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碳化硅增强相变充填体热力学性能研究

岩土力学 2024年

作者：乔兰尹雅李庆文苗淼北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京科技大学土木与资源工程学院

矿山蓄热储能功能性充填实现了深地矿床-地热协同共采，研发具有适宜相变参数和物化性能优良的功能充填材料迫在眉睫。针对相变微胶囊（MicroPCM）导致充填体抗压强度、导热系数下降的现状，本研究开展预实验探究相变充填体的强度特征... 详细信息

矿山蓄热储能功能性充填实现了深地矿床-地热协同共采，研发具有适宜相变参数和物化性能优良的功能充填材料迫在眉睫。针对相变微胶囊（MicroPCM）导致充填体抗压强度、导热系数下降的现状，本研究开展预实验探究相变充填体的强度特征和热学性能，基于获取的较佳MicroPCM添加量，进一步探究不同碳化硅（SiC）添加量（0、2、4、6、8wt%）对相变充填体抗压强度、导热系数、比热容的影响，并测试了其密度、泌水率与流动度，同时结合SEM-EDS观测其微观形貌，开展能谱扫描分析解释宏观实验现象，探究其在高低温相变循环下的蓄热储能稳定性。得到了以下结论：MicroPCM添加量为5wt%时，相变充填体的比热容达到最大为1.75 MJ/(m3·K)；充填体的密度在SiC添加量为2wt%时达到最大为1.67 g/cm3；充填体的流动性和泌水性随SiC添加量的增加逐渐增强；充填体的抗压强度和导热系数随SiC添加量的增加不断增长，添加量达到4wt%时，其增幅分别为10.1%和21.7%，达到6.64 MPa和1.12 W/（m·K），随后增长趋势逐渐减缓；相变充填体的比热容随SiC添加量的增加呈现先增长后衰减趋势，但是波动幅度较小，在4wt%添加量时，比热容达到最大值为2.32MJ/(m3·K)，因此推荐SiC添加量为4wt%；500次高低温交变循环后，相变充填体的抗压强度得到增强，且SiC添加量越高增长幅度越大，而导热系数与比热容均有所降低，下降幅度逐渐减小。本研究为实际工程中蓄热储能充填提供数据参考。

关键词：矿-热共采相变充填体蓄热储能碳化硅高低温交变循环

高温作用后砂岩的孔隙分形特征与岩石本构模型研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 142-148页

作者：郝家旺李庆文乔兰邓乃夫北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院河北石家庄050043

基于砂岩的核磁共振与力学试验,结合孔隙结构分形理论,分析了高温对砂岩力学性能的双重影响,研究了孔隙分形维数与力学参数的内在机制.结果表明:在150~300℃范围内,力学性能被显著强化;当温度超过450℃后,力学性能将会被显著弱化.砂岩... 详细信息

基于砂岩的核磁共振与力学试验,结合孔隙结构分形理论,分析了高温对砂岩力学性能的双重影响,研究了孔隙分形维数与力学参数的内在机制.结果表明:在150~300℃范围内,力学性能被显著强化;当温度超过450℃后,力学性能将会被显著弱化.砂岩内部的中孔与大孔具有显著的分形特征,其分形维数与力学参数呈负相关,微孔不具有分形特征.构建了峰后应力跌落的分段式本构模型,提出了峰后应变软化因子n的概念.研究表明,该模型能够合理反映高温作用后多孔砂岩应力应变曲线的变化特征.

关键词：高温岩石力学核磁共振孔隙结构分形维数本构模型

基于裂隙演化微分动力学机制的岩石损伤本构模型

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 677-689页

作者：邓乃夫乔兰刘建张庆龙李庆文北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为研究天然岩石内部不同形态裂隙的演化行为与岩石累计损伤程度之间的关系,运用唯象理论将岩石分为完整岩石微元体、闭合裂隙微元体和开口裂隙微元体3组分。基于生物群落生长逻辑建立岩石的裂隙演化微分动力学方程,并利用半解析方式求... 详细信息

为研究天然岩石内部不同形态裂隙的演化行为与岩石累计损伤程度之间的关系,运用唯象理论将岩石分为完整岩石微元体、闭合裂隙微元体和开口裂隙微元体3组分。基于生物群落生长逻辑建立岩石的裂隙演化微分动力学方程,并利用半解析方式求解岩石闭合裂隙与开口裂隙在受压状态下的演化表达式,实现压缩过程中岩石不同微元体之间转化关系的量化。其中开口裂隙演化曲线呈先下降后上升趋势,反映初始开口裂隙在压密阶段前后的变化规律,符合压密阶段非线性的应力-应变曲线关系。随后,以岩石裂隙演化解析表达式定义岩石压缩破坏的全局损伤变量,精准量化岩石在初始阶段、压密阶段、弹塑性阶段以及峰后阶段的全过程损伤程度,并提出基于上述裂隙演化机制和全局损伤变量的损伤本构模型。最后,基于微分方程理论推导、强度准则以及多目标优化等多种手段确定损伤本构模型参数,完成对岩石三组分初始比例以及3种裂隙转化因子的稳定求解,进而实现岩石压缩过程中的应力应变曲线仿真。研究结果表明:在煤岩及炭质泥岩的实例分析中,所建立的损伤本构模型能够较好表征不同岩石在不同围压下的应力应变特征及裂隙扩展规律,模型仿真结果与试验结果基本吻合。

关键词：损伤本构模型裂隙演化微分动力学方程损伤力学多目标优化

公路梁桥支座脱空度预测模型及优化算法应用研究

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振动与冲击 2024年第15期43卷 218-227,243页

作者：马世纪乔兰邓乃夫李庆文陈璐北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 矿冶科技集团有限公司北京102628

桥梁支座脱空度是桥梁结构的常见病害,对桥梁的安全性和使用寿命产生严重影响。因此,准确获取支座的脱空信息成为一个重要的研究课题。该研究提出了一种两阶段的支座脱空检测方法,第一阶段,基于柔度矩阵对角差值比指标(flexibility diag... 详细信息

桥梁支座脱空度是桥梁结构的常见病害,对桥梁的安全性和使用寿命产生严重影响。因此,准确获取支座的脱空信息成为一个重要的研究课题。该研究提出了一种两阶段的支座脱空检测方法,第一阶段,基于柔度矩阵对角差值比指标(flexibility diagonal matrix change rate,FDMCR)实现脱空支座定位,第二阶段采用BP(back propagation)神经网络进行支座脱空度的预测。研究针对单跨简支梁桥和三跨连续梁桥,通过有限元模拟实现了梁桥理论振型、自振频率的获取,并利用激光多普勒测振系统对室内单跨梁桥开展模态测试,获取实测数据,验证了所提方法的可行性。此外,针对单跨梁桥,分析了单目标粒子群优化算法、混合蛙跳算法、人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)优化算法和多目标非支配排序遗传算法(NSGA-II)优化所构建BP模型的效果。研究结果表明,两阶段的方法可以有效地实现脱空定位和脱空度预测,而优化算法则能够提高预测模型的预测效果,尤其是ABC算法在单跨梁桥脱空度预测模型上表现出更低的预测误差,同时基于支座位置属性构建多目标函数能够缓解单目标中各支座预测效果不均匀的问题。该研究对于预测公路梁桥支座脱空度具有重要的实际意义,并为类似问题的解决提供了新的思路和方法。

关键词：桥梁支座支座脱空度预测柔度矩阵 BP神经网络优化算法

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生态修复下的景观设计分析

花卉 2024年第18期 76-78页

作者：谢乔兰上海水石景观环境设计有限公司深圳分公司广东深圳518000

由于人们对自然资源的开采,生态环境不断受到侵害,为此人们对生态修复的相关工作逐渐提高重视。而对于生态修复,其不仅关注生态系统功能的恢复,还涉及景观的重建与设计,促使人们能够在生态环境中,两者协调发展。在此背景下,详细探讨了... 详细信息

由于人们对自然资源的开采,生态环境不断受到侵害,为此人们对生态修复的相关工作逐渐提高重视。而对于生态修复,其不仅关注生态系统功能的恢复,还涉及景观的重建与设计,促使人们能够在生态环境中,两者协调发展。在此背景下,详细探讨了生态修复下的景观设计原则与具体方法,促使生态环境中的景观设计可有效推动生态环境修复,以期为生态景观设计提供理论支持和实践指导。

关键词：生态修复景观设计可持续性

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金属矿山井巷建设工程碳排放智能测算方法

工程科学学报 2024年第6期46卷 1024-1040页

作者：乔兰邓乃夫马世纪李庆文宋林波张庆龙北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 绿色低碳冶炼与资源综合利用联合实验室北京100083

深入研究金属矿山井巷建设工程的预算定额编制特点,提出基于矿山建设直接系统和辅助系统的双路径碳排放测算架构和计量模型,以实现井巷工程建设期全流程智能碳排测算统计、碳排路径分析及碳排放大户筛分等功能.结合现场工段施工台班表,... 详细信息

深入研究金属矿山井巷建设工程的预算定额编制特点,提出基于矿山建设直接系统和辅助系统的双路径碳排放测算架构和计量模型,以实现井巷工程建设期全流程智能碳排测算统计、碳排路径分析及碳排放大户筛分等功能.结合现场工段施工台班表,深度分析多级剖分下各层级最小单元过程的物质名录清单,总结归纳金属矿山井巷建设工程特有的碳排放因子数据库.利用MySQL关系型数据库形式搭建金属矿山井巷工程十大碳排放基础数据表,同时各数据库由唯一标识码进行标记.最后,利用MATLAB app designer为十大基础数据表建立高效的索引调度机制,并利用整合的双路径碳排放计量模型对金属矿山井巷建设工程开展精细化碳排放测算分析.案例结果显示,本方法能够为金属矿山井巷建设工程在施工前期提供细粒度碳测算分析数据,为后续施工组织设计、低碳技术部署提供具体的数据依托.

关键词：矿山井巷工程金属矿山碳排放测算碳排放因子碳排放数据库

航运中心与城市经济互动关系分析——上海与新加坡比较

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 260-267页

作者：解乔雅张戎同济大学城市交通研究院上海210804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海210804

港口与城市经济的协调发展有助于提高港口竞争力和城市影响力。以上海和新加坡为比较对象,采用熵权-灰色关联模型探究港口与城市经济的关联度。通过构建向量自回归模型,从对外贸易、生产总值和产业结构探究港城互动关系。结果表明,城市... 详细信息

港口与城市经济的协调发展有助于提高港口竞争力和城市影响力。以上海和新加坡为比较对象,采用熵权-灰色关联模型探究港口与城市经济的关联度。通过构建向量自回归模型,从对外贸易、生产总值和产业结构探究港城互动关系。结果表明,城市经济与航运中心存在较强关联。新加坡对外贸易与港口间具有稳定的双向促进效应,上海市外向型经济对航运中心的驱动作用较弱。上海市生产总值能为港口发展提供有力的腹地支撑,港口对城市生产总值的辐射带动效应并不明显。上海市第三产业与港口间存在长期的潜在拉动力,但现阶段上海市第二产业对航运中心的发展仍起主导作用。从长期效果看,第三产业扩张政策对航运中心的促进作用强于第二产业。针对上述结论,分析原因并提出增强港口韧性、促进“港产城”融合发展等建议。

关键词：港城关系国际航运中心城市经济向量自回归模型

赋权的挑战：北京集体经营性建设用地入市下的国土空间用途管制实施

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城市规划学刊 2024年第4期 98-104页

作者：严雅琦深圳大学建筑与城市规划学院

集体经营性建设用地入市是实现集体土地还权赋能、促进城乡融合发展的重要途径。然而，北京的入市试点项目在国土空间用途管制实施过程中遭遇多重挑战。构建“控制权界定土地发展权”的分析框架，依据国土空间用途管制的“规划—建设—... 详细信息

集体经营性建设用地入市是实现集体土地还权赋能、促进城乡融合发展的重要途径。然而，北京的入市试点项目在国土空间用途管制实施过程中遭遇多重挑战。构建“控制权界定土地发展权”的分析框架，依据国土空间用途管制的“规划—建设—治理”链条，将地方政府对土地开发的控制权分解为规划编制权、实施许可权、治理监督权等三大维度，明晰其运作的影响因素，由此解释入市实施挑战及其形成机制。研究发现，尽管集体土地入市促进了集体土地名义发展权的强权赋能，但地方政府的控制权行使造成集体土地实际发展权的三次弱化。此权利弱化蕴藏于发展理念转型下地方政府的多元目标兼顾困局，形成于建设指标约束下的地方财政优先导向，加深于资源反哺农村下的政府监督渗透强化。提出面向城乡融合的国土空间用途管制实施路径与配套政策优化建议。

关键词：集体经营性建设用地入市国土空间用途管制规划实施控制权土地发展权北京

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我国湿地保护法治的功能演进与发展因应

中国土地科学 2024年第5期38卷 38-46页

作者：吴隽雅河海大学法学院江苏南京211100

研究目的:梳理和阐释我国湿地保护法治建构的内在逻辑与发展向度。研究方法:规范分析法、历史分析法和文献分析法。研究结果:(1)我国湿地保护法治历经了从“抢救性治理”到“全面性治理”再到“整体性治理”的建构历程,湿地保护法治的... 详细信息

研究目的:梳理和阐释我国湿地保护法治建构的内在逻辑与发展向度。研究方法:规范分析法、历史分析法和文献分析法。研究结果:(1)我国湿地保护法治历经了从“抢救性治理”到“全面性治理”再到“整体性治理”的建构历程,湿地保护法治的功能随之不断嬗变,在规范面向上表现为“要素保护—功能保护—系统保护”的递进完善,在实践面向上表现为“利用管理—保护管理—安全管理”的辩证发展。(2)鉴于环境增益、绿色发展与生态安全的战略需求,我国湿地保护法治需要超越“人域法”规范的内生困境、复归法益保障的价值偏离、补强风险防控的规制局限。(3)基于“人与自然和谐共生”的价值旨归,湿地保护法治应以形塑人际同构的秩序性、利益分配的公平性和风险防控的调适性为功能指引。研究结论:面向未来,需进一步强化湿地保护法治向协同性与适应性发展,促进经济社会理性与生态理性的良性互动,推进湿地保护与湿地利用的规范共进,寻求风险规制与风险适应的制度同构。

关键词：湿地保护法治人际同构湿地利用湿地保护利益分配风险调适