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重复荷载下钢—碳纤维复合筋混凝土梁受弯性能试验研究

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重复荷载下钢—碳纤维复合筋混凝土梁受弯性能试验研究

作者：樊浪波桂林理工大学

学位级别：硕士

钢筋锈蚀会给钢筋混凝土结构带来严重的耐久性问题。FRP筋具有良好的耐腐蚀性能,可以有效解决钢筋的锈蚀问题,但它存在弹性模量低和延性差等不足,导致FRP筋混凝土结构刚度低,荷载作用下产生较大变形和裂缝,且呈脆性破坏,严重影响着结构... 详细信息

钢筋锈蚀会给钢筋混凝土结构带来严重的耐久性问题。FRP筋具有良好的耐腐蚀性能,可以有效解决钢筋的锈蚀问题,但它存在弹性模量低和延性差等不足,导致FRP筋混凝土结构刚度低,荷载作用下产生较大变形和裂缝,且呈脆性破坏,严重影响着结构的使用性能与安全性能。SFCB结合了钢筋弹性模量高、延性好和FRP筋耐腐蚀性能好、极限强度高的优点。在实际工程结构中,许多结构都承受重复荷载而不是单调荷载。重复荷载会导致更大程度的内部损坏,随着损伤的积累,梁抗变形能力逐渐减弱,从而影响构件的正常使用。因此,本文以重复荷载下SFCB混凝土梁抗弯试验为基础,分析SFCB混凝土梁在不同荷载水平重复作用下的破坏模式、荷载挠度反应及刚度退化规律等。主要研究的内容和结果如下:（1）SFCB混凝土试验梁的受力过程与钢筋混凝土试验梁相似,有未开裂前的弹性阶段、开裂至钢芯屈服阶段、钢芯屈服至破坏阶段。SFCB混凝土试验梁在开裂时和钢筋内芯屈服时荷载-裂缝宽度曲线、荷载-挠度曲线和纵筋的荷载-应变曲线均发生了突变,但钢芯屈服后由于外层碳纤维的高抗拉强度特性,其承载能力仍能稳定增加,表现出了稳定的二次刚度及良好的延性。（2）经过10次重复作用后卸载为0k N时,SFCB混凝土试验梁的残余裂缝宽度、残余挠度及纵筋残余应变介于钢筋混凝土试验梁和CFRP筋混凝土试验梁之间。SFCB屈服后恢复性能比钢筋优越,用其作为混凝土结构的加劲材料可具有比普通钢筋混凝土结构更好的结构屈服后恢复能力,在实际工程中的可修复性更好。（3）相同荷载重复作用下,SFCB混凝土试验梁残余挠度的增长比钢筋混凝土试验梁快。卸载时均有残余挠度,但是在卸载和下一循环加载过程中变形会有一定程度的恢复。另外,随着循环次数的增加,相同荷载下,相邻两个循环之间的挠度差值逐渐减小。（4）经过10次重复作用后,R-SF-50%、R-SF-70%、R-SF-85%和R-SF-120%试验梁残余挠度分别增加了14.5%、11.6%、25.6%和22.4%,说明残余挠度的增加并不是随重复荷载水平而增加。高荷载重复作用后SFCB试验梁荷载-挠度曲线不再有屈服“拐点”,表现出与FRP筋混凝土梁相似的挠度曲线特征。（5）推导了静载作用下SFCB混凝土试验梁的抗弯承载力计算公式,其抗弯承载力计算值与实测值基本吻合;另外,有限的重复次数较对SFCB混凝土试验梁的极限抗弯承载力没有明显影响,且在有限次数的荷载重复下,重复荷载水平对SFCB混凝土试验梁极限抗弯承载力也没有明显影响。（6）通过试验结果分析,在基于我国现有混凝土梁裂缝宽度计算公式的基础上,结合SFCB力学性能特征,考虑钢筋内芯屈服前后弹性模量的改变,对SFCB凝土梁在裂缝宽度进行计算发现,对于单调静载作用下的试验梁,理论值与试验值吻合较好,说考虑弹性模改变进行计算是可行的;对于重复荷载作用下的试验梁,计算值与实际值发展趋势基本一致,但计算值远小于实际值,说明进行重复荷载作用下SFCB混凝土梁的裂缝宽度计算时,应考虑重复作用导致的损伤积累。（7）基于GB 50608-2020规范的挠度计算公式,对于单调静载作用下的SFCB试验梁,考虑屈服前后弹性模量改变,可以很好地预测SFCB混凝土试验梁挠度发展;对于重复荷载作用下的SFCB混凝土试验梁,计算值与实际值发展趋势基本一致,但计算值远小于实际值,进行重复作用下SFCB混凝土受弯构件挠度计算时,应该考虑多次重复作用导致的刚度衰减。

关键词： SFCB混凝土梁重复荷载承载力挠度刚度裂缝宽度

留胚米贮藏过程中脂质氧化及挥发性物质变化的研究

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食品与发酵工业 2023年

作者：洪莹邵子晗曹磊宋玉陶澍刘超龚勋樊浪生洪程安徽农业大学茶与食品科技学院安徽过湾农业科技有限公司安徽省农业科学院农产品加工研究所

以留胚米为研究对象，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid phase microextraction/gas chromatography-mass spectrometry， HS-SPME/GC-MS)等方法分析留胚米在贮藏过程中(温度37 ℃，相对湿度75%)脂肪氧化以及挥发性物质的变化规律。结果表明，随着贮藏时间延长，留胚米脂肪含量显著降低(P0.8)筛选出6种特征挥发性化合物，其中香气特征性化合物有2-乙酰基-1-吡咯啉和梨醇酯，醛类特征性化合物有(E)-2-十一烯醛和苯甲醛，醇类特征性化合物为2-乙基-1-十二烷醇，烃类特征性化合物为5，8-二乙基-十二烷。

关键词：留胚米贮藏脂肪氧化挥发性物质

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全珊瑚混凝土热膨胀性能试验研究

混凝土 2023年第9期 126-130页

作者：王磊黄龙梁林樊浪波易金广西建筑新能源与节能重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

热膨胀性能是影响混凝土温度变形和开裂的重要指标。通过浇筑不同强度的珊瑚混凝土试件,研究了全珊瑚混凝土在不同温度下的变形性能,分析了水灰比对珊瑚混凝土变形性能的影响机理。研究表明:珊瑚混凝土具有比普通混凝土更大的热膨胀系数... 详细信息

热膨胀性能是影响混凝土温度变形和开裂的重要指标。通过浇筑不同强度的珊瑚混凝土试件,研究了全珊瑚混凝土在不同温度下的变形性能,分析了水灰比对珊瑚混凝土变形性能的影响机理。研究表明:珊瑚混凝土具有比普通混凝土更大的热膨胀系数,且珊瑚混凝土的应变随着温度的变化呈线性发展。珊瑚骨料和珊瑚砂的内部孔隙对珊瑚混凝土的热膨胀系数有着重要的影响。砂浆和骨料热膨胀系数的加权平均值不能准确反应珊瑚混凝土的热膨胀系数,因此在混合率公式中引入一个骨料热膨胀放大系数k来体现骨料内部孔隙对混凝土热膨胀系数的影响,计算结果与测量值具有良好的一致性。

关键词：珊瑚混凝土温度变形热膨胀系数

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高强珊瑚混凝土抗冲击性能试验研究

混凝土 2023年第10期 68-71页

作者：王磊樊浪波何勇林张继旺桂林理工大学土木工程与建筑工程学院广西桂林541004 广西北部湾绿色海洋材料工程研究中心广西桂林541004

为研究高强珊瑚混凝土的抗冲击性能,采用小粒径级配的珊瑚砂完全取代粗骨料制备高强珊瑚混凝土,并掺入不同量的聚丙烯纤维,对其进行自由落锤冲击试验。结果表明:与未掺加纤维的试件相比,聚丙烯纤维的掺入起到了“桥接”作用,微裂纹间的... 详细信息

为研究高强珊瑚混凝土的抗冲击性能,采用小粒径级配的珊瑚砂完全取代粗骨料制备高强珊瑚混凝土,并掺入不同量的聚丙烯纤维,对其进行自由落锤冲击试验。结果表明:与未掺加纤维的试件相比,聚丙烯纤维的掺入起到了“桥接”作用,微裂纹间的相互影响较强,试件破坏时裂缝较多。不同掺量聚丙烯纤维能有效增强高强珊瑚混凝土的抗冲击性能,冲击次数、吸收能量与掺量基本呈一次线性关系。与0掺量的试件相比,掺入1、2、3 kg聚丙烯纤维时,试件初裂冲击次数(吸收能量)分别提高了46.15%、115.38%和170.08%,破坏冲击次数(吸收能量)分别增加了47.06%、108.82%和152.94%。增加聚丙烯纤维掺量对初裂冲击次数明显提高,但初裂次数与终裂次数极为接近或相同,不能采用抗冲击强度保留率来评价HSCC的抗冲击性能。

关键词：高强珊瑚混凝土聚丙烯纤维落锤冲击抗冲性能

重复荷载作用下钢-碳纤维复合筋混凝土梁变形性能分析

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桂林理工大学学报 2022年第2期42卷 374-381页

作者：王磊樊浪波易金张继旺黄龙桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 桂林理工大学广西建筑新能源与节能重点实验室广西桂林541004

为研究钢-碳连续纤维复合筋(SFCB)混凝土梁在重复荷载作用下的变形性能,对SFCB混凝土梁进行重复荷载下的弯曲试验,分析试验梁在不同荷载水平重复作用下的破坏模式、荷载挠度反应及刚度退化规律等。试验表明:SFCB混凝土试验梁会出现因锚... 详细信息

为研究钢-碳连续纤维复合筋(SFCB)混凝土梁在重复荷载作用下的变形性能,对SFCB混凝土梁进行重复荷载下的弯曲试验,分析试验梁在不同荷载水平重复作用下的破坏模式、荷载挠度反应及刚度退化规律等。试验表明:SFCB混凝土试验梁会出现因锚固不足而引发的弯剪破坏特征,有限的荷载重复作用对试验梁极限承载力没有明显影响。SFCB混凝土试验梁屈服后恢复性能比普通钢筋混凝土试验梁优越;钢芯屈服前,现行规范中SFCB混凝土梁挠度计算值与试验值较为接近,钢芯屈服后,计算值逐渐小于试验值,荷载越大差异越为明显,应充分考虑SFCB弹性模量的变化和相对滑移的影响。

关键词： SFCB 重复荷载混凝土梁挠度变形性能刚度衰减

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砖和砂浆含量对再生骨料性能影响的试验研究

混凝土 2023年第7期 161-164,168页

作者：王磊梁林樊浪波黄龙邓雪莲桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 广西绿色建材与建筑工业化重点实验室广西桂林541004 广西工业废渣建材资源利用工程技术中心广西桂林541004

建筑垃圾来源多样、成分复杂,以其作为原材料生产再生混凝土,虽然可以节约资源、减少垃圾排放,但由于产品质量控制困难,制约了大规模推广使用。通过对砂浆和砖含量分别为0、5%、10%和15%的16组试样开展试验研究,分析砂浆和碎砖含量对再... 详细信息

建筑垃圾来源多样、成分复杂,以其作为原材料生产再生混凝土,虽然可以节约资源、减少垃圾排放,但由于产品质量控制困难,制约了大规模推广使用。通过对砂浆和砖含量分别为0、5%、10%和15%的16组试样开展试验研究,分析砂浆和碎砖含量对再生骨料性能的影响。结果表明:砂浆和砖含量对建筑垃圾再生骨料性能影响显著,随着砂浆和砖含量增加,再生骨料性能明显变差;相比砖而言,砂浆对建筑垃圾再生骨料性能影响更为明显;此外,建筑垃圾再生骨料的吸水率与表观密度、压碎指标存在线性相关特征,实际工程中可以通过吸水率间接评定压碎指标和表观密度。

关键词：砖砂浆含量骨料性能线性相关

深部大理岩真三轴力学特性离散元和有限差分耦合分析

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爆炸与冲击 2024年第7期44卷 124-136页

作者：王志亮余浪浪合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

为了研究深部大理岩的动态力学特性,首先基于离散元PFC(particle flow code)和有限差分FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)耦合法,对大理岩的细观参数进行标定。接着,对三维分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,S... 详细信息

为了研究深部大理岩的动态力学特性,首先基于离散元PFC(particle flow code)和有限差分FLAC(fast Lagrangian analysis of continua)耦合法,对大理岩的细观参数进行标定。接着,对三维分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)冲击模拟中的动态应力平衡条件及均匀性假设进行数值验证。最后,对真三轴应力环境下大理岩的应力-应变响应、破碎特征及能量演化机理等问题进行深入分析。结果表明:基于PFC-FLAC耦合理论的真三轴SHPB试验数值结果满足应力均匀性假设,模拟得到的应力-应变曲线与室内试验数据高度一致。峰值应力、峰值应变随着冲击方向上预压(下称“轴向压力”)的增大呈下降趋势。在轴向压力相同时,试样峰值应力增幅随入射应力的提高逐渐变小;当入射应力固定时,轴向压力对试样峰值应力有削弱作用,垂直于冲击方向的侧压则会提升试样的抗压强度。加载过程中声发射事件爆发期整体上发生在应力峰后段,并在此阶段试样内形成较明显的宏观破碎带。在真三轴动态压缩下,大理岩试样主要以拉伸裂纹居多,在总裂纹数中占比超过80%。试样从加载至破坏的过程伴随有能量的变化,达到应力峰值点时试样的应变储能达到极限,之后转化为以耗散能为主、颗粒动能等为辅的能量形式。

关键词：深部大理岩真三轴条件力学特性破碎形态耦合分析

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基于低场核磁弛豫特性的油茶籽油支持向量机掺伪鉴别模型的建立与评价

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食品科学 2024年第10期45卷 19-27页

作者：林晓浪傅利斌王欣上海理工大学健康科学与工程学院上海200093 上海市虹口区市场监督管理局上海200081

油茶籽油商业价值高,有必要开发快速准确的油茶籽油掺伪鉴别方法。本实验研究低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)弛豫特性结合支持向量机(support vector machine,SVM)鉴别油茶籽油掺伪的可行性。在比较了油茶... 详细信息

油茶籽油商业价值高,有必要开发快速准确的油茶籽油掺伪鉴别方法。本实验研究低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)弛豫特性结合支持向量机(support vector machine,SVM)鉴别油茶籽油掺伪的可行性。在比较了油茶籽油、3种其他种类的正常/氧化的食用油及多种二元掺兑油样的LF-NMR弛豫特性的基础上进行主成分分析,设计了具有二叉树结构的SVM多分类器,采用ReliefF算法进行特征筛选,建立并验证了油茶籽油掺伪的SVM鉴别模型。研究表明,油脂种类、氧化程度及掺兑比例均会影响油样的LF-NMR弛豫特性。当特征数为9时,SVM多分类模型性能最佳,准确率可达90.77%,对油茶籽油、掺兑类型及比例的平均召回率为90.87%、精确率为90.83%、F1分数为0.90。这表明基于LF-NMR弛豫特性的SVM模型可用于油茶籽油的掺伪鉴别。

关键词：油茶籽油掺伪鉴别低场核磁共振支持向量机主成分分析 ReliefF算法

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考虑碳排放分摊的综合能源服务商交易策略

电力自动化设备 2024年第5期44卷 11-18页

作者：顾洁游铭豪邬凯浪上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程与自动化系上海200240

为寻求在满足用户用能需求的同时降低系统碳排放的有效途径,提出了一种考虑碳排放分摊的多综合能源服务商能源交易策略。基于网络流模型实现碳流追踪并联合Shapley理论建立了综合能源服务商碳排放成本计算模型。应用Nash议价理论构建了... 详细信息

为寻求在满足用户用能需求的同时降低系统碳排放的有效途径,提出了一种考虑碳排放分摊的多综合能源服务商能源交易策略。基于网络流模型实现碳流追踪并联合Shapley理论建立了综合能源服务商碳排放成本计算模型。应用Nash议价理论构建了多综合能源服务商合作博弈运行模型,将综合能源服务商碳排放成本引入优化目标函数,并利用分布式算法求解最优能源交易量和交易费用。基于由修改的IEEE 39节点电网和12节点气网构成的多综合能源服务商系统进行仿真分析,验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：碳排放综合能源服务商网络流法碳流追踪 Nash议价理论合作博弈