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冻融条件下路基温度场和湿度场分布式感知试验

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 582-591页

作者：凌建明张玉钱劲松吴振吉郑纯宇同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 民航机场建设集团西南设计研究院有限公司四川成都610000 吉林省交通科学研究所吉林长春130012

搭建土体冻融多物理场感知室内试验装置,布设传统点式传感器和分布式光纤,对土体冻融过程中路基温度场、湿度场和变形情况开展试验监测,探究单端冻结、双端融化条件下土体温度场和湿度场的分布式感知特征,验证主动加热分布式光纤技术的... 详细信息

搭建土体冻融多物理场感知室内试验装置,布设传统点式传感器和分布式光纤,对土体冻融过程中路基温度场、湿度场和变形情况开展试验监测,探究单端冻结、双端融化条件下土体温度场和湿度场的分布式感知特征,验证主动加热分布式光纤技术的监测效果。试验结果表明,-15℃单端冻结条件下,土体冻结过程按降温速率分为快速冷却、逐步降温、稳定平衡三阶段,冻结锋面逐渐下移,最大冻深约占土柱高度的35%。孔隙水受冻胀迁移力影响向冻结锋面移动,引起冻融前后土体湿度场重分布,并导致土体冻胀变形,变形量为土体最大冻深的7.8%~10.9%。分布式光纤可准确得到冻融过程中土体温度场、湿度场变化特征,识别土体内冻结区域范围,温度、湿度监测拟合优度R2分别达0.98和0.94。

关键词：路基工程温度场湿度场分布式感知季冻区路基主动加热光纤

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3D打印仿贻贝足丝结构的黏附性能

应用数学和力学 2024年第3期45卷 261-272页

作者：徐万崟谢宇钱劲浙江大学航空航天学院工程力学系杭州310027 浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室杭州310027

贻贝足丝是一种自然界存在的高性能生物黏附器,能够在不同环境下提供贻贝⁃固体表面之间的黏附作用.近年来,许多研究者开始关注贻贝足丝的组成和宏微观结构对其黏附性能的定量影响,为仿生黏附器件的设计寻找思路.该文结合3D打印技术、脱... 详细信息

贻贝足丝是一种自然界存在的高性能生物黏附器,能够在不同环境下提供贻贝⁃固体表面之间的黏附作用.近年来,许多研究者开始关注贻贝足丝的组成和宏微观结构对其黏附性能的定量影响,为仿生黏附器件的设计寻找思路.该文结合3D打印技术、脱黏实验和有限元方法,系统研究了形状和几何参数对仿贻贝足丝结构脱黏模式和黏附性能的影响机制.该文结果揭示了贻贝足丝的脱黏机理,发现贻贝足丝存在最优的足丝方向角,使其黏附性能最佳,探究了同一角度下足丝线⁃斑块连接位置和斑块底部形状对其黏附性能的影响.最后,模拟了束状仿贻贝足丝结构在竖直拉力作用下的完整脱黏过程,所获得的锯齿状脱黏曲线表明束状结构具有相对稳定的抗脱黏能力.这些研究结果有助于理解自然界贻贝足丝的脱黏行为,可为仿生黏附器件的优化设计提供基础和参考.

关键词：贻贝足丝仿生结构结构因素黏附性能 3D打印

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路基智能压实评价指标研究进展综述

同济大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 388-397页

作者：钱劲松庞劲松费伦林郑晓光同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学民航飞行区设施耐久与运行安全重点实验室上海201804 江西省高速公路投资集团有限责任公司江西南昌330025 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

系统总结了智能压实评价指标(ICMV)迄今为止的主要研究成果,讨论了ICMV的发展历程、计算原理、优势与缺陷、填料适用性以及与原位指标拟合的影响因素。分析表明:ICMV与路基填料之间存在一定的匹配机制,工程上应尽量按照该机制选择ICMV... 详细信息

系统总结了智能压实评价指标(ICMV)迄今为止的主要研究成果,讨论了ICMV的发展历程、计算原理、优势与缺陷、填料适用性以及与原位指标拟合的影响因素。分析表明:ICMV与路基填料之间存在一定的匹配机制,工程上应尽量按照该机制选择ICMV以提升检测效果;拟合分析时,应综合考虑填料类型、ICMV类型和原位指标以确定影响因素,避免回归特征的冗余或缺失;鉴于部分特征对预测值存在非线性影响,不建议使用线性模型对智能压实数据进行预测。针对上述问题,本文在ICMV与填料的匹配关系、拟合因素的重要性、回归算法的选择策略三个方面给出了具体的建议及未来的研究方向,以期作为ICMV后续应用及研究的参考。

关键词：路基工程智能压实评价指标研究综述

南川地区茅口组碳酸盐岩储层类型及有效性分析

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华北自然资源 2024年第4期 52-57页

作者：钱劲中石化重庆页岩气有限公司重庆南川404000

南川地区茅口组地层岩性、结构、地层压力、含气性复杂,含有粘土、滑石、石英等矿物,给碳酸盐岩储层评价带来很大困难。传统的碳酸盐岩储层评价方法难以评价储层的储集空间、含气性等特征。受溶蚀和交代作用影响,茅一段下部发育的眼球... 详细信息

南川地区茅口组地层岩性、结构、地层压力、含气性复杂,含有粘土、滑石、石英等矿物,给碳酸盐岩储层评价带来很大困难。传统的碳酸盐岩储层评价方法难以评价储层的储集空间、含气性等特征。受溶蚀和交代作用影响,茅一段下部发育的眼球状、纹层状等构造对储集空间类型及有效性影响大。文章通过对茅口组储层岩性、结构、测井等特征进行分析,建立不同构造储层类型识别方法。在储层类型识别的基础上,运用岩心分析、测井、录井、水平井产能等资料,总结储层物性、含气性、可压性及地层压力等特征,分析储层有效性,形成一套适合该地区储层有效性评价方法。该方法与实际生产中水平井产能对应性好,可为后期茅口组储层有效性评价提供技术支撑。

关键词：茅口组碳酸盐岩储层类型储层有效性南川地区

多层交通荷载下非对称一体化地下结构的动力响应

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振动与冲击 2024年第8期43卷 178-185,212页

作者：钱劲松陈正欧阳韦刘海洋周毅恒同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 中电建路桥集团有限公司北京100160

地下结构在交通荷载作用下的动力响应对其运营期的安全稳定有重要影响。为了探究大断面非对称一体化地下结构在多层交通荷载作用下的动力响应特征,依据工程典型断面建立有限元模型,模拟施加路表、市政、轨道三层交通荷载,分析了非对称... 详细信息

地下结构在交通荷载作用下的动力响应对其运营期的安全稳定有重要影响。为了探究大断面非对称一体化地下结构在多层交通荷载作用下的动力响应特征,依据工程典型断面建立有限元模型,模拟施加路表、市政、轨道三层交通荷载,分析了非对称一体化地下结构的振动响应和应力分布特征,探究了多层交通荷载共同作用产生的结构动力响应叠加规律。结果表明:非对称一体化结构的振动响应在市政交通层的左幅顶板中部最大,达0.5~0.7 m/s^(2),动应力在轨道交通层底角处最大,达0.08~0.10 MPa;地铁列车荷载是结构动应力的主要影响源,但土钉支护与桩基支撑能够有效降低动应力的影响;作用于地面的车辆荷载会对一体化结构的振动响应产生较显著影响,运营期应重点关注位于地面车辆行驶密集路段的结构。研究结果可为地下非对称一体化结构的优化设计、运营期养护提供参考。

关键词：非对称地下结构多层交通荷载振动响应动应力结构性能

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非晶态聚合物的速率相关韧脆转变模型

Acta Mechanica Sinica 2022年第7期38卷 45-52,I0001页

作者：林骥戴璐钱劲肖锐 State Key Laboratory of Fluid Power&Mechatronic System Key Laboratory of Soft Machines and Smart Devices of Zhejiang ProvinceDepartment of Engineering MechanicsZhejiang UniversityHangzhou310027China School of Civil Engineering and Architecture Zhejiang Sci-Tech UniversityHangzhou310018China

非晶态聚合物在玻璃化转变区的应力响应表现出明显的温度和速率依赖性.随着加载速率的增加,非晶态聚合物也表现出明显的拉伸破坏的韧脆转变.速率依赖性行为起源于固有的弛豫,从聚合物链段之间分子键的扰动到聚合物链的滑移.本文建立了... 详细信息

非晶态聚合物在玻璃化转变区的应力响应表现出明显的温度和速率依赖性.随着加载速率的增加,非晶态聚合物也表现出明显的拉伸破坏的韧脆转变.速率依赖性行为起源于固有的弛豫,从聚合物链段之间分子键的扰动到聚合物链的滑移.本文建立了一个本构模型,将键段动力学和链动力学分别纳入到键和聚合物网络的变形中.聚合物链的动态断裂也被纳入到描述聚合物损伤演化和最终失效的理论框架中.理论预测和实验结果的比较表明,该模型能够同时捕获观察到的速率相关特征,包括从玻璃态到橡胶态的转变、应变硬化和失效阈值.

关键词：非晶态聚合物聚合物链玻璃态韧脆转变聚合物网络玻璃化转变动态断裂分子键

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压力管线在盾构施工中的敏感参数分析

压力管线在盾构施工中的敏感参数分析

作者：钱劲松安徽建筑大学

学位级别：硕士

随着城市发展脚步逐渐加快,社会经济快速发展,地铁的投入使用很好地解决了城市地面空间不足、交通拥堵等问题,但在地铁隧道建设的过程中难免会遇到无法避让的市政管线等构筑物,因此保证市政管线的安全在施工过程中尤为重要,否则会造成... 详细信息

随着城市发展脚步逐渐加快,社会经济快速发展,地铁的投入使用很好地解决了城市地面空间不足、交通拥堵等问题,但在地铁隧道建设的过程中难免会遇到无法避让的市政管线等构筑物,因此保证市政管线的安全在施工过程中尤为重要,否则会造成不可估量的损失。本文以合肥市轨道交通1号线三期工程天水路停车场出入场线区间氧气管长距离伴行为工程背景,通过FLAC 3D软件模拟分析盾构隧道掘进开挖对压力管线沉降影响,结合现场原位监测数据,验证模型的适用性和可行性,通过控制单一变量分析其对压力管线沉降的影响,最后运用灰色关联理论分析各敏感参数对压力管线沉降的影响程度,得出以下结论:(1)管线沉降随着管土相对刚度比的增加逐渐减小,但管线材料对管线沉降的影响是有限的,管土相对刚度管线达到0.15后,随着管土相对刚度比增加管线沉降变化小;对于不同管线内压,管线沉降变化趋势相同,随着内压的增大,管线沉降逐渐增大;(2)随着管线隧道竖向间距的增大,管线沉降整体变化趋势相同,但管线沉降逐渐减小;随着竖径比的增大管线沉降值逐渐减小;随着管线隧道横向间距的增大,管线沉降整体变化趋势相同,但管线沉降逐渐减小;随着横径比的增大管线沉降值逐渐减小;随着管线隧道之间的夹角逐渐变大,管线轴线位置地表和管线沉降曲线由近似直线沉降曲线逐步过渡到Peck沉降曲线,管线隧道夹角越小盾构隧道掘进开挖对管线的影响越大,管线沉降值越大,管线轴线位置地表沉降曲线的宽度为夹角90°沉降曲线宽度的1/sin倍;(3)不同土仓压力,管线沉降变化趋势相同,随着土仓压力的增大,管线沉降逐渐减小;对于不同注浆压力,管线沉降变化趋势相同,随着注浆压力的增大,管线沉降逐渐减小;(4)既有压力管线沉降最大值灰色关联度从大到小的排序为:管隧竖向间距、管隧横向间距、管隧夹角、注浆压力、土仓压力、管线材料、管线内压。对既有压力管线沉降影响最大的因素是管隧竖向间距;管隧横向间距、管隧夹角对既有压力管线的沉降影响程度也是较大的;注浆压力、土仓压力、管线材料、管线内压对压力管线沉降的影响程度较小。图[54]表[6]参[71]

关键词：盾构隧道压力管线竖径比横径比敏感参数灰色关联分析

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3D打印仿贻贝足丝结构的粘附性能

应用数学和力学 2023年

作者：徐万崟谢宇钱劲浙江大学航空航天学院工程力学系浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室

贻贝足丝是一种自然界存在的高性能生物粘附器，能够在不同环境下提供贻贝-固体表面之间的粘附作用。近年来，许多研究者开始关注贻贝足丝的组成和宏微观结构对其粘附性能的定量影响，为仿生粘附器件的设计寻找思路。本文结合3D打印技... 详细信息

贻贝足丝是一种自然界存在的高性能生物粘附器，能够在不同环境下提供贻贝-固体表面之间的粘附作用。近年来，许多研究者开始关注贻贝足丝的组成和宏微观结构对其粘附性能的定量影响，为仿生粘附器件的设计寻找思路。本文结合3D打印技术、脱粘实验和有限元方法，系统研究了形状和几何参数对仿贻贝足丝结构脱粘模式和粘附性能的影响机制。本文结果揭示了贻贝足丝的脱粘机理，发现贻贝足丝存在最优的足丝方向角，使其粘附性能最佳，探究了同一角度下足丝线-斑块连接位置和斑块底部形状对其粘附性能的影响。最后，我们模拟了束状仿贻贝足丝结构在竖直拉力作用下的完整脱粘过程，所获得的锯齿状脱粘曲线表明束状结构具有相对稳定的抗脱粘能力。这些研究结果有助于理解自然界贻贝足丝的脱粘行为，为仿生粘附器件的优化设计提供基础和参考。

关键词：贻贝足丝仿生结构结构因素粘附性能 3D打印

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过湿土路基电渗排水低能耗逐级加载方法

同济大学学报（自然科学版） 2023年第8期51卷 1191-1198,F0002页

作者：钱劲松杨以诚张玉卢军源同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 广西交投科技有限公司广西南宁530029

为提升电渗处置的能量利用效率,开展了不同加载方式和加载电势梯度的室内电渗排水试验,分析了能耗系数和瞬时能耗系数随排水时间和含水率的变化规律,提出了低能耗的过湿土路基电渗排水逐级加载方法。结果表明:电渗过程中能耗系数呈现先... 详细信息

为提升电渗处置的能量利用效率,开展了不同加载方式和加载电势梯度的室内电渗排水试验,分析了能耗系数和瞬时能耗系数随排水时间和含水率的变化规律,提出了低能耗的过湿土路基电渗排水逐级加载方法。结果表明:电渗过程中能耗系数呈现先下降后上升的趋势;瞬时能耗系数最低时的加载电势梯度与平均含水率负相关,两者为幂函数关系;以此幂函数关系确定最优加载电势梯度的低能耗加载方式,较1.2 V∙cm^(-1)稳压加载节约54%的能耗,较逐级加载节约23%的能耗。

关键词：路基工程电渗排水能耗电势逐级加载