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纳米Fe_(3)O_(4)颗粒对离子液体润滑减摩及电控增摩性能的影响

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表面技术 2023年第2期52卷 233-244,281页

作者：李重阳王高琦韩庆国冯国玉王立虎王守仁济南大学机械工程学院济南250022 山东龙祥新材料科技有限公司山东德州253300 山东交通学院工程机械学院济南250357

目的提高离子液体在常态环境下的润滑减摩能力及电场条件下的电控增摩响应特性。方法将合成油酸改性后的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分散添加到离子液体中,制备了不同浓度的离子液体基铁磁流体,通过利用自制载流摩擦磨损试验机,分别模拟测试了... 详细信息

目的提高离子液体在常态环境下的润滑减摩能力及电场条件下的电控增摩响应特性。方法将合成油酸改性后的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分散添加到离子液体中,制备了不同浓度的离子液体基铁磁流体,通过利用自制载流摩擦磨损试验机,分别模拟测试了常态环境与电场环境下纯离子液体与离子液体基铁磁流体摩擦因数的变化,同时利用白光干涉仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对比分析了磨损形貌。结果在常态环境下,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的“滚珠减摩效应”显著提高了离子液体在常态环境中的润滑效果。随着纳米Fe_(3)O_(4)颗粒质量分数的增加,磨痕逐渐变得光滑平整,剥落和磨粒聚集现象也逐渐消失,尤其是当质量分数为30%时,试样磨痕内部仅有较浅的犁沟和轻微的划痕,此时的摩擦因数也展现出了极低的水平,约为0.04,远低于纯离子液体润滑时的0.085。同时纳米颗粒的“电致沉积效应”增强了离子液体在电场环境中的电控增摩响应能力,当电流强度达到20 A时,对于质量分数为30%的离子液体基铁磁流体,摩擦因数瞬时提高了近1倍,增幅达到了0.039,是相同条件下纯离子液体摩擦因数增长幅度的4倍。结论将合成改性后的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒分散添加到离子液体中,成功制备了离子液体基铁磁流体,并且通过调控纳米颗粒含量,显著提高了离子液体的润滑性能和电控增摩响应能力。

关键词：纳米Fe_(3)O_(4) 离子液体铁磁流体润滑载流电控增摩

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原状泥岩中模拟动力打桩与浸水静载试验研究

岩石力学与工程学报 2023年第5期42卷 1287-1300页

作者：白晓宇张亚妹银吉超王永洪桑松魁闫楠青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛理工大学山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心山东青岛266520

为深入研究泥岩地基动力打入桩的承载性能,考虑打桩过程和水对桩周泥岩力学性质的影响,开展室内模拟打桩与浸水静载模型试验、针贯入仪试验及电子放大镜试验,结合现场试验数据分析泥岩地基打入桩的沉贯特性与承载性能,明确桩周泥岩强度... 详细信息

为深入研究泥岩地基动力打入桩的承载性能,考虑打桩过程和水对桩周泥岩力学性质的影响,开展室内模拟打桩与浸水静载模型试验、针贯入仪试验及电子放大镜试验,结合现场试验数据分析泥岩地基打入桩的沉贯特性与承载性能,明确桩周泥岩强度损伤特性。研究表明:(1)泥岩不均匀性强,软硬互层现象显著,强度最大值与最小值相差约13.5倍,泥岩强度与打桩锤击数变化趋势具有同步性。(2)软夹层处泥岩浸水后强度平均降低64.2%,静载试验沉降量大且破坏现象发生在泥岩软夹层处,陡降特征与现场试验结果一致。(3)打桩损伤范围为2d(d为桩径),桩周0~0.5d,0.5d~1.0d,1.0d~1.5d,1.5d~2.0d内泥岩强度平均值分别降低66%,40.5%,17%,7%。(4)桩端泥岩存在挤密松弛现象,桩端处泥岩强度较桩周2d处增加11.1%,较桩身相同位置处平均增加194.5%。(5)泥岩软硬互层的不均匀性是造成泥岩地基打入桩承载力问题的重要原因,岩土工程勘察容易忽略泥岩的互层性,认为泥岩总是比较均匀、稳定、强度随深度增加而增加,对这种现象应提高认识,予以重视。

关键词：桩基础动力打桩浸水静载试验原状泥岩针贯入试验损伤

不同材质抗浮锚杆与基础底板的黏结强度试验研究

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材料导报 2023年第22期37卷 273-280页

作者：王凤姣白晓宇张云光井德胜张明义王海刚侯东帅青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛城市建设投资(集团)有限责任公司山东青岛266101 山东高速工程建设集团有限公司济南250014

玻璃纤维增强聚合物(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)锚杆因具有耐腐蚀性能强、抗拉强度高、导电性差、造价相对低等诸多优势成为钢筋锚杆的潜在替代品应用于地下结构抗浮工程中。采用倒置基础底板对GFRP筋和钢筋两种材质的抗浮... 详细信息

玻璃纤维增强聚合物(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)锚杆因具有耐腐蚀性能强、抗拉强度高、导电性差、造价相对低等诸多优势成为钢筋锚杆的潜在替代品应用于地下结构抗浮工程中。采用倒置基础底板对GFRP筋和钢筋两种材质的抗浮锚杆开展现场极限抗拔试验,明确GFRP抗浮锚杆与地基底板之间的黏结锚固特性,揭示锚筋材质、竖向锚固长度、弯曲半径、弯折锚固长度及黏结长度等因素对抗浮锚杆与基础底板黏结强度的影响机制。结果表明:(1)GFRP抗浮锚杆及直锚的钢筋抗浮锚杆易发生剪切滑移破坏,弯锚的钢筋锚杆发生锚筋断裂破坏;(2)本试验条件下,直径28 mm的抗浮锚杆与基础底板的黏结强度介于1.23~7.79 MPa;(3)弯折锚固长度是影响抗浮锚杆与基础底板黏结强度的主要因素,且对GFRP抗浮锚杆的影响最显著,GFRP锚筋不宜在基础底板内进行弯折;(4)对这两种材质抗浮锚杆的黏结-滑移曲线进行对比,直锚钢筋锚杆的黏结-滑移曲线存在明显拐点,而直锚GFRP锚杆则几乎为线性上升状态。

关键词： GFRP抗浮锚杆基础底板现场试验黏结强度影响因素

基于光纤传感技术的泥岩地基动力打入桩施工效应现场试验

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岩石力学与工程学报 2023年第S01期42卷 3731-3742页

作者：张亚妹孙淦白晓宇闫楠王永洪于龙涛青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 青岛理工大学山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心山东青岛266520 中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙410004

为探讨泥岩地基动力打入桩的施工效应与承载力异常问题,基于低温敏光纤应变传感器联合桩端全截面轮辐压力传感器实时监测打桩过程中桩身应力及桩端阻力,明确打桩过程中试桩内力和桩端阻力随贯入深度的变化规律;通过竖向抗压静载荷试验... 详细信息

为探讨泥岩地基动力打入桩的施工效应与承载力异常问题,基于低温敏光纤应变传感器联合桩端全截面轮辐压力传感器实时监测打桩过程中桩身应力及桩端阻力,明确打桩过程中试桩内力和桩端阻力随贯入深度的变化规律;通过竖向抗压静载荷试验与高应变动测分析各试桩的承载特性;利用打桩锤击数和锤重分析锤击能对动力打入桩沉桩效应的影响,借助打桩前后桩边标准贯入试验锤击数随桩长的分布,揭示动力打桩对桩周泥岩强度的影响机制。结果表明:沉桩过程中不同测试传感器得到的桩端阻力时程曲线变化规律较为一致,静载试验获得的试桩极限承载力比高应变动测得到的结果偏高,试桩均表现出端承型桩的特性;重锤打桩桩身应变变化幅度明显较大,打桩能量与试桩的竖向承载力有关,高能量打桩导致泥岩结构损伤加重,会降低动力打入桩的承载力;打桩后桩周泥岩的标贯试验锤击数与打桩前相比明显减小,宏观上表明动力打桩对桩周泥岩结构造成不同程度的损伤,可以认为泥岩结构损伤是动力打入桩承载力降低的主要原因之一。

关键词：桩基础动力打桩打桩锤击数泥岩静载试验高应变标准贯入试验光纤传感技术

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GFRP抗浮锚杆界面黏结性能现场试验

岩石力学与工程学报 2022年第4期41卷 748-763页

作者：白晓宇井德胜王海刚张明义贾玉跃闫楠青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 青岛理工大学山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心山东青岛266033

基于光纤光栅传感测试技术,通过对GFRP筋和钢筋抗浮锚杆现场拉拔破坏性试验,分析GFRP抗浮锚杆锚筋-灌浆体界面、浆-岩界面黏结特性,揭示锚固长度、锚筋材质、锚筋直径等因素对2种材质抗浮锚杆锚筋-灌浆体界面、浆-岩界面黏结强度的影响... 详细信息

基于光纤光栅传感测试技术,通过对GFRP筋和钢筋抗浮锚杆现场拉拔破坏性试验,分析GFRP抗浮锚杆锚筋-灌浆体界面、浆-岩界面黏结特性,揭示锚固长度、锚筋材质、锚筋直径等因素对2种材质抗浮锚杆锚筋-灌浆体界面、浆-岩界面黏结强度的影响规律。结果表明:(1)GFRP筋和钢筋抗浮锚杆的破坏形式主要为拔断破坏和剪切滑移破坏;锚固长度为4.5,6.5 m的GFRP抗浮锚杆破坏荷载分别是同规格钢筋抗浮锚杆的1.21和1.13倍;GFRP抗浮锚杆锚筋-灌浆体界面的平均黏结强度高于钢筋锚杆,在0.99~1.03MPa范围;锚固长度是影响抗浮锚杆锚筋-灌浆体界面黏结强度的最重要因素。(2)GFRP抗浮锚杆浆-岩界面轴向应力在孔口处最大,随深度增加而降低;浆-岩界面剪应力呈先增大后减小趋势,在锚固深度约0.5m处剪应力达到峰值;通过对比不同材质、不同型号的抗浮锚杆发现,钢筋抗浮锚杆浆-岩界面黏结性能略高于GFRP抗浮锚杆,且随锚筋直径增大而提高。(3)GFRP抗浮锚杆锚筋、灌浆体与岩土体三者之间协同作用效果高于钢筋抗浮锚杆。

关键词：基础工程 GFRP抗浮锚杆界面黏结性能影响因素黏结–滑移现场试验光纤光栅传感器

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滚筒筛式膜杂风选机筛孔清堵装置设计与试验

农业机械学报 2022年第9期53卷 91-98页

作者：康建明解臣硕王小瑜陈英凯王长伟彭强吉山东省农业机械科学研究院济南250100 农业农村部黄淮海现代农业装备重点实验室济南250100 山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018 中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京100083

为解决滚筒筛式膜杂风选机运行过程中易发生筛孔堵塞,导致筛分性能差、膜中含杂率高等问题,设计了一种通过喷头喷射气流扰动筛孔处流场、破坏堵塞物在筛孔处受力平衡的筛孔清堵装置。该装置包含对角安装在滚筒筛式膜杂风选机两侧的离心... 详细信息

为解决滚筒筛式膜杂风选机运行过程中易发生筛孔堵塞,导致筛分性能差、膜中含杂率高等问题,设计了一种通过喷头喷射气流扰动筛孔处流场、破坏堵塞物在筛孔处受力平衡的筛孔清堵装置。该装置包含对角安装在滚筒筛式膜杂风选机两侧的离心式鼓风机、稳压管、滚筒外缘的气流管道等。通过理论分析确定了筛孔清堵的临界气流速度为1.151 m/s,采用计算流体力学仿真与曲线拟合的方法探明了风机风速与喷头喷射气流速度呈正相关关系,最终确定风机风速为9.2 m/s。设计并搭建样机进行试验,结果表明:当风机风速为9.2 m/s时,筛孔堵塞率为8.28%,膜中含杂率为7.33%,较安装筛孔清堵装置前筛孔堵塞率、膜中含杂率分别降低16.27、4.64个百分点,其中各喷头喷射气流速度平均值为3.81 m/s,最小值为1.22 m/s,满足清堵要求,清堵装置持续工作过程中,筛孔堵塞率和膜中含杂率基本保持不变。

关键词：膜杂风选机筛孔清堵装置数值模拟

基质-裂隙相互作用对煤渗透率的影响:考虑煤的软化

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岩土工程学报 2022年第10期44卷 1890-1898,F0003页

作者：程先振陈连军栾恒杰王春光蒋宇静山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 长崎大学工学研究科长崎852-8521

瞬态渗透率是提高煤层气产量的重要依据。为了得到基质-裂隙压力相互作用出现煤的软化行为对渗透率演化的影响。基于理论分析建立含模量软化系数的双重孔隙介质渗透率模型,并基于脉冲瞬态试验与COMSOL有限元数值模拟软件进行渗透率模型... 详细信息

瞬态渗透率是提高煤层气产量的重要依据。为了得到基质-裂隙压力相互作用出现煤的软化行为对渗透率演化的影响。基于理论分析建立含模量软化系数的双重孔隙介质渗透率模型,并基于脉冲瞬态试验与COMSOL有限元数值模拟软件进行渗透率模型的验证。结果表明:根据曲线变化特征,将应变分为初始,快速增长和平衡阶段。在快速增长阶段,注气压力从1 MPa增大到3 MPa应变曲线的斜率分别为83.77,270.54,440.92 m/s。模量软化系数是应变的函数,其值也增大;其次,通过提出张开型和闭合型裂隙几何概念模型,得到含模量软化系数的双孔渗透率模型;最后,试验数据与改进的渗透率模型结果一致,证明模量软化系数主导了渗透率的动态演化。与试验方法相比,数值模拟方法能够监测煤基质的压力,基质与裂隙之间气体压力的变化揭示了煤渗透率演化机理。

关键词：模量软化系数渗透率煤层气基质-裂隙相互作用

耦合地表方向反射特性的城市地区气溶胶光学厚度遥感反演

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遥感学报 2022年第11期26卷 2219-2233页

作者：田信鹏高志强刘强王德王跃启中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 中国科学院烟台海岸带研究所山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 鹏成国家实验室深圳518055

地气分离是气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)卫星遥感反演中的难点之一,当前大多反演算法一般将地表假定为朗伯体,这使得反演结果在城市等高异质地区具有较大的不确定性。本文利用长时间序列MODIS BRDF/Abledo产品,通过离散余... 详细信息

地气分离是气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)卫星遥感反演中的难点之一,当前大多反演算法一般将地表假定为朗伯体,这使得反演结果在城市等高异质地区具有较大的不确定性。本文利用长时间序列MODIS BRDF/Abledo产品,通过离散余弦变换的惩罚最小二乘估计时空滤波算法构建了地表BRDF形状因子先验数据集。通过耦合考虑地表各向异性反射特性的辐射传输前向模型及半经验核驱动模型,以先验数据集为驱动进行地表参数估算,实现考虑地表BRDF效应的气溶胶遥感反演。基于该算法,以北京为研究区开展了Landsat 8 OLI传感器反演实验,并使用AERONET地基观测数据及与朗伯假设和地表反射率数据库支持反演进行交叉对比,结果表明,新算法在城市/植被地区的反演点对在期望误差线内比重为84.6%/86.0%,可以有效改善朗伯假设对AOD的高估。通过与MODIS气溶胶产品(MOD04/MCD19A2)对比,新算法获取的AOD与AERONET观测值具有更高的一致性,城市站点反演结果在误差线内占比较DT、DB、DTDB及MAIAC产品分别提高了46.8%、13.9%、14.7%及4.4%,且有效对比点数高于MODIS产品。新算法可以获取500 m空间分辨AOD,能提供空间更为连续的气溶胶细节信息,显示了在支持区域污染精细管控及污染物溯源等领域的应用潜力。

关键词：气溶胶光学厚度地表方向反射核驱动模型 MODIS Landsat 8 OLI

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船舶动力定位系统的精细抗干扰控制

控制与决策 2022年第10期37卷 2593-2599页

作者：魏新江魏永丽张慧凤鲁东大学数学与统计科学学院山东烟台264025

船舶在航行过程中不可避免地受到海平面上多种干扰的影响.动力定位(DP)是一种船舶在受到外界干扰的情形下依然能够保持在一定位置或沿固定轨迹航行的技术.与传统的锚定位方法相比, DP技术具有机动性强、可深海作业、定位精度高等优点.... 详细信息

船舶在航行过程中不可避免地受到海平面上多种干扰的影响.动力定位(DP)是一种船舶在受到外界干扰的情形下依然能够保持在一定位置或沿固定轨迹航行的技术.与传统的锚定位方法相比, DP技术具有机动性强、可深海作业、定位精度高等优点.针对带有慢变环境干扰和复杂非线性项的船舶动力定位系统,研究其精细抗干扰控制问题.首先,利用模糊逻辑系统逼近船舶动力定位系统中的复杂非线性项.其次,通过构造自适应干扰观测器(ADO)来估计部分信息已知的慢变环境干扰.在此基础上,将基于干扰观测的控制(DOBC)与模糊控制算法相结合,提出基于复合分层抗干扰控制框架的精细抗干扰控制(EADC)策略,从而实现船舶动力定位系统的高精度抗干扰控制.最后,基于供给船模型的仿真研究验证所提控制策略的有效性.

关键词：动力定位系统慢变干扰非线性项干扰观测器模糊逻辑系统精细抗干扰控制