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基于修正断裂分析模型的混凝土劈拉强度预测

工程力学 2024年第7期41卷 29-39,98页

作者：金浏韩丛熹李冬杜修力北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室北京100124

数值分析是规避试验短板、实现理论预期的重要研究手段。该文采用细观尺度数值试验方法,对建立的基于绕晶失效模式的混凝土三维细观断裂理论分析模型进行修正。采用的混凝土数值分析模型由砂浆、界面及骨料组成,与理论分析模型保持一致... 详细信息

数值分析是规避试验短板、实现理论预期的重要研究手段。该文采用细观尺度数值试验方法,对建立的基于绕晶失效模式的混凝土三维细观断裂理论分析模型进行修正。采用的混凝土数值分析模型由砂浆、界面及骨料组成,与理论分析模型保持一致。为模拟普通强度混凝土的力学行为,采用塑性损伤本构模型表征砂浆和界面的力学性能,骨料则设为弹性球体。采用自编骨料投放程序,建立了截面尺寸分别为100 mm(一级配)、150 mm(二级配)、300 mm(三级配)和450 mm(四级配)的三维模型混凝土标准立方体试件。通过开展不同界面强度条件下标准立方体试件劈裂拉伸加载数值试验,对理论分析模型进行了修正,建立了用于不同级配混凝土劈拉强度预测的半理论-半经验修正计算公式。与数值试验及物理试验结果对比表明:修正后的理论分析模型能够有效表征混凝土宏观力学性能随细观组成材料力学特性和结构特性的变化规律。该文提出的基于重叠效应和结构效应分析的理论模型修正方法,可为后续建立基于修正断裂分析模型的混凝土力学性能半理论-半经验预测公式奠定基础。

关键词：混凝土非均质性细观模拟劈裂拉伸塑性损伤模型

北京城区夏季VOCs初始体积分数特征及来源解析

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环境科学 2024年第1期45卷 81-92页

作者：张博韬景宽王琴安欣欣鹿海峰王陈婧王友峰刘保献北京市生态环境监测中心北京100048 大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048

为明确北京市夏季VOCs体积分数特征及来源,在2022年5~8月对北京城区VOCs开展了连续监测并利用光化学比值法计算了初始体积分数.结果表明:①研究期间,北京城区初始φ(TVOCs)为(30.0±11.5)×10^(-9),其中含氧VOCs和烷烃占比达到34.2%和33... 详细信息

为明确北京市夏季VOCs体积分数特征及来源,在2022年5~8月对北京城区VOCs开展了连续监测并利用光化学比值法计算了初始体积分数.结果表明:①研究期间,北京城区初始φ(TVOCs)为(30.0±11.5)×10^(-9),其中含氧VOCs和烷烃占比达到34.2%和33.2%,体积分数较高的物种是丙酮、乙烷、乙醛和丙烷等低碳物质.②北京城区初始TVOCs体积分数略微呈现单峰变化趋势,11:00达到峰值,下午略有降低.③各排放物质中对O3生成贡献较大的主要是异戊二烯、乙醛、正丁醛和乙烯等物质,而对二次有机气溶胶生成贡献较大的主要是甲苯、异戊二烯、间/对-二甲苯和乙苯物质.④基于初始体积分数的PMF解析发现,老化背景及二次源(30%)对北京市VOCs贡献率最高,机动车源(25%)则是最主要的一次人为源,此外溶剂及燃油挥发源贡献率16%,燃烧源贡献率11%,工业过程源贡献率9%,天然源贡献率9%.⑤影响北京市的人为源主要来自东部和南部区域,天然源则来自西部和西北部区域.研究显示,应进一步削减机动车排放,开展区域联防联控降低整个区域VOCs水平是最终控制北京市VOCs的有效手段.

关键词：挥发性有机物(VOCs) 北京初始体积分数来源解析浓度权重轨迹(CWT)

C_(4)A_(3)S-CS对硅酸盐水泥体积稳定性与力学性能的影响

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1520-1531页

作者：裴天蕊齐冬有邹德麟赵卫丽汪智勇郝禄禄王亚丽张钰刘洪印北京工业大学材料科学与工程学院北京100124 建筑材料工业技术监督研究中心北京100024 中核国电漳州能源有限公司福建漳州363300 国家建筑材料展贸中心北京100080

针对预制构件存在早期强度发展不足,后期体积稳定性差的缺点,以无水硫铝酸钙(C_(4)A_(3)S-CS)和硬石膏(CS)作为调控胶凝材料,针对C_(4)A_(3)S-CS对硅酸盐水泥体积稳定性和力学性能的影响机理进行了探讨,对制备体积稳定的早强硅酸盐水泥... 详细信息

针对预制构件存在早期强度发展不足,后期体积稳定性差的缺点,以无水硫铝酸钙(C_(4)A_(3)S-CS)和硬石膏(CS)作为调控胶凝材料,针对C_(4)A_(3)S-CS对硅酸盐水泥体积稳定性和力学性能的影响机理进行了探讨,对制备体积稳定的早强硅酸盐水泥基胶凝材料具有一定的指导意义。先用自由膨胀率与抗压强度分析了C_(4)A_(3)S-CS-PC水泥浆体的体积及力学性能变化规律,再用X射线衍射仪、热分析仪、压汞仪和扫描电镜探究了该体系膨胀及水化机理。结果表明:C_(4)A_(3)S-CS能改善硅酸盐水泥的体积稳定性,提高其早期强度,加速水泥的水化进程。当C_(4)A_(3)S-CS含量为10%、CS/C_(4)A_(3)摩尔比为11时,12h钙矾石(AFt)含量可达5.61%,28 d含量为8.51%。C_(4)A_(3)S-CS和CS的水化作用会消耗硅酸盐矿物水化产生的Ca(OH)2。细针棒状的AFt生长在水泥硬化浆体的表面及孔隙中,与水化硅酸钙(C-S-H)凝胶在水泥浆体中相互胶结,使得孔径明显细化,最可几孔径减小至12 nm,水泥浆体的28 d总孔隙率下降至17.24%,结构更加致密,利于硅酸盐水泥体积稳定性发展。

关键词：硅酸盐水泥无水硫铝酸钙硬石膏水化体积稳定性

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一种基于绕晶失效模式的混凝土断裂分析模型

工程力学 2024年第6期41卷 19-29,43页

作者：李冬韩丛熹金浏杜修力北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室北京100124

基于普通强度混凝土发生I-型开裂后的形态学特征,充分考虑其材料组成的非均质性及细观尺度绕晶失效模式,建立了用于混凝土断裂破坏行为及其宏观力学性能研究的三维细观断裂理论分析模型。模型采用细观力学基本理论框架,假设混凝土材料... 详细信息

基于普通强度混凝土发生I-型开裂后的形态学特征,充分考虑其材料组成的非均质性及细观尺度绕晶失效模式,建立了用于混凝土断裂破坏行为及其宏观力学性能研究的三维细观断裂理论分析模型。模型采用细观力学基本理论框架,假设混凝土材料由骨料、砂浆和界面构成。为简化理论推导,采用弹性球体代表骨料,采用典型双线性弹性本构模型表征砂浆和界面的力学行为。建立的理论分析模型能够描述普通强度混凝土在唯一裂缝面假定下的断裂面形态学特征,并定量给出宏观尺度断裂参数。该文工作可为后续建立基于穿晶失效模式的混凝土断裂分析模型提供研究框架,为最终建立基于性能的混凝土材料配合比设计理论奠定基础。

关键词：混凝土非均质性细观力学断裂力学形态学模型

酱牛肉加工和杀菌过程中脂肪和气味活性成分变化

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中国食品学报 2024年第8期24卷 357-370页

作者：李素王守伟臧明伍吴倩蓉黄卉佳张顺亮中国肉类食品综合研究中心、北京食品科学研究院北京100068 中国合格评定国家认可中心北京100062

为研究酱牛肉加工和杀菌过程中脂肪和气味活性成分变化,借助气相色谱-质谱联用等技术,对酱牛肉原料肉、滚揉腌制样品、卤制后样品和不同温度杀菌(90,105,110,120℃)样品中酸价、脂肪、脂肪酸、脂肪氧化和气味活性成分进行检测。结果表明... 详细信息

为研究酱牛肉加工和杀菌过程中脂肪和气味活性成分变化,借助气相色谱-质谱联用等技术,对酱牛肉原料肉、滚揉腌制样品、卤制后样品和不同温度杀菌(90,105,110,120℃)样品中酸价、脂肪、脂肪酸、脂肪氧化和气味活性成分进行检测。结果表明:酱牛肉卤制样品酸价最低(2.16 mg/g),随杀菌温度升高酸价变高,120℃杀菌样品酸价最高(3.68 mg/g);原料肉中磷脂含量最高(61.33 g/100 g脂肪),随杀菌温度升高磷脂含量降低至52.21 g/100 g脂肪,游离脂肪酸含量逐渐升高至13.57 g/100 g脂肪;腌制和卤制工艺对酱牛肉总脂肪酸影响不显著(P>0.05),热杀菌工艺可增加饱和脂肪酸(SFA)含量,降低多不饱和脂肪酸(PUFA)含量,不饱和脂肪酸(UFA)含量的变化主要受PUFA影响。不同杀菌温度条件下各单不饱和脂肪酸(MUFA)变化不明显,热处理可使PUFA含量显著降低(P<0.05),105℃以上的杀菌温度可明显破坏PUFA。随着加工时间的延长,n-6 PUFA/n-3 PUFA值逐渐变高,PUFA/SFA值逐渐降低。105℃以上的杀菌温度可显著加剧(P<0.05)脂肪氧化。酱牛肉样品中壬醛、辛醛、4-烯丙基苯甲醚、芳樟醇气味活度值(OAV)较高。脂肪酸与气味活性成分变化显著相关(P<0.05),脂肪氧化与2-庚酮、2-壬酮、2-戊基呋喃、乙酸乙酯等变化显著相关(P<0.05)。结论:低于105℃的加工温度有助于减缓酱牛肉产品中的脂质劣变。

关键词：酱牛肉加工脂肪酸脂肪氧化气味活性成分

4株双歧杆菌对秀丽隐杆线虫的体内抗衰老作用

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食品科学 2024年第13期45卷 146-152页

作者：龚春淼王晓楠费鹏李岩赵小萌段泊安陈树兴河南科技大学食品与生物工程学院河南洛阳471023 中原食品实验室河南漯河462333 南阳理工学院张仲景国医国药学院河南南阳473000 漯河食品职业学院河南漯河462333

为探究4株双歧杆菌(假小链双歧杆菌BP-1、长双歧杆菌BL-3、动物双歧杆菌BA-5、婴儿双歧杆菌BI-38)对秀丽隐杆线虫的体内抗衰老作用,测定4株双歧杆菌对线虫寿命、生殖能力、活力、体形、抗逆性、体内脂褐素水平、抗氧化酶活力和丙二醛含... 详细信息

为探究4株双歧杆菌(假小链双歧杆菌BP-1、长双歧杆菌BL-3、动物双歧杆菌BA-5、婴儿双歧杆菌BI-38)对秀丽隐杆线虫的体内抗衰老作用,测定4株双歧杆菌对线虫寿命、生殖能力、活力、体形、抗逆性、体内脂褐素水平、抗氧化酶活力和丙二醛含量的影响。结果表明,与空白对照组(大肠杆菌OP50)相比,BA-5、BI-38有效地延长了线虫的寿命(P0.05);同时BA-5、BI-38并不会减少线虫的产卵量和削弱线虫的运动能力(P>0.05),且能有效增强其吞咽能力并显著减小体形(P<0.05);BA-5、BI-38能够有效增强线虫的抗热应激和抗氧化应激能力进而延长其寿命(P<0.05),显著减少体内脂褐素积累和降低丙二醛含量(P<0.05),并显著提高线虫体内的2种抗氧化酶(过氧化氢酶、超氧化物歧化酶)的活力(P<0.05)。综上,婴儿双歧杆菌BI-38和动物双歧杆菌BA-5具有更强的体内抗衰老活性。

关键词：双歧杆菌秀丽隐杆线虫抗衰老体内

热处理对选区激光熔化制备Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金微观组织和力学性能的影响

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稀有金属 2024年第3期48卷 325-335页

作者：翟梓棫潘炜梁博刘彦涛张永忠中国有研科技集团有限公司国家有色金属复合材料工程技术研究中心北京101407 有研金属复材技术有限公司北京101407 北京有色金属研究总院北京100088

利用选区激光熔化(SLM)成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能,得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明... 详细信息

利用选区激光熔化(SLM)成形技术制备了Al-Mn-Mg-Sc-Zr合金,测试了不同热处理工艺下材料的显微硬度和拉伸性能,得到力学性能最佳的热处理工艺为300℃/5 h,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了热处理对合金组织性能的影响。结果表明:沉积态微观组织由沿沉积高度方向交替生长的柱状晶与等轴晶及细小第二相粒子组成,少量纳米级Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子分布于晶内。经过热处理后,初生Al_(3)Sc和Al_(6)Mn粒子长大,晶粒尺寸发生轻微的粗化现象。热处理态试样抗拉强度为(556±2.3)MPa,较沉积态试样提高21%;断后伸长率为14.2%±1.2%,较沉积态试样没有明显变化,这主要由于热处理后的大量纳米或微纳米级第二相弥散析出所产生的沉淀强化导致,弥散的第二相同时分布于晶界和晶粒内部。在SLM成形过程中产生的热应力会导致沉积态晶粒内部产生位错,位错会导致沉积态试样的应力-应变曲线在塑性变形阶段出现明显的波动现象,热处理后消除了位错,波动现象消失。热处理降低了合金的残余应力和位错密度,保证了合金的良好塑性。

关键词：选区激光熔化(SLM) 热处理 Al-Mn-Mg-Sc-Zr 微观组织力学性能

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基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化

交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 157-165页

作者：赵东升赵鹏姚向明杨中平张伯男北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学电气工程学院北京100044

传统“三阶段”“四阶段”工况序列的列车操纵模式难以满足城市轨道交通复杂线路条件下的列车节能运行需求,本文提出一种基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化方法。将物理区间离散为多个等距离子区间,建立工况序列与子区间之间的映... 详细信息

传统“三阶段”“四阶段”工况序列的列车操纵模式难以满足城市轨道交通复杂线路条件下的列车节能运行需求,本文提出一种基于工况序列寻优的列车节能操纵策略优化方法。将物理区间离散为多个等距离子区间,建立工况序列与子区间之间的映射关系,以区间总牵引能耗和运行时间最小化为目标构建列车节能操纵策略多目标优化模型。为提高模型求解效率,改进非支配排序遗传算法的交叉算子和距离算子,通过离散仿真求解列车节能操纵策略集。以福州地铁1号线的两个典型区间为对象进行案例分析,结果表明,相比传统操纵模式,优化后列车牵引能耗平均降低约19%。本文方法通过合理选择算法参数能够有效构建适应不同线路条件的运行工况序列,生成秒级运行时间划分下的列车节能操纵策略集。

关键词：城市交通列车节能操纵多目标优化运行工况序列复杂运行环境

北京市工业园区VOCs污染特征及健康风险评估案例:高新技术产业的环境影响

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环境科学 2024年第4期45卷 2019-2027页

作者：王洁姚震王敏燕陈速敏龙腾王海林李红郭秀锐郝江虹聂磊北京工业大学环境与生命学部北京100124 北京市生态环境保护科学研究院城市大气挥发性有机物污染防治技术与应用北京市重点实验室北京100037 中国环境科学研究院北京100012

随着国家产业结构的不断调整和工业企业入驻园区刚性要求的不断强化,以高新技术为支柱产业的高新技术产业园区不断增加,为分析涉VOCs高新技术产业对园区环境质量的影响,选取北京市典型高新技术产业园区作为研究案例,采用BCT-7800A PLUS... 详细信息

随着国家产业结构的不断调整和工业企业入驻园区刚性要求的不断强化,以高新技术为支柱产业的高新技术产业园区不断增加,为分析涉VOCs高新技术产业对园区环境质量的影响,选取北京市典型高新技术产业园区作为研究案例,采用BCT-7800A PLUS挥发性有机物在线监测系统对园区环境VOCs(共计115种)进行了监测,分析了园区环境VOCs污染水平和臭氧生成潜势,并计算毒性VOCs的危害指数(HI)和终生癌症风险(Risk).利用气相色谱-质谱/氢离子火焰检测器联用(GC-MS/FID)和高效液相色谱(HPLC)的方法检测了园区不同点位的环境VOCs,并对不同点位的环境VOCs污染特征进行了分析.结果表明:(1)连续监测期间高新技术产业园区φ(TVOCs)为(72.71±52.51)×10^(-9),VOCs主要贡献组分为烷烃和OVOCs,占比分别为38.3%和21.8%,主要受燃料燃烧源影响,园区OFP均值为404.13μg·m^(-3).(2)健康风险评价表明,连续监测期间园区毒性VOCs造成的非致癌风险(HI)均低于1,处于可接受水平;1,2-二氯乙烷平均致癌风险超过安全阈值,表示该物种存在致癌风险,三氯甲烷、1,2-二溴乙烷、1,2-二氯丙烷和苯的均值低于安全阈值,但最高值超过安全阈值,表明这4个物种在特定高排放时段同样存在致癌风险,需要引起重点关注.(3)离线采样检测结果显示,园区不同点位环境φ(TVOCs)的均值为(37.62±11.01)×10^(-9),4个点位VOCs体积分数大于其他研究中的市区环境监测点位(30.34×10^(-9)).OFP均值为246.38μg·m^(-3),5个点位OFP均高于市区监测点位,园区高新技术企业排放的VOCs对环境存在一定的影响.

关键词：高新技术产业园区溶剂使用挥发性有机物污染特征健康风险