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轴压荷载对胶凝砂砾石材料渗透性能的影响

混凝土 2024年第1期 6-11页

作者：韩立炜司家旋华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

胶凝砂砾石作为一种新型环保的建筑材料,在其实际服役状态下坝体承受各种荷载作用,为研究轴压荷载对于胶凝砂砾石渗透性能的影响,选用工程中常用的4种配合比,进行轴压加载试验、渗透试验、超声波速监测试验、核磁共振试验。针对试验数... 详细信息

胶凝砂砾石作为一种新型环保的建筑材料,在其实际服役状态下坝体承受各种荷载作用,为研究轴压荷载对于胶凝砂砾石渗透性能的影响,选用工程中常用的4种配合比,进行轴压加载试验、渗透试验、超声波速监测试验、核磁共振试验。针对试验数据分别分析了不同轴压荷载对胶凝砂砾石渗透性能的影响,得出以下结论:试件的渗透系数与孔隙率随轴压荷载水平呈正相关;渗透系数与孔隙率服从指数函数关系。采用孔径分布的回归模型能够较好的适用于胶凝砂砾石渗透系数的预测。

关键词：胶凝砂砾石轴压荷载渗透系数核磁共振试验

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胶凝砂砾石筑坝材料特性研究

粉煤灰综合利用 2024年第1期38卷 63-69页

作者：王冉龚爱民邵善庆云南农业大学水利学院云南昆明650201

胶凝砂砾石是一种介于混凝土与堆石料之间的新型筑坝胶凝材料,具有节约资源、降低造价、保护环境等优点,对胶凝砂砾石材料的特性研究是坝体结构设计的关键,目前对于胶凝砂砾石材料的特性研究缺少较为全面的认识。为使胶凝砂砾石材料更... 详细信息

胶凝砂砾石是一种介于混凝土与堆石料之间的新型筑坝胶凝材料,具有节约资源、降低造价、保护环境等优点,对胶凝砂砾石材料的特性研究是坝体结构设计的关键,目前对于胶凝砂砾石材料的特性研究缺少较为全面的认识。为使胶凝砂砾石材料更好的应用于实际工程,因此通过文献查阅,本文总结了胶凝砂砾石材料的力学性能和冻融环境下的材料耐久性等方面试验研究,对胶凝砂砾石材料特性受胶材用量、单位用水量、水胶比、砂率、龄期等多种参数的影响规律进行综合分析,为胶凝砂砾石筑坝材料的进一步研究和应用提供理论基础。

关键词：胶凝砂砾石材料力学特性耐久性

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基于神经网络模型胶凝砂砾石渗透性能研究

水电能源科学 2024年第3期42卷 110-114页

作者：韩立炜陈明华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

以胶凝砂砾石(CSG)为例,通过119组试验试块进行渗透试验测定,形成了CSG的28天渗透系数的数据集。数据集中有119组渗透系数数据,其中最小值为3.41×10^(-5)cm/s,最大值为27.812×10^(-5)cm/s。数据主要集中在3×10^(-5)~22×10^(-5)cm/s... 详细信息

以胶凝砂砾石(CSG)为例,通过119组试验试块进行渗透试验测定,形成了CSG的28天渗透系数的数据集。数据集中有119组渗透系数数据,其中最小值为3.41×10^(-5)cm/s,最大值为27.812×10^(-5)cm/s。数据主要集中在3×10^(-5)~22×10^(-5)cm/s范围内,约占总样本数的97%。根据箱线图确定去除异常值并通过偏态峰度检验、K-S检验和分布图结果,可认为CSG材料的渗透系数数据服从正态分布规律。在此基础上,使用BP和GABP神经网络模型进行渗透系数预测,并对两种模型的预测精度进行比较。结果表明,GABP估计模型的精度略优于BP模型。CSG渗透系数实际值与预测值吻合较好,说明预测效果较好。

关键词：胶凝砂砾石渗透系数箱线图正态分布神经网络

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水电站厂房基坑全年胶凝砂砾石围堰设计

水利水电快报 2024年

作者：冯西杰王小波周顺文中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

为了进一步研究胶凝砂砾石围堰在雅砻江某水电站的可行性，基于该水电站枢纽区地形地质条件、工程布置、施工特点，通过综合经济技术分析，对初拟的厂房基坑全年围堰的土石围堰和胶凝砂砾石围堰方案进行了比选；通过计算分析，进一步优... 详细信息

为了进一步研究胶凝砂砾石围堰在雅砻江某水电站的可行性，基于该水电站枢纽区地形地质条件、工程布置、施工特点，通过综合经济技术分析，对初拟的厂房基坑全年围堰的土石围堰和胶凝砂砾石围堰方案进行了比选；通过计算分析，进一步优选了胶凝砂砾石围堰上下游坡比。结果表明，胶凝砂砾石围堰布置方案较优，优选断面可满足设计要求，本工程可为类似工程胶凝砂砾石围堰的设计提供借鉴。

关键词：胶凝砂砾石围堰胶凝砂砾石重力式稳定计算

基于DEM法的胶凝砂砾石材料宏细观破坏特征分析

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河南科技 2024年第7期51卷 33-36页

作者：宋元翔华北水利水电大学河南郑州450046

【目的】探究胶凝砂砾石(CSG)材料宏细观力学特性及破坏特征。【方法】对不同水胶比(1.5、1.2、1.0)下的胶凝砂砾石材料进行室内单轴压缩试验,基于试验结果建立精细化CSG离散元(DEM)模型,采用宏-细观跨尺度结合的研究方法,探究CSG材料... 详细信息

【目的】探究胶凝砂砾石(CSG)材料宏细观力学特性及破坏特征。【方法】对不同水胶比(1.5、1.2、1.0)下的胶凝砂砾石材料进行室内单轴压缩试验,基于试验结果建立精细化CSG离散元(DEM)模型,采用宏-细观跨尺度结合的研究方法,探究CSG材料变形破坏特征。【结果】研究表明,当水胶比为1.0时,试件抗压强度最大,初始压密阶段最短。随着加载过程的持续,颗粒的侧向位移趋势逐渐增大,当进入裂纹发展阶段时,颗粒速度矢量出现明显的分隔线,最终发展为贯穿裂缝。整个加载过程,孔隙率表现为先减小后增大。【结论】研究成果揭示了CSG材料在不同加载阶段的力学特性及失效破坏时的宏细观特征。

关键词：胶凝砂砾石水胶比离散元法细观力学

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动应力衰减对胶凝砂砾石各凝期强度的影响

黑龙江水利科技 2024年第2期52卷 40-43页

作者：金小磊黄永金袁华湖北鼎信工程质量检测有限公司湖北荆门448000

试验模拟实际施工中振动压路机动应力随深度衰减对胶凝砂砾石各凝期强度的影响,试验结果表明:施工间断时在同一动应力下应尽量避开材料初凝8h到终凝8h这段24h区间,在初凝8h破坏后28d的抗压强度是对照组的89%,在终凝8h破坏后28f的抗压强... 详细信息

试验模拟实际施工中振动压路机动应力随深度衰减对胶凝砂砾石各凝期强度的影响,试验结果表明:施工间断时在同一动应力下应尽量避开材料初凝8h到终凝8h这段24h区间,在初凝8h破坏后28d的抗压强度是对照组的89%,在终凝8h破坏后28f的抗压强度是对照组的71%,若施工条件不允许,可加适量缓凝剂调节凝结时间;或待终凝8h后继续施工,此时需对结合面进行冷缝处理;通过模拟连续填筑得到在施工过程中,初凝8h时点,28d的抗压强度占对照组的82%,所以在初凝4h,铺筑厚度至少需达到4.4m,结合施工进度可采用分块施工工艺;或在初凝16h后继续施工,此时需对结合面进行冷缝处理,可以避免填筑时动荷载对下层材料的破坏。得到了动应力对胶凝砂砾石层间强度的影响规律,为胶凝砂砾石在施工过程中的质量控制提供理论依据和技术支撑。

关键词：胶凝砂砾石连续填筑动应力凝结时间抗压强度

基于XGBoost算法的胶凝砂砾石劈拉强度预测分析

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建筑材料学报 2023年第4期26卷 378-382,388页

作者：郭磊李泽宣田青青郭利霞高航华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450002 中国水利水电科学研究院北京100038

将水泥质量浓度、砂率、水胶比和粉煤灰质量浓度设为输入变量,28 d劈拉强度设为输出变量,用极端梯度提升树(XGBoost)算法对胶凝砂砾石(CSG)的劈拉强度进行预测,并与随机森林(RF)算法的预测结果进行对比,以决策系数(R^(2))、均方根误差(R... 详细信息

将水泥质量浓度、砂率、水胶比和粉煤灰质量浓度设为输入变量,28 d劈拉强度设为输出变量,用极端梯度提升树(XGBoost)算法对胶凝砂砾石(CSG)的劈拉强度进行预测,并与随机森林(RF)算法的预测结果进行对比,以决策系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均百分比误差(MAPE)作为评估标准对2种算法进行对比分析.结果表明:XGBoost算法的R2为0.968 1,具有高度的预测准确性;相比表现良好的RF算法,XGBoost算法测试集的RMSE和MAE均降低了0.003, MAPE降低了0.32%,表明XGBoost算法能够对CSG劈拉强度进行更为精准的预测.

关键词：极端梯度提升树算法随机森林算法强度预测胶凝砂砾石劈拉强度

基于XGBoost-LSTM的胶凝砂砾石抗压强度预测

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建筑材料学报 2023年第6期26卷 631-637页

作者：郭磊高航田青青郭利霞李泽宣华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 华北水利水电大学河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450002 中国水利水电科学研究院水资源所北京100038

针对胶凝砂砾石(CSG)抗压强度试验周期长、耗材大等问题,运用极度梯度提升树-长短期记忆网络(XGBoost-LSTM)组合模型对CSG抗压强度进行预测.先选取相关性较强的“水泥含量”和“砂率”这2个输入变量代入XGBoost模型进行预测,并将结果与... 详细信息

针对胶凝砂砾石(CSG)抗压强度试验周期长、耗材大等问题,运用极度梯度提升树-长短期记忆网络(XGBoost-LSTM)组合模型对CSG抗压强度进行预测.先选取相关性较强的“水泥含量”和“砂率”这2个输入变量代入XGBoost模型进行预测,并将结果与原特征一起代入LSTM模型;再采用94组抗压强度数据进行训练和验证.结果表明:与基础模型XGBoost和LSTM相比,XGBoost-LSTM组合模型的决定系数分别提高5.6%和3.5%.说明通过XGBoost模型构造新特征具有可行性,且XGBoost-LSTM组合模型能够对CSG抗压强度进行精准预测.

关键词：极度梯度提升树长短期记忆网络胶凝砂砾石抗压强度

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胶凝砂砾石细观滞回模型敏感性分析

混凝土 2023年第11期 139-147页

作者：黄虎邱庆明曹克磊郭利霞张献才华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

为研究动荷载作用下胶凝砂砾材料的细观特性,基于Preisach-Mayergoyz模型建立的胶凝砂砾石材料细观滞回模型,结合胶凝砂砾石材料等幅循环荷载加载试验,分析讨论了该模型中两个形态参数、疲劳寿命(次数)、细观弹性单元总量、荷载步长4个... 详细信息

为研究动荷载作用下胶凝砂砾材料的细观特性,基于Preisach-Mayergoyz模型建立的胶凝砂砾石材料细观滞回模型,结合胶凝砂砾石材料等幅循环荷载加载试验,分析讨论了该模型中两个形态参数、疲劳寿命(次数)、细观弹性单元总量、荷载步长4个参数的物理意义。通过改变4个参数的取值,讨论不同参数对滞回模型影响。结果表明:形态参数主要影响加载段和卸载段滞回环曲线的形态;细观弹性单元总量影响该模型的理论计算量;荷载步长影响滞回环曲线的拟合精确度。基于参数敏感性分析,提出适合胶凝砂砾石细观滞回模型的细观参数理论取值范围,即形态参数ξ为1.2~3.0,η小于0.3;细观弹性单元总量为500~10000;荷载步长小于0.08拟合精度较高;疲劳寿命给出室内试验结果进行参考。提出的细观参数取值范围中选取合适的数值可模拟胶凝砂砾石试件的滞回环曲线,能预测胶凝砂砾石材料的破坏节点,还可根据细观参数调整其对应的物理量,即调整水泥含量、试件尺寸和加载频率等,用理论模型来指导试验,为后续胶凝砂砾石材料的动力学细观特性研究提供理论基础。

关键词：胶凝砂砾石细观滞回模型敏感性分析