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长江科学院2024年第一期院士名家讲堂暨海外专家讲座成功举办

长江科学院院报 2024年第2期41卷 F0003-F0003页

作者：方择(文/摄影) 不详

为持续推进长江科学院常态化学术交流机制建设,营造良好学术交流氛围,2024年1月4日,长江科学院以线下活动方式举办2024年第一期“长江智汇”二院士名家讲堂暨海外专家讲座活动。本期活动特邀武汉大学教授、博士生导师张小峰,世界泥沙研... 详细信息

为持续推进长江科学院常态化学术交流机制建设,营造良好学术交流氛围,2024年1月4日,长江科学院以线下活动方式举办2024年第一期“长江智汇”二院士名家讲堂暨海外专家讲座活动。本期活动特邀武汉大学教授、博士生导师张小峰,世界泥沙研究学会副主席、美国克拉克森大学讲座教授吴伟明(Weiming Wu)来长江科学院作学术报告。活动由长江科学院院长、党委书记许全喜主持。

关键词：长江科学院作学术报告线下活动武汉大学教授专家讲座泥沙研究交流氛围讲座教授

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天然气管道定量风险评价结果敏感性分析

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油气田地面工程 2024年第9期43卷 63-69页

作者：胡贵斌陈帝文陈啟斌王岐振白建帮梁择文国家管网集团广东省管网有限公司广州市510710 天津中油能源科技股份有限公司

风险评价可以识别出对管道有危害的因素,对事故发生的可能性和后果大小进行评价,计算风险大小,是管道完整性管理的重要环节。随着天然气管道的不断铺设和城镇建设的不断进行,潜在的风险因素也逐渐增加。运用定量评价方法,对广东省管网... 详细信息

风险评价可以识别出对管道有危害的因素,对事故发生的可能性和后果大小进行评价,计算风险大小,是管道完整性管理的重要环节。随着天然气管道的不断铺设和城镇建设的不断进行,潜在的风险因素也逐渐增加。运用定量评价方法,对广东省管网某段天然气管道进行了定量风险评价,并模拟分析了压力、管径、周边人口和失效频率等影响因素的变化对风险结果的敏感性。结果表明:对个人风险敏感性的排序为失效概率>运行压力>管径>周边人口;对在社会风险中可能造成的死亡人数在1~10的范围内,敏感性的排序为失效概率>运行压力>周边人口>管径;对在社会风险中可能造成的死亡人数在10~1000的范围内,敏感性的排序为失效概率>周边人口>运行压力>管径。对敏感性的分析为管道企业制定风险管控措施提供了依据。

关键词：管道风险定量风险评价敏感性分析风险管控

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新型可恢复功能组合柱设计及其抗震性能研究

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自然灾害学报 2023年第2期32卷 32-42页

作者：马高王择文湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 工程结构损伤诊断湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为实现框架结构震后性能的快速恢复,提出了一种有良好自复位能力且易于修复的新型可恢复功能组合柱。考虑钢绞线滑移及无粘结钢绞线的受力特征,采用OpenSees对柱抗震性能进行验证及参数分析。对不同设防烈度普通钢筋混凝土(reinforced c... 详细信息

为实现框架结构震后性能的快速恢复,提出了一种有良好自复位能力且易于修复的新型可恢复功能组合柱。考虑钢绞线滑移及无粘结钢绞线的受力特征,采用OpenSees对柱抗震性能进行验证及参数分析。对不同设防烈度普通钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架、钢绞线混凝土框架及应用可恢复柱的可恢复框架进行静力推覆及地震荷载下的残余位移及最大位移响应分析,得出各框架层间最大位移与残余位移的关系,并对比分析各框架在不同地震强度下的可恢复性能。结果表明:钢绞线配置率对可恢复柱的抗震性能有重要影响;7度设防RC框架应用可恢复柱后,底层梁柱塑性铰发展大幅减轻,延迟了框架的破坏,且其承载能力与自复位能力均高于8度设防RC框架;在地震作用下可恢复框架的失效概率最低,可恢复性最高,且地震作用越大,其相对于普通RC框架可恢复性的提升越为明显。

关键词：可恢复功能柱抗震性能可修复残余位移可恢复指标

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新型可恢复功能组合柱抗震性能及其框架结构可恢复研究

新型可恢复功能组合柱抗震性能及其框架结构可恢复研究

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作者：王择文湖南大学

学位级别：硕士

目前我国建筑结构在大震下的抗震目标要求其不倒塌,然而,在我国一些重大地震事件中,大量建筑遭受了超过自身设防烈度的地震作用,发生倒塌破坏,严重损害人民生命财产安全。部分未倒塌的建筑,由于结构强非线性变形引起的损伤和残余位移过... 详细信息

目前我国建筑结构在大震下的抗震目标要求其不倒塌,然而,在我国一些重大地震事件中,大量建筑遭受了超过自身设防烈度的地震作用,发生倒塌破坏,严重损害人民生命财产安全。部分未倒塌的建筑,由于结构强非线性变形引起的损伤和残余位移过大而不能被修复使用,震后的拆除重建造成显著的经济损失。故建筑结构需要具有可恢复功能,即在震时保持一定的功能水平,震后能被快速修复,以减少经济损失,保障社会稳定。框架结构建筑的功能丧失绝大多数是由柱端塑性铰充分发展导致的,当结构柱具有可恢复功能时,即使在强震作用下,柱身残余变形小且柱端可以进行修复,则震后结构便能实现功能可恢复。针对此问题,本文提出两种应用超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)及钢绞线的新型可恢复功能组合柱(简称新型可恢复柱),主要研究内容如下:(1)叙述国内外可恢复功能柱的研究现状及UHPC与钢绞线的粘结性能研究现状,介绍本文所提出两种新型可恢复柱的详细构造并解读其工作原理。设计钢绞线混凝土柱及两类新型可恢复柱对应的试验试件,介绍其制作过程和细部构造。(2)对3根原试件及其修复后试件分别进行拟静力低周往复加载试验,并结合本课题组所做普通钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)柱的试验结果,对比分析普通RC柱、钢绞线混凝土柱及两类新型可恢复柱的滞回曲线、刚度退化、残余变形、滞回耗能等抗震性能指标,并分析其应变响应和柱身曲率。(3)基于OpenSees平台,建立试验试件的有限元模型,进行分析,并比对试验结果,验证数值分析的可靠性。进一步研究纯钢绞线混凝土柱及新型可恢复柱在不同参数下的抗震性能变化规律,对不同轴压比、剪跨比、钢绞线配置率及钢绞线预应力下模型的承载力骨架曲线进行分析。(4)设计不同设防烈度下的RC框架、钢绞线混凝土框架及分别应用两类新型可恢复柱的可恢复框架,共5类框架,并应用OpenSees建立对应的有限元模型,进行Pushover分析,研究其承载力曲线和塑性铰分布规律。选取20条地震波对各框架进行非线性动力时程分析(简称时程分析),得出结构各层在各条地震波作用下的最大位移及残余位移,研究沿结构高度的位移响应,并对比分析各框架的层间残余位移及层间残余位移与最大位移比值(简称层间残余位移比值)随最大位移的变化规律。(5)对框架进行易损性分析,再通过蒙特卡罗模拟计算出其在各损伤状态下的可恢复性指标均值,根据全概率理论将二者结果结合,以研究结构在不同地震动强度下的可恢复性指标,同时分析应用新型可恢复柱后的框架相对普通RC框架的可恢复性指标相对增长率。通过构件损伤状态对应的损失得到结构总损失,对各框架进行损失评估。提出可恢复效益指标计算公式,通过服役期内损失概率评估方法,研究可恢复框架相对普通RC框架的使用效益。

关键词：新型可恢复柱抗震性能修复残余位移可恢复指标

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高价态金属离子交联凝胶的防灭火特性研究

高价态金属离子交联凝胶的防灭火特性研究

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作者：梁择文太原理工大学

学位级别：硕士

90%以上煤矿火灾事故主要是由于煤自燃引起的,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,严重限制了煤炭生产工作的开展。为了解决煤自燃所带来的火灾事故问题,各种矿井火灾防治技术如注浆、注惰性气体、注凝胶、注凝胶泡沫、阻化剂等虽然取得了... 详细信息

90%以上煤矿火灾事故主要是由于煤自燃引起的,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,严重限制了煤炭生产工作的开展。为了解决煤自燃所带来的火灾事故问题,各种矿井火灾防治技术如注浆、注惰性气体、注凝胶、注凝胶泡沫、阻化剂等虽然取得了一些成果,但是仍有不足,需要进一步研究探索。本文针对煤自燃的特点,分析了当前防灭火技术的不足,为改进防灭火材料中聚合物凝胶的特性,对影响聚合物凝胶的防灭火性能进行了比较,提出高价态交联金属离子对于凝胶防灭火性能的影响,并进行了凝胶阻化性能的实验研究,对防灭火材料的改进方向提供实验依据。(1)通过对各种高价态金属离子进行对比,最终选择具有更好防灭火效果的的Al交联体系和Zr交联体系进行实验。金属离子影响着凝胶的内部结构,进而影响凝胶的固水能力。聚合物凝胶在环境温度较低时能够固定水分,防止水分蒸发流失。在温度升高后,随着温度的不断升高凝胶结构破坏,释放内部的水分,水分吸热蒸发,能够带走大量热量,具有良好的防灭火性能。实验结果也表明两种高价态金属离子都能很好的形成交联体系,并且通过加入金属螯合物和促凝剂,能够更好的控制凝胶的成胶时间。(2)通过交联剂各组分的不同配比实验,确定了适合实验的两种高价态交联金属离子和金属螯合物的最优配比,基于此种配比对增稠剂和促凝剂进行交联实验,实验采用正交实验法分别对两种金属离子交联体系进行研究分析,比较各成分对于凝胶性能的影响。实验结果表明,增稠剂羧甲基纤维素钠的浓度对于两种交联金属离子最终的凝胶成品性能影响最大,其次是高价态交联金属离子,对凝胶性能影响较小的是增稠剂,两种交联金属离子由于价态的不同,在优化配比实验中,配比有所不同,在成胶时间10min左右时,比较三价态金属离子Al交联剂浓度与四价态金属离子Zr交联剂浓度。粘度计在转速为6r/min下,粘度与凝胶成胶时间成相关性,成胶时间较短的交联体系粘度较大。在热稳定性实验中两种凝胶均表现出了较好的热稳定性实验,比较Al凝胶与Zr凝胶质量损失率。通过以上实验最终确定两种金属离子交联体系成胶时间在10min左右的配比作为实验对象。(3)通过煤氧复合升温氧化实验对比研究两种凝胶对煤自燃指标性气体、交叉点温度和活化能的影响,得出Zr凝胶混合煤样与Al凝胶混合煤样的交叉点温度,生成CO气体量,反应的活化能。在灭火实验中验证Al凝胶和Zr凝胶的灭火效果。对比高价态交联体系中Zr交联体系与Al交联体系对于煤自燃的抑制效果。(4)通过TG和DSC研究了两种凝胶对煤自燃过程质量及热量的影响。两种凝胶对于煤自燃的抑制主要是在水分蒸发及脱附阶段,在提高特征温度点和降低热量的释放方面对比Al交联体系与Zr交联体系。(5)通过红外光谱实验对煤中官能团的分布及随升温的变化规律进行分析,比较离子交联体系对于脂肪族C-H官能团随温度的降低速率及羰基类官能团增加速率的减缓程度,观察煤样中甲基和亚甲基更少的变化规律,并对比含氧主要官能团的变化,从而得出两种离子交联体系对于官能团的抑制作用。

关键词：煤自燃聚合物凝胶高价态交联金属离子防灭火性能微观特性

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矿用CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶特性研究

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中国安全科学学报 2020年第1期30卷 114-120页

作者：董凯丽王俊峰梁择文石琪太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省矿井通风与火灾防治工程技术研究中心山西太原030024 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学化学化工学院山西太原030024

为防治煤自燃,研制一种由羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸锆(Zr Cit)和葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)组成的新型矿井防灭火凝胶。首先试验测试不同配比凝胶的成胶时间和黏度,选出适合不同情况下煤矿防灭火的凝胶配比;然后采用程序升温试验和热重(... 详细信息

为防治煤自燃,研制一种由羧甲基纤维素钠(CMC)、柠檬酸锆(Zr Cit)和葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)组成的新型矿井防灭火凝胶。首先试验测试不同配比凝胶的成胶时间和黏度,选出适合不同情况下煤矿防灭火的凝胶配比;然后采用程序升温试验和热重(TG)试验分析凝胶的阻化性能和对煤自燃失重放热的影响。结果表明:凝胶的加入对煤的自燃有一定抑制作用;凝胶渗透过程中成胶,粘结在煤体的表面和裂隙之间;相同加热时间下加热到180℃,水的失重率比32号凝胶高出30%左右,说明凝胶固水性强,热稳定性良好。灭火模拟试验说明使用凝胶灭火,煤体降温快且不易复燃。

关键词：煤自燃 CMC/ZrCit/GDL凝胶阻化性能热稳定性灭火

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