源工程中更为贴合实际的进行推广和应用，本文首先概述了土体热力学性质的试验研究现状，随后，重点综述基于不同理论框架建立的土体热力学本构关系的国内外研究进展和现状，阐述热力学本构关系在实际工程中的应用，最后，针对目前存在的问题，提出进一步研究的建议，讨论并展望了土体热力学本构关系的研究发展趋势。
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路基不均匀沉降下无砟轨道受力变形特性解析解
采用无拉力Pasternak地基叠合梁理论提出考虑土体剪切和层间脱空的轨道变形解析法,研究路基不均匀沉降对双块式无砟轨道受力变形的影响规律。引入Heaviside阶梯函数描述轨道与路基的脱空行为,采用有限差分法求解微分控制方程,建立三维梁-体空间有限元模型进行对比验证分析解析模型的适用性及确定其适用范围。研究结果表明：路基沉降变形较平缓时,解析模型与有限元模型计算结果几乎无差异,随着路基沉降变形加剧 ,两种模型计算偏差越来越大；在路基沉降波长为20 m工况下,沉降幅值超过21 mm时,解析模型不再适用；在给定路基沉降幅值为20 mm条件下,解析模型适用于沉降波长大于19.8 m的路基沉降工况。
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高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性研究
在深地质处置库运营过程中，作为缓冲层材料的膨润土将长期处于高温强碱环境中，其物理性能会随时间发生劣化效应。为探讨高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性，对MX-80膨润土粉末进行了不同时长（t= 0、15、30、45、60、90d）的高温强碱作用预处理（温度T=90°C，碱溶液浓度CNaOH=0.5mol/L），通过室内试验研究了MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数等物理性能指标随反应时长t的变化规律，并选择部分代表性试样进行X射线衍射（XRD）试验和热重分析（TGA）试验，从微观角度对高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性进行合理解释。试验结果表明，高温强碱作用预处理后MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数在0~45d内急剧下降，45d后趋于稳定，90d后三者降幅分别为13.6%、18.5%、58.1%；膨润土的主要矿物蒙脱石含量大幅减少，钠长石含量有所增加，90d后二者变化量分别为-23.3%、+3.7%；膨润土颗粒吸附的自由水、弱结合水和强结合水的含量减少，90d后三者含量分别减少2.84%、0.13%、0.24%；高温强碱条件下膨润土物理性能随时间发生劣化效应的根本原因在于膨润土中有效成分蒙脱石发生溶解，其含量下降导致比重、膨胀指数和比表面积降低
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胶结物对花岗岩残积土力学性能影响试验研究
胶结物对花岗岩残积土的力学性质有着重要的影响。以高岭石粉、蒙脱石粉、伊利石粉以及红黏土粉代替花岗岩残积土细粒制作重塑土样，分别开展抗压、抗剪、抗拉以及崩解试验，研究不同胶结剂对土体力学强度的影响。结果表明：经过高岭土处理的土体颗粒团聚体增多，团聚体之间形成了强度较高的骨架结构，但骨架间大量孔隙的存在为水的侵入提供了通道，导致土体的吸水性增强。受益于蒙脱石的遇水膨胀特性，其处理后的土体表面孔隙较少、结构密实，且膨胀体提供了高强度的胶结能力，使得土体的各种力学特征得到明显地改善。伊利石处理的土样各种力学强度都较低，但是土体表面却看起来比较密实，从土体表面分散的颗粒来看，伊利石粉更多的是作为细粒材料去填充大颗粒之间的孔隙，而不是作为强度较高的胶结物存在土体颗粒之间。经过物理击实，颗粒之间由于受到压缩造成了颗粒的咬合作用增强；同时经过长时间的水化反应，胶结物在颗粒表面形成了桥状胶结，在物理和化学的共同作用下，土体的力学强度得到了大幅度提高。胶结物的种类会对力学性能产生极大影响，一方面取决于胶结物自身特性，例如蒙脱石的遇水膨胀特性，另一方面取决于胶结物对于土体的结合作用，土样的抗压、抗剪、抗拉及抗崩解能力受胶结物与土样的结合方式所控制。该研究可以为花岗岩残积土的工程改良提供一定的理论和技术指导。
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UFC对泥炭土环境下水泥土影响分析
曹净, 孙华峰, 黄思洋, 孔程, 刘方毅, 刘富华, 田林, 朱伟明
云南环滇池、洱海地区泥炭土地基的处理问题对实际工程项目提出了越来越大的难题，仅依靠普通水泥加固泥炭土时已满足不了要求。本试验采用在有机质含量较低的冲洪积黏性土中掺入胡敏酸、水泥、并变化超细水泥（UFC）掺入占比制备成水泥土试样。然后，将其浸泡于富里酸液中的试验方法来模拟泥炭土环境中的水泥土。本研究通过对浸泡时间为28d、90d的水泥土试样进行无侧限抗压强度（UCS）试验和扫描电镜（SEM）试验，分析了掺入UFC对泥炭土环境中水泥土强度的影响。试验结果如下：在不考虑胡敏酸和富里酸的影响时，掺入UFC可明显提高水泥土的UCS，其细颗粒快速水化生成大量的胶凝产物提升了土体骨架的联结性同时填充了孔隙。但UFC掺入占比增加后因细颗粒过多所形成的团聚体结构降低了水泥的水化速率和水化程度，进而使得水泥土的UCS增长率不明显。泥炭土环境下，胡敏酸在物理和化学方面都对水泥土的UCS产生了显著的削弱作用。而UFC凭借其粒径小、表面能高、结合能力强的特点可适当削弱胡敏酸对水泥土造成的不利影响。此外，富里酸对浸泡时间为28d、90d的水泥土UCS具有一定的增强作用，而且添加UFC后可适当促进富里酸对水泥土UCS的增强效果。扫描电镜（SEM）试验结果表明，随着UFC掺量的增加，水泥水化产物明显增多，水化产物和土颗粒间的胶结作用明显增强。水泥土孔隙的孔径显著减小、连通性显著降低，结构整体性增强。
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工业废渣改良泥水盾构渣土的路用性能试验研究
为实现泥水盾构废弃渣土的资源化利用，在石灰这一传统改良材料的基础上，通过掺入碱渣、脱硫石膏等工业废渣，以期将盾构渣土改良为路基填料。通过室内击实试验、CBR试验、无侧限抗压强度试验、干湿循环试验以及微观试验，研究了石灰-碱渣、石灰-脱硫石膏改良盾构渣土的力学性能及其浸水稳定性与耐久性，并分析了其改良机理。结果表明：掺入改良材料后，渣土的力学性能得到了很大改善，水稳性与耐久性也大幅提高，具有较好的路用力学性能，其中石灰-脱硫石膏组的整体水稳性与耐久性优于石灰-碱渣组，干湿循环的过程中，掺3%脱硫石膏的试样耐久性相对较好，在循环期间仅出现细小裂缝并未贯穿试样。研究表明，盾构渣土经过石灰与脱硫石膏等复合改良后具有良好的路用力学性能，可以作为路基填筑材料使用。
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考虑土柱半径的疏浚淤泥真空固结计算研究
预制竖向排水板（PVD）-真空预压技术是处理疏浚淤泥地基常用的有效方法之一。然而，在使用真空预压法处理疏浚淤泥过程中，PVD周围会产生自上而下半径逐渐减小的致密土层（土柱），从而延缓土体的固结速率。基于以上现象，本文假设土柱半径随深度呈线性衰减，并基于等应变假设，在Hansbo固结理论的基础上推导了考虑土柱半径随深度衰减的固结方程。同时，通过上述方程进行计算，探究了土柱淤堵区的渗透系数大小、土柱半径的大小以及土柱半径的衰减程度对土体固结速率的影响，并与已有室内试验实测数据进行了对比。结果表明：土柱淤堵区渗透系数越小，孔压消散越慢，固结速率越慢；随着土柱半径逐渐增大，土体的固结速率逐渐降低；土柱半径衰减后的残余系数越小，土柱半径衰减程度越大，对软弱区土体固结的影响越小，土体的固结速率越快；在考虑土柱半径衰减的情况下，本文计算结果与试验实测结果吻合较好。
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磷石膏团粒的制备与填充效应验证
将磷石膏用于建筑材料的制备，是规模化消纳磷石膏的有效方式。然而，用粉末状态的磷石膏直接掺入，存在产生面源污染的风险。为此，论文提出制备以磷石膏为主要原料的压制团粒，以团粒的形式填充于胶凝材料。与此同时，利用水泥胶凝团粒，制备填充试样，开展抗压强度、磷（氟）污染物测定、孔隙结构分析、微观形貌分析等试验，验证磷石膏团粒的填充效应。研究结果表明，较粉末填充试样而言，团粒填充试样的强度性能更具优势，其磷（氟）固定效果也更佳，试样浸泡90 d后，其浸泡溶液中氟离子浓度为0.035 mg/L，磷离子浓度为0.35 mg/L，均满足一级排放标准，另外，通过孔隙结构分析以及微观形貌分析解释了团粒填充试样所展现出的优异性能。论文成功验证了磷石膏以团粒的形式填充于建筑材料具有良好的填充效应。
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原位支撑保护下埋地箱涵支撑点间距计算方法研究
地下电力管线常以箱涵包裹的形式埋于土体，当地下工程施工涉及此类既有管线时，一般采用原位支撑保护法确保箱涵在施工过程中的稳定性，目前支撑保护法中支撑点间距的确定主要依赖于工程经验，本文考虑箱涵截面属性以及在土中的沉降效应，分别建立箱涵中跨段和端部的力学模型，计算箱涵竖向位移，推导支撑点容许最大间距值，提出了原位支撑保护下埋地箱涵支撑点间距计算方法，并以南京地铁五号线云南路站大直径管涵原位保护工程实例验证了该计算方法的准确性和工程适用性，同时通过数值模拟进一步分析了埋地箱涵全跨纵向变形规律和参数敏感性。研究表明：箱涵边跨段支撑点间距为8m，中跨段间距8.73m，全跨总计至少需要设置12个支撑点；在参数放大3倍范围内，随着加固深度、宽度、土体压缩模量的增加，箱涵位移逐渐变小；埋地箱涵支撑点间距计算方法可为类似工程设计提供参考。
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桥梁温度作用与效应2020年度研究进展
温度作用是桥梁结构在建造、使用过程中需要考虑的重要荷载。随着交通网络的延伸，越来越多的桥梁结构受到严酷的环境温度作用，同时桥梁交通环境复杂化也使得桥梁遭受火灾并发生损失的几率增大。深入研究桥梁环境与火灾温度场，识别其作用与效应，有利用从设计、建造与养护等方面保障桥梁结构安全。本文就国内外2020年度桥梁环境温度作用、温致效应、桥梁火灾作用与效应方面最新研究进展进行梳理与总结，并基于以上最新研究进展，对未来桥梁温度作用与效应方面研究热点和方向做了展望。
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2020年预制装配式混凝土桥梁结构研究综述
预制装配式桥梁凭借施工质量好、对环境的影响小、现场作业时间短、施工安全水平高等优势，已成为中国桥梁建设的重要发展方向。预制装配式混凝土桥梁既适合于交通复杂的城市道路桥梁，也适合于施工环境艰苦的铁路桥梁建设。本文通过文献调研的方式，梳理2020年度国内外预制装配式混凝土桥梁的研究进展。根据桥梁结构类型，从上部结构与下部结构两个方面论述了该领域内的新技术、新构造以及典型工程应用。经过本文粗略总结，在上部结构中，节点的连接构造、抗裂性能与耐久性得到了学者的广泛关注；z哎下部结构中，随着预制装配式体系在高烈度地震区桥梁的中应用，预制装配式桥墩的构造与抗震性能是目前研究的一个热点。下部结构的耐久性与抗裂性能仍有待提升。
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2020年度桥梁评估与加固研究进展
由于大规模建设时期，经济高速发展带来的桥梁建设需求与落后的技术储备之间的矛盾，今后10到30年，我国将面临日益增长的桥梁检修压力。基于桥梁评估与加固领域的最新研究进展，本文介绍了包括桥梁主要病害监测技术的化学方法和物理方法以及传感器技术及信号处理技术在内的桥梁健康监测技术及装备；对比了基于时变可靠度理论和基于历史数据的桥梁健康评估方法，并论述了结构参数反演相较于人工智能的重要意义；介绍了针对抗弯、抗剪、抗震的局部加固方法，附加结构体系的整体加固方法，及电化学除氯技术等养护方法；介绍了网络级和项目级的维修加固决策方法。考虑到强学科交叉特性，对一些先进的传感器、信号处理技术及评估理论也进行了着重介绍，旨在厘清其间内在逻辑，或许能够起到一定的灵感和思路启发作用。
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2020年度桥梁文化遗产的规划与保护研究进展
在世界文化交融的进程中,各国都更加重视本国的文化遗产保护,其中桥梁文化遗产作为一类人类综合活动的遗产具有交通遗产、建筑遗产、城市规划遗产、工业遗产等的诸多属性,越来越受到世界各国的重视。但是,就目前来看,相对于其它文化遗产,在全球范围,对桥梁文化遗产的研究和实践都还不成熟,并未形成体系。通过对我国近20年古桥、古桥文化及其相关研究的统计可以清晰地看到我国目前桥梁文化遗产研究的整体现状。并且,基于对2020年度国内外桥梁文化遗产研究成果的归纳、分析,阐述和总结了2020年度桥梁文化遗产国内外研究进展情况,对未来桥梁文化遗产的规划和保护进行了展望。
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钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展
钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点，是我国桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明，疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故，仍是制约钢结构桥梁发展应用的关键因素。国内外学者从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究，现聚焦疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面，对2020年度国内外学者在相关领域所取得的最新研究进展进行总结，梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明：钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点，在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上，构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术，是本领域的研究重点和重要发展方向。
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桥梁抗爆与抗火2020年度研究进展
近年来能源交换的需求量随各区域经济的飞速发展而不断增大，装载运输“燃、汽、爆、化”的危化品车辆日益增加，由车辆导致的爆炸或火灾层出不穷，桥梁结构的运营安全受到严重威胁。作为桥梁防灾的热点问题，国内外学者在桥梁抗爆与抗火领域进行了卓有成效的研究，现以2020年发表的中英文论文为主，对国内外学者在爆炸冲击荷载试验与数值模拟方法、桥梁火灾试验与模拟技术、桥梁抗爆性能及劣化机理、火灾下桥梁损伤机理与安全评估、桥梁抗爆安全评估方法、过火后桥梁性能演化与灾变机制等方面所取得的研究成果进行扼要综述，通过系统分析表明：爆炸试验技术与结构高应变率下的力学特性研究、复杂火灾环境下桥梁结构断面温度传递与分布规律、多灾耦合作用下桥梁结构的损伤演化、灾变机制和桥梁结构安全评估体系等方面的研究欠缺和迫切需要。为保证桥梁结构在全寿命周期内的服役安全，爆炸、火灾等极端荷载条件下的结构特性和运维安全是当前构建桥梁运维安全保障体系中的重中之重。
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2020年研究进展：轨道交通桥梁减振降噪
随着高速铁路与城市轨道交通的快速发展,振动与噪声问题愈发突出。传统直立式声屏障对轮轨噪声降噪效果明显,但当列车运行速度超过250km/h时,其噪量不足,为此,我国高速铁路正力推全封闭声屏障的建设。同时,近年来,钢桥或钢-混组合桥在我国高速铁路和城市轨道交通中逐步得到广泛应用,钢桥或钢-混组合桥的声辐射能力更强,具有频谱宽、幅值大和难控制等特点,因此,在环境敏感区域建造钢桥或钢-混组合桥亟待解决其噪声控制问题。围绕“高速铁路声屏障降噪性能与动力特性”和“钢桥减振降噪”两个研究方向,本文简要评述该方向的研究动态及发展趋势。
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2020年度桥梁结构数值分析研究进展
随着计算机技术不断发展及计算理论研究的深入，数值方法成为了分析桥梁结构力学行为的主要的方法。通过桥对梁结构的数值模拟，能获得在各种复杂作用下的力学行为和响应，在效率和适应性方面远高于解析方法和模型试验。以近年来国内外相关的研究文献成果为基础，对数值分析技术在桥梁结构分析中的应用及最新研究成果进行了综述。重点关注了与桥梁结构主要力学行为分析相关的有限元数值模拟相关的理论与方法，对桥梁结构数值化模拟方法中的梁的理论最新研究方向、主流的非线性分析方法与技术、桥梁结构材料的多种数值化本构模型研究进展，桥梁结构腐蚀环境下力学性能的时效性、耐久性评价的有限元方法，以及基于梁理论的组合结构的数值模拟方法等最新研究成果进行了综述，对这一领域需要进一步研究和解决的问题进行了讨论及展望。
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车-桥耦合振动2020年度研究进展
车-桥耦合振动的主要研究内容包括轨道不平顺作用下的车-桥耦合振动及随机振动、风-车-桥耦合振动、地震-车-桥耦合振动、新型轨道车辆-轨道梁耦合振动等方面。当前,我国铁路桥梁建设面临更大跨度、高速度、高舒适度等新的挑战,在风荷载及列车荷载等外部激励作用下,车-桥间相互作用越发显著。如何准确预测实际复杂风环境下车-桥耦合系统动力响应及高速列车的行车走行性,并为桥梁设计、线路运营、维护及管理提供技术指导,成为2020年度车-桥耦合振动领域的研究热点和发展趋势。
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超高性能混凝土（UHPC）在桥面板体系中的应用进展
超高性能混凝土（UHPC）与正交异性钢桥面板的组合是近年来桥梁工程中新材料、新构造研究的典型范例。由于UHPC桥面板的刚度较大，它可以有效减小桥面板中的局部变形，从而明显降低正交异性钢桥面板中的疲劳应力幅，改善其抗疲劳性能。本文从新构造、剪力连接件性能、组合桥面板基本力学性能、组合桥面板疲劳性能及UHPC材料与构件力学性能等几个方面对UHPC-正交异性钢桥面板组合体系的研究进展作一综述，其内容主要为2020年以来发表的工作，部分兼及更早一些的研究成果。
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桥梁健康监测2020年度研究进展
桥梁健康监测系统利用通讯传感设备远程记录运营中的结构持续响应，通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估，从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支，已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展，指导健康监测系统在桥梁工程中更高效的应用，对桥梁健康监测系统的信号降噪、信号预警、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍，并对2020年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述，最终发现机器学习方法正越来越广泛地应用到桥梁健康监测各项关键技术的现阶段研究中。
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混凝土桥梁的耐久性2020年度研究进展
近年来混凝土桥梁的耐久性引起了广泛的关注并一直是桥梁研究的热点之一,混凝土桥梁的耐久性直接影响到长期服役桥梁的安全性和使用寿命。目前混凝土桥梁耐久性的研究主要分为两个方面：①从材料的损伤机理层面入手研究桥梁构件材料的破坏方式和影响因素,分析混凝土桥梁材料的耐久性影响作用机理；②从桥梁结构的整体出发研究桥梁耐久性能的设计、评估以及桥梁的养护方案等,探究提高混凝土桥梁结构耐久性的措施。为了全面掌握混凝土桥梁的耐久性的研究动态,本文从混凝土桥梁的设计、桥梁混凝土材料的耐久性研究、混凝土桥梁的钢筋锈蚀研究、混凝土桥梁的耐久性提升技术、不同服役环境对桥梁耐久性的影响、长期服役性能评估及寿命预测等方面,对2020年国内外学者关于混凝土桥梁耐久性的论文进行梳理,探讨未来混凝土桥梁耐久性的研究重点和发展方向。
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2020年钢-混组合结构桥梁研究新进展
钢-混组合结构桥梁作为可实现可持续桥梁工程的结构形式之一，有良好的综合技术经济效益和社会效益，日益受桥梁工程界所欢迎。钢-混组合结构能充分发挥混凝土和钢材各自的材料性能优势，以其整体受力的合理性、经济性、便于施工等突出优点，已广泛应用于结构工程许多领域。为促进我国桥梁建设向装配化、绿色化及智能化的转型升级，在中小跨度桥梁中推广使用钢-混组合结构面临机遇与挑战。从两大类方向对国内外2020年度文章进行搜集、分类、回顾、综述，包括各式常用剪力件研究以及组合梁研究。剪力连接件研究内容涵盖栓钉连接件、PBL连接件、螺栓连接件、进连接件的基本力学性能，以及连接件的耐久与退化性能；组合梁研究进展包括论模型研究，组合效应与空间行为研究，组合梁负弯矩区性能研究，组合梁动力特性研究，组合梁劣化性能与检测加固研究，组合梁施工方法研究。
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桥梁施工监控2020年度研究进展
桥梁施工监控是桥梁施工技术的重要组成部分，是确保桥梁施工质量的关健，是桥梁建设的安全保证，已成为桥梁工程领域研究的重要内容。通过文献调研的方式，以“施工控制/监测/监控”、“施工控制理论/方法”、“施工监测系统”、“智能监测”等为关键词，在Web of Science、Science Direct及中国知网上搜索、整理了2020年度发表的六十余篇科研论文，主要对国内外学者在桥梁施工控制理论方法、施工控制参数识别和状态预测、桥梁施工监测系统与智能监测等方面取得的研究进展进行了归纳、梳理和总结，并对今后桥梁施工控制研究的热点进行了展望。
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钢桥部分新进展
为了促进钢桥技术的发展，系统梳理了近年来国内外钢桥领域的研究热点与前沿。首先回顾了我国大型钢桥一年来的重要建设成就与技术进步，然后分别对钢桥领域主要研究方向取得的最新进展进行了系统总结，同时对钢桥领域各方面所做出的诸多具有开创意义的工作进行了详细介绍，以期对钢桥领域的工程应用与学术研究提供主要信息与借鉴。
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桥梁基础工程2020年度研究进展
桥梁基础的作用是将来自于桥梁墩台的荷载平稳地传给地基,它是连接桥梁结构和大地持力层的基本结构。与其它建筑物的基础不同,桥梁基础承受上部结构传来的动荷载,通常位于水中或深水激流中并且有庞大的体型和自重。由此带来的设计、施工和运营维护问题构成了桥梁基础工程领域独特的研究课题,尤其在各种跨海、跨江、跨不良地质区域的桥梁建设中,基础工程的问题尤为突出。本文以国内外桥梁基础工程领域的科研成果为主要依据,总结和评述近一年来在桥梁基础结构形式、基础冲刷、基础施工、和桥梁基础抗震方面的研究进展,分析和讨论目前桥梁基础工程领域存在的问题,以期指出未来的研究方向和亟待开展研究的课题。分析表明,桥梁基础工程领域的研究应重视以下几个方面：近海岸深水复杂基础的水沙作用理论和输沙机理,适合我国深海地质特点的新型深水基础结构,大型沉井基础下沉和着床关键技术,以及地震作用下土-基础-结构三者动力相互作用。。
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混凝土桥及其高性能材料2020年度研究进展
赵人达, 占玉林, 徐腾飞, 李福海, 赵成功, 张建新, 杨世玉, 原元, 文希
为了解2020年混凝土桥及其高性能材料研究方向的发展动态，并在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好地开展后续研究，从混凝土桥、高性能混凝土材料及高性能加劲筋材三方面着手，查阅了近期文献，并进行了分类、总结和评述。研究发现：目前，混凝土桥方向较为关注运维阶段的耐久性能、极端环境下的工作性能及混凝土桥运营事故等问题；高性能混凝土材料的研究进展在高性能、绿色环保以及智能化三个方面表现突出；高性能筋材则主要围绕强度更高、更耐久的FRP筋展开，其在梁、板、柱等构件上的应用得到了积极的探索。对现有研究的不足和有待深化的问题提出初步建议，期待与相关学者共同努力，为该方向的进一步发展做出贡献。
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桥涵水文2020年度研究进展
桥涵水文主要是依据河流和水文环境等各项因素进行桥梁设计，是桥位环境设计的一项重要基础工作。通过梳理近些年来桥涵水文的发展状况,从桥涵水文中的一些关键问题——桥涵水文研究方法、设计洪水流量、桥梁基础冲刷的成因、影响因素和桥梁墩台冲刷深度的计算等方面阐述桥梁水文的发展成就，对当前的研究难点和未来的研究热点进行了简要的概括。
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桥梁水动力学2020年度研究进展
为了解桥梁水动力学研究发展动态,在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好开展后续研究,本文从波流作用、基础局部冲刷、流固耦合、极端海洋环境多灾害作用等着手,对2020年度发表的相关文献进行分类、总结和评述。综述发现：桥梁水动力学的研究热点主要集中在极端波浪、水流作用及波流共同作用模型、桥墩局部冲刷影响因素及深度预测、地震作用下深水桥梁流固耦合、极端海洋环境多灾害作用等方面。通过梳理现有研究不足,提出如下亟待开展的研究方向包括：波流极端环境下的结构流固耦合、桥墩冲刷监测和防护、智能信息化的桥梁水动力灾害预见性及多灾害研究。期待与相关学者共同努力,为桥梁水动力学发展做出积极的贡献。
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2020年度进展：深水大跨桥梁施工技术进展
随着我国经济实力的不断增强,科学技术水平的显著提升,桥梁工程正朝着跨度更大,基础更深,桥塔更高的方向快速发展。在此过程中,桥梁建设者遇到了很多崭新的难题,例如：深水基础浮运下沉过程中精准定位、超大型沉井基础防冲刷、大直径钻孔桩施工、大跨度斜拉桥索塔锚固构造优化、超高桥塔大体积混凝土水化热温度控制、超高桥塔新型液压爬模系统开发等问题,这些问题已成为影响深水大跨桥梁安全顺利施工、长期可靠运营的关键问题。为促进深水大跨桥梁施工技术的发展,提高深水大跨桥梁施工人员解决相关问题的能力,并为深水大跨桥梁的推广提供技术支持,围绕深水大跨桥梁施工面临的上述关键问题,对2020年国内外研究者的相关研究进展及成果进行了详细分析与汇总。
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桥梁结构试验技术2020年度研究进展
桥梁结构试验主要是通过对桥梁结构本身或模型施加静力或动力作用,并利用测试技术采集精确可靠的试验数据,获取桥梁结构真实行为,解决桥梁工程领域科研与设计中存在问题的手段。桥梁结构试验作为推动桥梁工程领域发展的重要手段,长期以来一直起着举足轻重的作用,近年来随着测试技术的进步,桥梁结构试验技术也受到了学者们的广泛关注。为了促进该领域的进一步发展、指导先进测试技术在桥梁结构试验领域中的推广和应用,对桥梁模型试验、桥梁现场试验、桥梁测试技术三个关键方面的技术方法进行了系统的介绍,并对2020年度内较有启发性的相关研究进行了介绍与总结,发现：桥梁结构试验技术正进一步朝着多学科交叉融合的大方向发展。
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桥梁云计算2020年度研究进展
我国桥梁建设的深入发展、桥梁设计-施工-运维的一体化和运营管理的精细化发展趋势，对数据存贮、计算能力等提出了更高要求，云计算技术是解决此类问题的有效手段。通过文献检索与分析，从基于云计算的桥梁健康监测系统、桥梁大数据处理和物联网技术以及基于云计算的桥梁 BIM 和协同设计等方面对近年来桥梁工程中的云计算应用进行了总结，对桥梁云计算可能的研究及应用重点方向进行了预测。
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桥梁工程可靠度2020年度研究进展
由于自身固有属性的不确定性以及所处环境的复杂性，桥梁在设计、施工、运营等不同阶段都需要具备足够的可靠性。为了解桥梁工程可靠度研究与应用在2020年的最新动态，查阅文献对相关理论方法、不同阶段或环节的科研内容和成果进行归纳。在桥梁可靠度理论和方法方面，引入GPR模型、径向基神经网络等方式得到隐式结构功能函数，或引入Copula理论考虑多失效模式概率的关系；大量学者采用概率可靠性和非概率可靠性方法、蒙特卡罗数值模拟、时变可靠度理论等进行可靠性评估。既有桥梁的技术状况及可靠度仍然是国内外桥梁工程领域的热点，自然环境条件下桥梁抗力与外荷载的时变模型是桥梁时变可靠度分析与寿命预测的重点。可靠度理论及分析方法在桥梁工程设计中得到逐步的发展，考虑动态荷载作用随机性与结构参数随机性的动力可靠度研究与应用越来越多。
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桥梁撞击问题2020年度研究进展
桥梁撞击是既有以及在建桥梁长期面临的一个关键问题，撞击与防护问题研究符合国家发展需求；国内外学者近年来对其关注度也不断增多。继《桥梁撞击问题2019年研究进展》，作者对2020年桥梁船撞、落石冲击和车撞桥梁等三方面的进展进行归纳总结。其中，对于桥梁船撞问题，新规范明确提出了公路桥梁主体结构宜采用基于性能的抗撞设计方法。2020年也发生了一系列采砂船撞击桥梁事故、雅西高速桥梁被落石砸断等，以及多起车桥碰撞事件。作者对这些桥梁撞击事件进行了梳理，并根据个人理解对近一年的相关成果进行分析，之后提出了在未来的研究中需要进一步考虑的问题。
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桥梁信息化及智能桥梁2020年度研究进展
赵天祺, 勾红叶, 陈萱颖, 李文昊, 梁浩, 陈子豪, 周思清
以信息化、智能化为特征的数字化时代的到来推动了桥梁工程技术的发展与创新,有必要将云计算、大数据、人工智能、3D打印、机器人等战略性新兴产业技术与桥梁工程相融合,从智能设计、智能施工、智能运维等多个维度,推进桥梁工业化、数字化、智能化升级。本文从桥梁信息化、智能检测与安全运维、智能防灾减灾、智能材料等方面,综述了2020年该领域前沿技术和重要成果,总结了研究热点与前景展望。分析表明：BIM技术可以提升桥梁正向设计精细化水平、施工过程控制和管理准确化程度；无人机、机器人等智能检测技术与机器学习、卷积神经网络等人工智能技术提高了桥梁检测的精度和效率；高性能智能材料的应用促进了桥梁结构的自感知性、自适应性、自调节性和自诊断性；基于人工智能的自然灾害监测与预警为桥梁智能防灾减灾提供了新的发展思路。未来应将人工智能技术深度融合桥梁设计、建造和养维护的全生命周期,顺应信息化、智能化的发展趋势,实现桥梁强国梦。
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桥梁施工风险评估2020年度研究进展
为了解桥梁施工风险评估研究的具体内容及过去一年的发展动态，并在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好地开展后续研究，从桥梁施工风险识别、风险概率与损失估计、风险评价与控制、动态风险评估四个方面着手，查阅了近期文献，并进行了分类、总结和评述。研究表明：复合风险识别方法、风险识别数据库系统及可视化不断发展；基于监测数据定量概率校正及社会损失模型构建是风险概率和损失估计的新发展；风险评价的新进展则基于聚类或数据场的风险评价新方法及模型准确度的提升；风险链式传递模型的精细化修正、基于监测数据的动态评估模型是动态风险评估的新方向。最后，对现有研究的不足和有待深化的问题提出建议，为该方向的进一步发展提供参考。
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箱梁与缆索承重桥梁理论2020年度研究进展
在以大跨、轻质、高强为标志的现代桥梁结构中,箱梁与缆索承重桥梁结构是两大重要的分支。为此,笔者系统综述了其相关理论的2019年研究进展[1],具体包括波形钢腹板箱梁理论、传统箱梁空间分析理论、多塔悬索桥缆鞍相互作用、缆索承重桥梁极限承载力及UHPC技术在缆索承重桥梁中的应用5个方面,为了及时掌握相关的研究动态,对2020年关于以上内容的研究进行梳理与总结,并增加了缆索承重桥梁体系的最新发展。研究结果表明,结构体系的持续创新为精细化箱梁与缆索承重桥梁理论的不断深化提供了契机。
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桥梁养护2020年度研究进展
桥梁养护的目的是保持桥梁正常交通功能,满足载重、速度等要求,防止突发重大灾害。桥梁养护具有长期性、局部性、应急性特点。目前国内外有专门的桥梁养护机构,已经形成桥梁日常检查、定期检测、专项检测、特殊检测、维修加固等制度和规范,养护内容和重点已经明确规定和执行,养护技术能够满足大部分需求。目前面临的突出问题是如何实现快速养护和应急整治。高速铁路和城市轨道交通不间断运营、高密度行车、行车期间禁止施工,只能利用每天凌晨约0-4点天窗时间养护维修,每天4点后必须开通线路。高速公路也要求不断道的养护维修。突发灾害发生后,需要应急整治和维持通车。铁路系统的养护体制,更容易收集数据和实现数据标准化。桥梁养护正在往快速养护和智慧养护方向发展。本文从病害及整治、养护策略、养护新技术三个方面主要介绍2020年桥梁养护研究进展。
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预应力纤维增强复合材料(FRP)桥梁结构加固应用研究2020年度进展
纤维增强复合材料(FRP)由于其材料耐腐、质轻高强等优越性能在新建桥梁和旧桥加固等工程领域中应用广泛、发展迅猛,已成为桥梁领域的研究热点。为促进FRP在我国桥梁加固中的应用与发展,满足工程运维多样化需求,本文主要对老旧桥梁加固特点、FRP材料性能及其加固桥梁方法等方面的相关研究进行总结与评述,并从混凝土和钢结构桥梁加固两方面对近年来预应力FRP方法在桥梁加固实践中的研究和应用进行回顾。预应力FRP因其加固效果明显,施工速度快,已成为一种重要的桥梁加固方法并得以应用,未来还需在FPR锚固系统标准化、加固后桥梁行为可监测性、建立FRP加固桥梁结构的规范体系等方面开展研究工作。
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桥梁抗震2020年度研究进展
地震可能对桥梁结构产生巨大的破坏力,造成桥梁损伤,甚至垮塌。桥梁抗震一直是桥梁领域内的重要研究方向。本文归纳总结了2020年桥梁抗震领域的研究成果和发展趋势,主要结论如下：探索了用新型材料代替普通混凝土后墩柱的抗震性能；通过振动台实验和数值模拟,验证了摇摆隔震桥墩具有良好的抗震性能；采用碳纤维布护套加固墩柱可以显著提高墩柱的位移延性,减少残余位移；传统单肢转双肢薄壁高墩的抗震性能更好,主筋率较高的双肢薄壁墩滞回曲线较为饱满,耗能性能良好,提高轴压比显著提高桥墩的延性性能；带消能连梁的矩形空心双柱式高墩具有更好的耗能能力、承载能力和位移延性能力；采用摩擦摆支座加限位耗能杆的减隔震体系,具有良好减隔震效果,内力减震率可达20%以上；研究了用新型无粘结钢网橡胶支座(USRB)代替桥梁中无粘结叠层橡胶支座(ULNR)的可靠性,通过数值模拟,探究了近场地震动和土-结构相互作用对桥梁动力响应的影响。
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不同钢板加固方式影响下锈蚀RC梁试验研究
为了研究不同钢板加固方式对锈蚀RC梁承载性能的影响，探索不同钢板加固方式的加固效应，本文通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯-抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点，分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明：对于钢板厚度分别为3mm、4mm和5mm的抗弯加固锈蚀梁，随钢板厚度增加1mm，其极限承载力而增加7-18kN。组合加固效果最明显，其极限承载力相比于锈蚀梁提高了107.7%。组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强，其次是抗弯加固锈蚀梁，同时钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用。组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性，其延性相比锈蚀梁提高了320.4%，其次是抗剪加固锈蚀梁。抗弯加固锈蚀梁的延性相比其他两种加固梁都要小，并且随着钢板厚度增加，其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时需综合考虑抗变形能力和延性。
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内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析
为研究新型内翻U形外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求，以已有内翻U型外包钢-混凝土组合连续试验梁为参照，建立该组合连续梁非线性有限元模型，模拟组合连续梁有限元模型的荷载-跨中挠度曲线，并与相关试验结果对比，验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性和有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型，分析了内翻外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢-混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果，提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时，组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值比较表明两者十分偏安全地接近，提出的组合梁正截面抗弯承载力修正的简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。
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地下混凝土筒仓结构工程性试验与数值分析
地下粮仓可充分利用地下空间，具有较好的防火、防毒、防爆等性能；同时，可利用浅层地能实现准低温储粮，具有节能、低损、保证粮食品质的优点，对保障我国粮食安全及可持续发展意义重大。论文采用工程足尺试验与数值分析相结合的研究方法，对大型地下混凝土筒仓不同施工阶段进行工程试验，对不同施工阶段的仓壁的力学性能进行工程试验测试与数值模拟，验证数值分析方法的合理性与有效性。进而对最不利工况的仓壁在水土复合压力作用下的力学性能进行数值分析。结果表明，地下混凝土筒仓仓壁内力的数值模拟结果与试验结果吻合较好，验证了数值方法的有效性；仓壁径向应力在仓壁底部位置处最高，环向应力在距仓壁顶部约三分之二位置处最高。该方法可为类似地下混凝土结构的力学分析与结构设计提供参考。
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索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素
针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础,该基础既填补了沙漠地区输电塔基础的空白,克服了砂土地基基础施工难题,又满足了工程安全稳定性要求。通过室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行了分析,同时研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明：数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载-位移曲线呈三段式变化；埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系；极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系；土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。
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微生物岩土技术及其应用研究进展
本文对环境岩土工程领域涉及的几种主要微生物的生物化学反应过程及作用机理进行了总结,并针对微生物岩土技术在土体加固技术，抗渗封堵技术，污染土修复技术等三个方面开展的研究进行了总结与评述。通过对微生物岩土领域国内外已开展的系列研究的整理与总结，以期促进该领域开展更全面深入的基础研究和微生物技术在岩土工程中更切合实际的推广与应用
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微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究
微生物固化(MICP)技术能够显著提高土体的抗剪强度,但微生物固化土体也存在脆性破坏特征显著的缺陷。通过向待固化砂土中掺入一定量的纤维,以期改善微生物固化砂土的脆性破坏特性,并基于固结排水三轴试验研究了微生物固化纤维加筋砂土的抗剪强度特性。在此基础上,探讨胶结次数、纤维含量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对微生物固化纤维加筋砂土剪切特性的影响。最后,结合电镜扫描测试,探究纤维加筋对微生物固化砂土剪切特性影响的内在机理。结果表明：MICP过程中,碳酸钙晶体能够有效沉积在纤维表面,提高其表面粗糙度,且碳酸钙与砂的混合体能够对纤维提供锚固作用,从而在一定程度上提高微生物固化砂土抗剪强度,并改善其应变软化特性,纤维具备改善微生物固化土体脆性破坏特征的潜力。
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混凝-超滤工艺去除水中复合污染物的研究
研究分析了腐殖酸对水溶液中纳米TiO2稳定性的影响，探究了混凝剂投加量、pH、钙离子对混凝-超滤工艺去除水中腐殖酸-纳米TiO2复合污染物的影响。结果表明，纳米TiO2与腐殖酸在水溶液中发生的静电吸附以及配位反应将引起纳米TiO2有效粒径的减小，静电斥力增强，胶体分散更均匀，体系稳定性增加，易于迁移，从而给饮用水安全带来威胁。实验结果显示，混凝剂浓度为0.46 mmol/L，pH值在7~8之间，即弱碱性时，不添加钙离子，处理效果较好，膜通量较高，膜污染较轻。
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火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导研究
为了研究火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导极限，并对工程上的防火保护设计提供理论依据及试验数据参考。本文在一维非稳态热传导公式的基础上，推导出ISO834火灾标准升温下的隔震橡胶支座防火保护热传导规律。按照GB9978.1-2008建筑构件耐火试验方法，对工程上常用的LNR500支座防火板保护、LNR1500支座防火板保护及LNR500支座防火板、柔性防火材料组合保护三种防火保护试件进行在ISO834标准升温下的耐火试验。用ABAQUS软件对试验的建筑隔震支座进行了建模及有限元热分析。通过防火保护数值分析和耐火试验结果与公式结果对比，拟合较好，验证了理论公式的有效性。以理论推导和试验数据为基础，当支座表面温度达到临界温度150℃时不同厚度防火板的极限导热率表可以作为工程应用参考。
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行人-扶梯耦合作用下楼盖的振动测试与舒适度评价
针对搭接扶梯的悬挑楼盖在行人-扶梯耦合作用下容易产生铅垂向振动的问题,以某高架商业夹层中的悬挑楼盖为背景,采取了现场振动测试的方法,研究扶梯运行、行人数量及行人运动状态对悬挑楼盖振动响应的影响,并通过测试数据对楼盖结构做振动舒适度及人员感知度评价。结果表明：行人在扶梯上的跑动是导致悬挑楼盖振动的主要原因；楼盖的振动响应随行人人数增加而更加明显,但随距扶梯的长度增加而衰减；采用峰值加速度对悬挑楼盖进行舒适度评价,当行人在扶梯上跑动时悬挑楼盖的振动响应已超出舒适度限值；采用KB(Konstant Beurteilungswerte)值对悬挑楼盖进行感知度评价,当行人相对扶梯静止时,悬挑楼盖的振动不会超出感知度容许值,当行人相对扶梯走动或跑动时,悬挑楼盖的振动则会超出感知度容许值；人员相对扶梯运动并不会导致悬挑楼盖发生共振。
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防堵塞型透水混凝土的制备与性能研究
为改善路面透水性能，聚合物透水混凝土已逐渐广泛用于海绵城市的建设中。本试验采用特细砂和环氧树脂制备透水材料，通过控制变量法，分别探讨了砂的粒径和聚合物掺量对透水混凝土的抗压强度以及透水系数的影响。同时还进行了堵塞的模拟实验，基于图像分析透水混凝土的孔径大小，通过观察混凝土的微观孔结构分析其性能变化规律。试验结果表明：在粒径相同的情况下，随着环氧树脂掺量的增加，透水混凝土的抗压强度逐渐提高，而透水系数逐渐下降；当骨料粒径为0.15-0.3mm的比例增大时，透水混凝土抗压强度呈现先增加后下降的趋势，而透水系数呈现不断增大的趋势。当骨料粒径为0.15-0.3mm，环氧树脂掺量为骨料质量的5%时，透水混凝土的平均孔隙率为14%，平均等效直径为214um。当粒径为0.15-0.3mm和0.3-0.6mm的骨料复掺比例为1：1时综合性能较好，抗压强度达41.7MPa，透水系数为1.7mm/s，制品经四次堵塞循环后，透水衰减系数小于20%，防堵塞性能良好。
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车辐式索桁架模态分析与试验研究
通过跨度60m圆形车辐式索桁架屋盖1:10缩尺模型的模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个变化参数对结构自振特性的影响,对比分析了前四阶振型的试验结果与理论计算结果。试验和分析结果发现：结构第一、二阶振型为反对称上下振动,第三阶为内环扭转振动,第四阶为内环相对扭转振动；两者频率误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合；前四阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集；预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大；矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳；内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。
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湿热环境下粘钢加固混凝土界面粘结性能研究
钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键所在。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5天、10天、15天的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系,分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式,最后建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合良好,论文结果为指导粘钢加固混凝土结构的设计以及耐久性理论研究提供参考依据。
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进出口水温对大温差洗浴废水热泵机组性能影响的实验研究
洗浴废水中含有大量废热，作者提出了通过大温差热泵机组最大限度地回收洗浴废水热能，机组额定设计工况为：蒸发器侧洗浴废水进、出温度分别为30℃和6℃，冷凝器侧自来水进口温度为10℃，制取热水出口温度为45℃，最大制热系数（COP）理论计算值为4.9。本文通过实验研究了自来水进口温度、热水出口温度及洗浴废水入口温度对热泵机组制热性能的影响。实验结果表明，在额定设计工况下，整体机组COP为5.0。当自来水进口温度从5℃升高到15℃，整体机组COP从5.0降低到3.85，但如果自来水进口温度低于10℃，整体机组的COP高于4.5；当热水出口温度从40℃变化到50℃时，整体机组COP从5.3逐渐减小到4.9；当洗浴废水进口温度从30℃升高到35℃时，整体机组COP从4.8升高到4.95。
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拉挤GFRP管材与钢管连接拉伸试验研究
摘要:拉挤型GFRP管材节点的可靠连接是保证其正常工作的前提。为研究其拉伸连接性能，本文采用胶接连接和螺栓连接两种连接方式对GFRP管材与钢管连接件分别开展了拉伸试验研究。在胶接连接试验中研究了胶层剪应力沿长度方向的分布特征、受力机理及失效过程、胶接长度对承载力影响等。试验结果表明：胶层剪应力在加载初期沿长度方向分布呈现两端大、中间小的分布特征，高应力发生在胶接端，并随荷载上升逐步往加载端胶层转移；胶接长度的增加能显著提高连接构件承载力，但当长度达到管径的1.6倍后，继续增加胶接长度对承载力的提升并不大，故可考虑将1.6倍管径作为GFRP管材的有效胶接长度。在螺栓连接试验中研究了e/d（端距/栓径）、螺栓排数n对连接承载力及破坏模式的影响，试验结果表明：当e/d=7时，承载力达到最大值，破坏形式以挤压破坏为主；根据螺栓排数n与承载力的关系，可以推导相应折减系数来计算承载力。
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无黏性有限土体主动破坏及土压力离散元分析
建立在半无限土体假定上的朗肯土压力理论和库伦土压力理论,在挡土墙后填土有限的情况下不再适用。针对墙后无黏性填土,采用离散元方法分别对光滑、粗糙墙面平动模式下墙后有限宽度土体主动破坏的过程进行研究,分析了挡土墙运动过程中滑裂带发展、土体位移规律以及墙后水平土压力分布的情况。研究结果表明,墙体光滑情况下,滑裂带呈直线,墙后填土宽高比较小时可以观察到滑裂带的反射,墙后土体呈多折线破坏模式,滑裂带倾角基本与库伦理论滑裂带倾角相等,且与土体宽高比无关,水平土压力合力受土体宽高比影响亦不大。墙体粗糙情况下,滑裂带呈曲线,反射现象随墙体粗糙程度增加而减弱,滑裂带倾角随土体宽高比增大而减小,最终落于库伦理论滑裂带内侧。此时,存在一临界宽高比,当墙后土体宽高比小于此值时主动土压力随宽高比增大而增大,大于此值时主动土压力不受宽高比影响。而无论墙体粗糙与否,墙后土体宽高比越小,达到极限状态所需墙体位移均越小。
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配栓钉的钢筋混凝土双向板多参数试验研究
为研究配置不同栓钉参数的钢筋混凝土双向板受力性能，完成了7块配置栓钉的双向板柱节点冲切试验，主要参数为栓钉间距、直径、高度、强度和布置形式等，采用静力加载方式来模拟配置栓钉的板柱节点破坏全过程。通过对比分析试验结果，表明增大栓钉直径、栓径高度或提高栓钉强度均能改善试件抗冲切性能，其中增大直径效果最为明显，变形提高幅度达到36%；加大栓钉间距和减小栓钉高度对改善试件抗冲切性能不利，承载能力和变形均有不同程度降低；对比三种不同栓钉布置形式发现，采用相同数量栓钉放射布置和增加每圈栓钉数量的正交布置，均有利于提高试件抗冲切能力，但前者更为经济。进而结合相关规范计算结果和试验结果进行对比，验证试验结果的可靠性，结果表明配栓钉板柱结构规范计算结果具有足够安全储备，但对于反映试验结果的实质不够充分，特别是栓钉对板的抗冲切性能的贡献有所低估。
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嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数研究
嵌岩桩极限端阻力发挥特征及端阻力系数取值仍是岩土工程中嵌岩桩应用的重要研究课题之一。本文收集整理了国外不同地区学者在不同时期、不同岩石性质和不同嵌岩条件下所开展的165个嵌岩桩端阻力试验成果，主要包括嵌岩段岩石类型及其天然单轴抗压强度、嵌岩直径与嵌岩深度、嵌岩桩极限端阻力等。定义嵌岩桩极限端阻力与岩石天然单轴抗压强度的比值为嵌岩桩端阻力系数，分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数的影响规律，建立了嵌岩桩极限端阻力及端阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式，可为嵌岩桩极限端阻力计算提供借鉴。
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钢管扣件式脚手架半刚性节点多参数模拟法
脚手架立杆的6个自由度在扣件节点处受到水平杆和斜杆的约束，这些约束的强弱是架体稳定承载性能的关键因素。为确定每项约束的作用，运用敏感性分析和特征值屈曲分析方法，对其在架体稳定承载力上的贡献进行测量。基于对其贡献的相对效能分析，揭示出每项约束及对应水平杆、斜杆的作用机制。根据已公布的扣件实验测试数据，进行6项约束的实际效能初步分析，提出半刚性节点的多参数模拟方法。建立不同构造类型的模型，采用长度系数法、二阶线弹性分析方法，通过对比扣件的计算受力状况与实验测试时所采用荷载条件，对多参数模拟法取值方案的前提条件进行验证。在多参数法研究的基础上，列举和分析了半刚性节点常规单参数模拟方法中的重大缺陷和局限。
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多壁碳纳米管/氧化亚铜的制备及其对N-甲酰吗啉(NFM)废水光催化性能研究
采用液相还原法制备多壁碳纳米管/氧化亚铜(MWCNTs/Cu2O)复合微球。利用傅立叶变换红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对样品进行官能团分析、物相分析和形貌观察,结果表明：多壁碳纳米管以纵横穿插方式与氧化亚铜形成复合微球。对比氧化亚铜和多壁碳纳米管/氧化亚铜对N-甲酰吗啉废水光催化性能,多壁碳纳米管/氧化亚铜复合催化剂的催化效果明显优于氧化亚铜。
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响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能研究
污泥作为污废水处理的副产物,其产量日益增多。污泥处置前需要对污进行泥脱水处理,而污泥调理是污泥脱水前相当重要的步骤。研究人员以羧甲基壳聚糖(CMCTS)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)作为引发剂,通过紫外光引发聚合方式合成新型阳离子型污泥脱水剂CMCTS-g-CPAM。同时以光引发剂浓度、pH、光照时间为考察对象,CMCTS-g-CPAM特性粘度为响应值,采用响应面法(RSM)对CMCTS-g-CPAM污泥脱水剂的制备条件进行优化。通过响应面分析得到最佳合成条件：光照时间为2h、光引发剂浓度为0.04%(体积分数)、pH为8。接枝共聚物的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征表明AM和DMC已成功接枝到CMCTS。最后将合成产物应用于污泥脱水,实验结果表明其具有良好的污泥脱水性能。在絮凝剂投加量和pH分别为30mg/L和10时,污泥比阻降至1.96×1013m/kg,滤饼含水率降至79.28%。
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冬季无霜工况下闭式热源塔的动态换热特性
为了研究闭式热源塔冬季无霜工况下传热过程，利用有限差分法建立了闭式热源塔冬季无霜工况下动态传热传质模型。将实验数据对比数值计算结果对比，验证了模型的有效性。误差分析结果表明：溶液出口温度的均方根误差为0.201°C。通过实验与模拟分析了闭式热源塔在机组变负荷运行时的动态换热特性，结果表明：当热泵机组变工况运行时，闭式热源塔作为取热装置可为机组蒸发器提供温度相对稳定的热源；此外，相比传统空气源热泵，闭式热源塔在低温高湿环境下的结霜风险更小，节能潜力更大。
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基于流固耦合的多元结构深厚覆盖层透水地基力学特性分析
深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显,分析时关注的具体问题也不尽相同,需要深入研究。本文基于比奥固结理论,考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化；借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程,分析各层力学特性及相互作用。研究表明：透水性较强的表层土体是渗流主要通道,也是渗流进出区和沉降变形体现区,应在上游采取措施提高其压缩模量,下游区域增设反滤层和排水设施；坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因,对坝基沉降起主导作用,同时应注意其液化特性对坝基的不利影响；坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力,若位置较深,则破坏性较小；坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小,但对沉降和渗流量的影响不可忽视；表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时,土层间不会发生接触冲刷。此外,还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散,期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量,将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域,但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力,应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。
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京津地区夏季着装行为对办公建筑空调能耗的影响
着装行为通过影响室内空气参数的设定而影响建筑空调能耗。利用能耗模拟软件DeST，计算出该地区典型着装行为下实测运行参数与期望参数对应的建筑空调能耗比推荐标准下能耗分别降低了10.86%和13.16%。而基于典型着装行为的实验热学性能参数下平均只降低4%，说明由着装热阻关联的主观温度需要按地区着装行为进行修正。提出了控制建筑空调能耗的着装行为调节模型，着装行为节能率εc为负值时节能，为正值时不节能。京津地区办公建筑节能率为0的临界服装热阻为0.563clo，空调系统设计和运行节能的前提是着装热阻低于临界值。着装行为调节模型为地区着装形式和着装面料提供了量化标准，为精确控制建筑能耗提供了一种方法。
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鄂西山区公路边坡安全风险评价研究
探索和研究在山区公路建设中不可避免存在的边坡和由此引起的风险问题，是我国山区公路建设的现实性需要，因此开展山区斜坡地段安全风险评价具有重要的理论和现实意义。以地质灾害风险评估方法为基础，开展十堰至白河公路泰山沟隧道进口边坡安全风险评价研究，采用Monte Carlo模拟方法得到正常工况和非正常工况Ⅰ条件下边坡的破坏概率，并针对边坡影响范围内的承灾体进行易损性分析，通过风险分析方法得出边坡可能的经济损失价值和人口伤亡状况。结果表明：泰山沟隧道进口边坡在天然工况条件下风险较小，在接受范围之类；但在非正常工况Ⅰ条件下风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，特别需在施工过程和不利自然条件下对边坡变形情况加强监测，为十堰至白河公路边坡防护设计和安全运行提供指导。
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2012,34(2):69-76, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.02.012
对7根冷弯薄壁型钢C型构件进行了竖向常轴力作用下,水平循环荷载加载试验,以探索冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能特点及其影响因素。试验反映了轴压比、截面宽厚比对试件破坏形式,能量耗散等滞回性能相关参数的影响。还重点研究了组合效应对滞回性能的改善作用。试验结果表明：大轴压比对试件的滞回性能有极大的削弱作用；试件通过组合,滞回性能得到一定的改善。此外,建立了有限元数值模型,考虑几何和材料非线性,将分析结果与试验进行对比分析,验证了试验结果的正确性,得到过早出现局部屈曲是构件破坏关键原因的结论。最后,总结了冷弯薄壁型
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2018,40(1):78-82, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.011
为研究机制生土砖与砂浆法向粘结性能的影响因素，分别对凿毛和未凿毛的机制生土砖与改性砂浆在7、14、28 d龄期下共72个试件进行拉伸粘结强度试验，探讨不同界面状态的机制生土砖在不同龄期下与改性砂浆法向粘结强度的变化规律和破坏形态特点，分析界面状态、龄期等因素对机制生土砖与砂浆法向粘结性能和破坏形态的影响。研究表明：机制生土砖与砂浆间的法向粘结强度值与界面状态和龄期有关，法向粘结强度随龄期的增大而提高，界面状态为凿毛时法向粘结强度有所降低，砂浆种类对机制生土砖与砂浆法向粘结强度影响显著。
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2012,34(Z1):116-119, DOI:
针对多层混凝土结构底层柱抗震能力较差的问题，本文采取提高结构的抗震设防烈度方法，计算分析七度、八度设防下框架梁、柱的轴力、剪力和弯矩。数值结果表明：提高结构的设防烈度，梁、柱的弯矩、剪力、轴力均增大，在底层（第一层）变化最为突出。地震作用下，结构的破坏形式主要表现为底层柱的破坏，因而增大建筑设计中的设防烈度可从根本上解决这一问题。
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2011,33(1):77-86, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.014
为深化模糊随机损伤力学研究,基于自适应模糊随机损伤力学模型,对材料裂纹尖端广义损伤应力场进行分析,证实了数值模型的可靠性。以碾压混凝土重力坝为例,并考虑材料参数空间变异,就模糊随机损伤增益下的宏观场分布做敏感性研究,结果表明,碾压混凝土抗压强度极限值是影响大坝安全的主控指标。采用不同模糊分布对自适应损伤力学模型做激励分析,揭示了各分布对混凝土及岩石类材料广义损伤场演化的控制特征。
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2018,40(1):68-77, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.010
引入初始地基比例系数、初始地基系数、水平位移特征值，导出一种新型双曲线型p-y曲线，并给出了参数经验选取参考值范围。在上层粘土下层砂土地基中进行了2组模型桩试验，含2根水平加载的钢桩和6根倾斜偏心荷载下的木桩。试验表明，水平荷载、竖向荷载和偏心弯矩荷载下柔性木质模型桩非线性特征显著。按双曲线型p-y曲线计算的模型桩地面处和桩顶水平位移与实测值吻合良好，验证了双曲线型p-y曲线。水平位移特征值增大时，桩身位移将减小，桩身最大剪力将增大，桩身最大弯矩将减小，桩侧最大土压力将增大。双层地基中，下层砂土位移特征值变化对试桩受力影响极小，从简化计算参数和应用角度出发，实际应用时可将下层砂土水平位移特征取值与上层粘土的相同。
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2010,32(5):65-70, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.05.012
在空气调节过程中不仅需要考虑房间内人员的舒适性需求，同时还需考虑如何节省能源。基于焓值理论将最小焓差算法与风阀开度调节过程相结合，使得进入空气处理单元前的空气更加接近舒适区域，然后基于质量及能量守恒理论推导出空气混合过程的数学模型，最后利用SIMULINK建立了空调系统仿真模型，并对所提控制策略从节能效果与舒适性能指标2个方面进行仿真验证。仿真结果表明最小焓差+PID策略联合控制的空调系统不仅能够获得更佳的空气舒适状态而且系统耗能更少。
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韦朝海, 周红桃, 黄晶, 韦聪, 杨兴舟, 韦景悦, 李泽敏, 胡芸, 任源
2019,41(5):151-163, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2019.106
污水处理是一个高能耗、低能效的复杂过程。改变传统认知，将污染物当作能量物质加以资源化，回用于水处理过程或者产品化，可改变污水处理的能耗。以城市污水与焦化废水为例，分析了水质中污染物具有的内含能形式，并探讨了两种计算方法，指出内含能利用的两类可能途径和最大限度。基于热力学基本定律与污水水质特征，辅以适当的当量假设，分析了污水处理过程中的不同形式能量消耗及其原因，运用能流图表达了两个具体案例的能量转化与分布规律。比较了污水处理两类节能评价方法的优异性，提出了未来水处理可能的节能新途径。在加深污水内含能认识的基础上，结合相关产业与工艺技术，分离回收有价值成分，如营养物（氮、磷）、重金属等，并获得水资源的再利用，以间接补偿处理过程的能耗，从而实现节能目标。
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2010,32(4):85-89, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.04.017
为了研究教室荧光灯色温对学生学习效率和生理节律的影响,通过实验对比了3种典型色温T5荧光灯在不同照度水平下对受试人学习效率、视疲劳、脑疲劳的影响.实验采用安菲莫夫字母表和近点测定法对学习效率和视疲劳进行测试,用学习效率变化率作为特定光环境下出现的脑疲劳指标.结果表明,由于Cirtopic效应作用,中间色温荧光灯在恰当的时间长度内可对学生产生适量的良性刺激,对大脑起到“唤醒”或“放松”的作用,达到提高学习效率、缓解视/脑疲劳的效果；而高、低色温荧光灯的作用则相反；不同色温的荧光灯光源,其最佳照度值并不相同；
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2012,34(Z2):54-60, DOI:
综述了人体全身振动感知阈值的标准和指南以及实验室和现场研究的进展情况,并进行了对比分析。介绍了振动感知的机理、绝对阈值、差别阈限和描述符,分析了频率、姿势、方向、持续时间、性别、年龄和噪声对人体全身振动感知阈值的影响,最后指出了需要进一步研究的问题。
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2013,35(2):66-72, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.011
在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上，基于一维稳态热传导理论，以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型；基于二维稳态热传导理论和有限单元法，采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散，推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵，并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式，建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发，研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW，并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较，验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明：建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数，基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。
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2018,40(1):122-128, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.017
精确求解人体与环境表面间的角系数是研究辐射空调房间内人体辐射散热与热舒适的基本前提。结合角系数与有效辐射面积的离散公式，推导出人体与环境表面辐射角系数的数值模拟结果修正式，得到了中国人三维坐姿人体模型。在分别对坐姿人体与顶板、壁面、地板间的角系数模拟求解后发现，坐姿人体前后具有较大的方向性，人体对前方环境表面的角系数大于人体对后方环境表面的角系数。将角系数的数值模拟解与半解析解进行比较，对于顶板与垂直壁面，半解析解与模拟解较为吻合；对于地板，半解析解与模拟解存在较大的误差，并对半解析解进行了相应的修正。
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2012,34(1):76-79, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.015
通过测试3种不同色温、3种照度下学生脑电图α波、β波指数的变化,观察光照对人体生理节律的影响。实验发现,不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加,大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低,呈负相关关系。推测原因似与高色温、高照度状态下更易出现疲劳,低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用,以及大脑功能分区、光源光谱组成有关。实验结果显示教室光环境的选择,应考虑学生学习的长期性、高负荷等特点,考虑“时间累积”效应的综合影响,并值得进一步研究。
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2011,33(1):50-58, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.010
介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明：1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。
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2012,34(5):25-32, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2012.05.005
通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析，总结了地面沉降的特点及影响因素，并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式。分析表明：Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测，其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25～0.32,地层损失率V1取值0.04%～0.33%。地面沉降主要为盾构脱离0～5 d或6 d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降，分别约占总沉降量的57.27%和41.08%。适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆，可以抵消部分地层损失，减少地面沉降。由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则，基本呈现高斯曲线分布；而地面隆起变形较无规则，会使沉降曲线偏离高斯曲线分布。引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测。
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2012,34(1):102-107, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.020
土壤脲酶活性的测定有多种方法,其中靛酚蓝比色法由于测量结果精确性较高,重现性较好,应用最为广泛。但也有培养后土壤过滤液浑浊、带色、脲酶活性受底物浓度影响较大等缺点。以此方法为基础,针对过滤方式、培养时间、底物浓度及缓冲液选择等4个重要参数进行了对比试验,以期进一步改进靛酚蓝比色法的测定准确性。结果表明,培养时选择5%的底物浓度、pH10.0的硼酸盐缓冲液、培养24 h后再经KCl溶液浸提过滤比色测定,其结果比传统靛酚蓝比色法高约2.46倍,改良靛酚蓝比色法的测定结果更接近土壤真实脲酶活性。
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2011,33(4):60-64, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.04.010
利用屈曲本征方程的形式解推导出随机屈曲本征值满足的概率密度演化方程。以对数风剖面中的10 m高平均风速和地面粗糙度为随机变量,分析了超大型冷却塔的随机屈曲承载力。进而,计算出其均值及标准差。结果表明,随机屈曲承载力的概率密度函数具有一般形式,不易采用常见的概率分布模型拟合。随机屈曲承载力均值与按照均值参数计算的屈曲承载力接近,但其变异性介于两个随机变量的变异性之间。
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2011,33(2):132-136, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.02.026
混凝土结构的抗渗及防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一.文章研究了电渗脉冲用于混凝土结构抗渗防潮的影响因素,包括电渗脉冲电压、混凝土水灰比、液相中离子浓度,以及脉冲频率等；模拟测试了电渗脉冲作用下混凝土结构的排水与相对湿度变化.研究表明,随着脉冲电压升高与混凝土水灰比增大,电渗脉冲下混凝土渗水量增加；Na2SO4溶液浓度增大时,电渗脉冲作用下混凝土渗水量增加；脉冲频率对混凝土渗水量影响不大；研究亦显示电渗脉冲作用下混凝土排水效果明显,混凝土相对湿度显著降低.
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2008,30(6):81-85, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2008.06.017
中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展。通过对中国主要城市地铁发展现状的分析总结，从城市地铁发展的角度出发, 分析了地铁经济的形成和发展,预示了中国城市地铁时代的到来。地铁产业作为中国的朝阳产业，是中国城市基础交通设施中最有前景、最有市场的产业。同时提出了我国城市地铁交通可持续发展战略。
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2018,40(1):39-47, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.006
制作了4组带有不同深度纵向干缩裂缝的木梁进行三分点加载试验，观察试验现象并记录极限承载力。根据试验现象，结合有限元应力分析和木材双折线顺纹本构模型，推导出木梁由受弯破坏变为顺纹剪切破坏的裂缝临界指标，以及相应的极限承载力计算公式，并将推导所得承载力公式归纳简化成承载力下降系数曲线。将试验数据代入后，发现试验现象符合临界指标的判定，且根据承载力下降系数曲线得到的极限承载力理论值与试验值相符。
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