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渗流作用下人工冻结特性室内模型试验研究

岩石力学与工程学报 2024年第S01期43卷 3530-3542页

作者：孙立强时鹏郎瑞卿商安策天津大学建筑工程学院天津300072 天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

人工冻结法凭借其封水性好、适应范围广和对环境影响小等优势已得到广泛应用,但地下水渗流会严重影响冻结效果,且设计规范中尚未考虑渗流对人工冻结的影响。为研究渗流作用下地层人工冻结特性,基于自主研发的渗流地层双管冻结物理模型... 详细信息

人工冻结法凭借其封水性好、适应范围广和对环境影响小等优势已得到广泛应用,但地下水渗流会严重影响冻结效果,且设计规范中尚未考虑渗流对人工冻结的影响。为研究渗流作用下地层人工冻结特性,基于自主研发的渗流地层双管冻结物理模型试验系统,对不同渗流速度和温度梯度下人工冻结过程开展室内模型试验研究。通过模型试验揭示进出口水温差、冷量交换率和温度场随地层初始温度、冷媒温度和渗流速度变化的发展规律,提出不同温度梯度和渗流速度下的交圈时间和临界渗流速度确定方法,确定3组试验的交圈临界渗流速度分别为16.81,10.22和13.33 m/d,剖析冻结壁形状、厚度和平均温度等特性随温度梯度、地下水渗流速度变化规律。研究成果可为渗流条件下人工冻结技术应用及设计提供参考。

关键词：渗流力学人工冻结温度场冻结壁模型试验

支撑新型配电网数字化规划的图形⁃模型⁃数据融合关键技术

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电力系统自动化 2024年第6期48卷 139-153页

作者：余涛王梓耀孙立明曹华珍吴亚雄吴毓峰华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广州水沐青华科技有限公司广东省广州市510898 广东电网有限责任公司电网规划研究中心广东省广州市510080

配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图... 详细信息

配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图纸识别和拓扑智能分析的图形-模型融合技术、基于知识驱动的负荷/新能源推演分析和智能决策的模型-数据融合技术、基于多模态数据融合和多时空数据联动的图形-数据融合技术,尝试打破理论研究与数字化工程的壁垒。最后,对未来新型配电网数字化规划的发展进行思考和展望,为实现“以机为主,人机协同”的大闭环模式提供借鉴。

关键词：图形-模型-数据融合配电网数字化规划知识驱动图计算

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铁酸钙与TiO_(2)的扩散反应特征

东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 193-200页

作者：曹晓舟邵胜琦岳宏瑞东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

钒钛磁铁矿烧结过程中,TiO_(2)会与Fe_(2)O_(3)竞争CaO,抑制铁酸钙(C_(x)F)的形成,进而影响烧结矿品质.通过制备C_(x)F/TiO_(2)扩散偶的方法,直观地研究CaO-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)体系的扩散反应.运用电子探针和X射线衍射分析仪等手段对... 详细信息

钒钛磁铁矿烧结过程中,TiO_(2)会与Fe_(2)O_(3)竞争CaO,抑制铁酸钙(C_(x)F)的形成,进而影响烧结矿品质.通过制备C_(x)F/TiO_(2)扩散偶的方法,直观地研究CaO-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)体系的扩散反应.运用电子探针和X射线衍射分析仪等手段对反应界面不同位置处的生成物进行分析和表征,研究了在扩散温度为900~1050℃,时间为1~4 h的条件下C_(x)F与TiO_(2)界面的反应特征;分析了温度及时间对生成相的种类、分布及形貌特征的影响.结果表明,从C_(x)F一侧到TiO_(2)一侧,主要的物相有C_(x)F,CF,Fe_(2)O_(3),CaTiO_(3),TiO_(2),其中钙钛矿(CaTiO_(3))是主要的生成产物.随温度从900℃升高至1050℃,CaTiO_(3)的厚度从8.1μm增大至90.2μm;随时间从1 h延长至4 h,CaTiO_(3)的厚度从47.4μm增大至121.4μm.同时,CaTiO_(3)的扩散厚度与扩散时间的平方根呈良好的线性关系,这表明CaTiO_(3)的生成受扩散过程控制.进一步地,使用空位扩散机理解释了CaTiO_(3)在CaO-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)体系的生成过程.

关键词：铁酸钙 TiO_(2) 扩散偶扩散厚度空位扩散机理

基于GTN模型的2195铝锂合金板材反复弯曲成形特性及变形损伤

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塑性工程学报 2024年第6期31卷 1-14页

作者：贾向东赵鑫镐昆明范振宇罗展匡靖胤南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037

以商用2195-T6铝锂合金板材为研究对象,借助单向拉伸试验,获得了其真应力-真应变曲线;以此为基础,建立了能够表征2195铝锂合金变形损伤的GTN模型和反复弯曲成形的数值仿真模型,对反复弯曲成形过程中弯曲次数和压下量对板材的回弹和损伤... 详细信息

以商用2195-T6铝锂合金板材为研究对象,借助单向拉伸试验,获得了其真应力-真应变曲线;以此为基础,建立了能够表征2195铝锂合金变形损伤的GTN模型和反复弯曲成形的数值仿真模型,对反复弯曲成形过程中弯曲次数和压下量对板材的回弹和损伤特征的影响进行分析,并通过试验验证了反复弯曲对回弹的影响。结果表明:在单次弯曲变形中,随着弯曲压下量的增加,塑性弯曲变形区逐渐增大;当压下量大于临界值时,随着压下量的增加,回弹量逐渐减小。在相同的压下量条件下,随着弯曲次数增加,板材的塑性变形区逐渐增加,回弹量逐渐减小;但是随着弯曲次数的增加,板材的损伤逐渐增大,因此,通过反复弯曲成形抑制弯曲回弹需要将板材的内部损伤控制在许可范围内。

关键词： GTN模型铝锂合金成形性能弯曲成形塑性损伤

生存进化阶段性搜索微粒群算法及其可靠性冗余分配优化应用

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计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 1959-1971页

作者：姚成玉刘晓波陈东宁张运鹏吕世君燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成型技术与科学教育部重点实验室河北秦皇岛066004

为高效解决含有异质冗余的多态系统(MSS)可靠性优化问题,并弥补微粒群优化(PSO)算法易早熟收敛的不足,从作用力方式和种群拓扑结构两方面对算法进行改进。改进PSO算法中单一的作用力方式,设置前后两个搜索阶段,对应两个搜索阶段分别构... 详细信息

为高效解决含有异质冗余的多态系统(MSS)可靠性优化问题,并弥补微粒群优化(PSO)算法易早熟收敛的不足,从作用力方式和种群拓扑结构两方面对算法进行改进。改进PSO算法中单一的作用力方式,设置前后两个搜索阶段,对应两个搜索阶段分别构造平衡引斥力方式和双层引力(个体和全局最优解引力、中间适应度微粒引力)方式,提出阶段性搜索微粒群(SPSO)算法;利用生物个体“择友而交”和优胜劣汰的生存体系构建生存进化(SE)拓扑结构,以结构演化和算法进化并行方式将该拓扑结构融入SPSO算法,提出生存进化阶段性搜索微粒群(SPSO-SE)算法,进一步提升算法的优化性能;利用Benchmark函数对所提算法与PSO的改进算法进行测试对比,结果表明,所提SPSO-SE算法具有更好的寻优能力。采用SPSO-SE算法对串-并联和桥式结构的多态系统的可靠性冗余分配问题进行优化,得到的系统结构费用更低、可靠度更高。

关键词：异质冗余多态系统微粒群优化算法作用力方式生存进化 Benchmark函数可靠性冗余分配问题优化

计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 182-189页

作者：李维展邵常政胡博谢开贵黄威林铖嵘重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

为提高运行可靠性评估效率,进而支撑系统运行风险防控,基于模型-数据混合驱动的思想提出了一种计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法。构建了基于复杂网络理论的支路脆弱度因子指标,提出系统关键元件的筛选方法... 详细信息

为提高运行可靠性评估效率,进而支撑系统运行风险防控,基于模型-数据混合驱动的思想提出了一种计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法。构建了基于复杂网络理论的支路脆弱度因子指标,提出系统关键元件的筛选方法。建立系统可靠性指标关于关键元件可靠性参数的解析模型,通过引入辅助变量建立线性优化模型求取解析模型系数。通过最小二乘支持向量机(LSSVM)回归模型获得运行可靠性解析模型与负荷水平的映射关系,实现负荷变化时系统运行可靠性的快速更新。通过算例测试验证了所提方法的计算效率和精度。

关键词：综合能源系统运行可靠性评估关键元件筛选解析模型 LSSVM

饱和黏土中水平受荷能量桩热–力响应特性研究

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岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 248-260页

作者：赵华王成龙陈志雄张鼎新彭宸重庆大学土木工程学院重庆400045 大足石刻研究院重庆402360 重庆市地质矿产勘查开发局重庆401121

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化... 详细信息

针对能量桩热–力响应的研究主要考虑竖向荷载,考虑水平荷载影响的研究较少,为探究水平受荷能量桩的热–力响应特性,基于模型试验分析饱和黏土中水平受荷能量桩在不同温差梯度下的桩顶位移、桩身弯矩、孔隙水压力和桩前土压力等的变化规律。研究结果表明:对桩体的加热和制冷均会引起额外的桩顶位移,并且制冷引起的额外桩顶位移更大,达到0.22%D(D为桩体直径),而加热引起的额外桩顶位移为0.13%D;加热和制冷后桩体的极限承载力与测试桩相比均有所增大,并且加热后增大得更多,约增加32.7%,而制冷后约增加26.1%,这是因为与制冷相比,加热时的热固结效应会导致土体的强度明显增加;加热和制冷对最大弯矩的位置没有明显影响,加热和制冷前、后最大弯矩均出现在37.5%L(L为桩的埋深)深度处;加热和制冷后最大弯矩均增大,制冷时最大弯矩先增大,然后逐渐稳定,而加热时最大弯矩先减小,然后逐渐增大,并超过加热前的弯矩,在此期间桩顶位移持续增大,推测加热初期桩体可能发生了刚性转动;加热和制冷会对桩前土压力造成不同影响,总体表现为上部增大,下部减小;加热和制冷会导致土体孔隙水压力随温度发生变化,从而产生正的或负的超孔隙水压力。

关键词：土力学能量桩热–力响应特性模型试验温差梯度饱和黏土

深部岩体变形模量数值反演计算方法及敏感性分析

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煤炭学报 2024年第S1期49卷 154-166页

作者：刘力源骆奕帆王涛孙显腾汪炯北京科技大学土木与资源工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室山东黄金集团有限公司

岩体变形模量是地下岩石工程设计和建造的关键参数之一。获取准确的岩体变形模量对深入分析深部岩体工程围岩变形行为至关重要。基于此，系统梳理归纳了常用的岩体变形模量计算方法，并利用有限元方法模拟原位试验进行岩体变形模量反演... 详细信息

岩体变形模量是地下岩石工程设计和建造的关键参数之一。获取准确的岩体变形模量对深入分析深部岩体工程围岩变形行为至关重要。基于此，系统梳理归纳了常用的岩体变形模量计算方法，并利用有限元方法模拟原位试验进行岩体变形模量反演计算，与原位试验结果进行对比验证分析。针对深竖井实际工程，建立了深部地层不同岩性岩体变形模量反演分析数值计算模型，开展了不同强度准则、泊松比和岩体黏聚力对岩体变形模量的敏感性分析，将数值模拟反演结果与经验公式计算结果进行对比分析和讨论。研究结果表明，基于刚性平板载荷试验计算得到的岩体变形模量值与有限元数值反演得到的数值高度接近，具有较好的一致性；虽然泊松比对岩体变形模量有一定影响，但总体上岩体变形模量对泊松比的敏感性较低；当岩体黏聚力较小时，强度准则的选择对变形模量的反演结果影响显著，随着岩体黏聚力的增大，强度准则的选择对变形模量反演结果的影响逐渐减小；对于不同深度岩性的地层，岩体变形模量对岩体黏聚力变化敏感性不同；通过数值反演求得的岩体变形模量和一些经验公式的计算结果具有很好的相关性。因此，深部岩体工程规划设计和开发过程中可综合运用数值模拟和经验公式进行岩体变形模量反演计算，进而在更大程度上保障工程的安全性和经济性。

关键词：岩体力学变形模量反演敏感性分析数值模拟

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斜拉桥全寿命周期碳排放计算模型

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第1期57卷 31-41页

作者：马佳星蒋建男谢含军周朝阳李忠献天津大学建筑工程学院天津300350 宁波市政工程建设集团股份有限公司宁波315012 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

为助力建筑业实现“双碳”目标,对斜拉桥的碳排放量化模型展开研究.将斜拉桥的全寿命周期划分为设计规划、建材准备、施工、运营维护以及拆除报废5个阶段,界定其碳排放边界,梳理碳排放源.采用碳排放因子法逐一建立各个阶段的碳排放计算... 详细信息

为助力建筑业实现“双碳”目标,对斜拉桥的碳排放量化模型展开研究.将斜拉桥的全寿命周期划分为设计规划、建材准备、施工、运营维护以及拆除报废5个阶段,界定其碳排放边界,梳理碳排放源.采用碳排放因子法逐一建立各个阶段的碳排放计算模型,并对宁波杭州湾新区杭州湾大道跨十一塘江斜拉桥进行定量分析.计算结果表明,案例斜拉桥全寿命周期碳排放量为185900.41 t,主要在运营维护阶段和建材准备阶段产生.各阶段碳排放占比分别为0.04%、45.34%、0.58%、50.75%和3.29%.就综合质量碳排放量而言,案例斜拉桥建设期上部结构最大,为0.78 t(CO_(2)e)/t;附属设施次之,为0.34 t(CO_(2)e)/t;下部结构最小,为0.23 t(CO_(2)e)/t.通过不同桥型间的碳排放对比(设计规划阶段除外)可知,案例斜拉桥与其他3种桥型的全寿命周期碳排放规律略有不同,占比最大的是运营维护阶段,占比最小的是施工阶段.就桥面单位面积碳排放而言,悬索桥最大,为11.22 t(CO_(2)e)/m^(2);混凝土梁桥为6.48 t(CO_(2)e)/m^(2);斜拉桥为4.96 t(CO_(2)e)/m^(2);钢混组合梁桥最小,为4.45 t(CO_(2)e)/m^(2).本文建立的碳排放计算模型可用于指导桥梁选型、运维策略,同时为后续相关标准的出台提供了科学依据.

关键词：斜拉桥全寿命周期碳排放计算排放因子法碳排放模型