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一种混凝土箱梁桥的可靠性评估方法

哈尔滨工业大学学报 2017年第3期49卷 113-119页

作者：陈闯王宗林高庆飞哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 浙江大学宁波理工学院土木建筑工程学院浙江宁波315100

为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态,基于桥梁健康监测数据与可靠度理论,以混凝土抗拉强度标准值为抗力,车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应,建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应,利用经验模态... 详细信息

为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态,基于桥梁健康监测数据与可靠度理论,以混凝土抗拉强度标准值为抗力,车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应,建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应,利用经验模态分解方法提取箱梁顶底板应变响应的温度趋势项,并对车辆荷载响应和竖向温度梯度响应进行概率密度函数拟合;对非正态分布的荷载效应当量正态化,计算最不利组合下箱梁跨中截面顶底板的失效概率.结果表明:监测的车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应的概率密度函数均不满足正态分布,采用广义极值分布具有较好的拟合效果;箱梁顶底板的失效概率均小于1%,并在车辆荷载和竖向温度梯度的共同作用下,底板的失效概率显著升高.

关键词：桥梁健康监测混凝土箱梁桥可靠性正常使用极限状态竖向温度梯度

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路用相变材料研究现状和发展趋势

材料导报 2020年第23期34卷 23179-23189页

作者：刘涛郭乃胜谭忆秋尤占平金鑫大连海事大学交通运输工程学院大连116026 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 密歇根理工大学土木与环境工程系密歇根霍顿MI49931

相变材料(PCMs)作为调温材料出现在人们视野以来,其多样性及功能性不断发展,被广泛应用于建筑材料领域,调温和节能效果十分显著。PCMs具有智能性和自发性,能有效调节基体材料的温度范围,这一特点也适用于交通材料领域,用于道路的调温从... 详细信息

相变材料(PCMs)作为调温材料出现在人们视野以来,其多样性及功能性不断发展,被广泛应用于建筑材料领域,调温和节能效果十分显著。PCMs具有智能性和自发性,能有效调节基体材料的温度范围,这一特点也适用于交通材料领域,用于道路的调温从而减少温度病害。此外,采用合适的PCMs还可赋予路面更多的功能性,如融雪、抵抗冻融循环及城市热岛效应等,十分契合我国智能交通、绿色交通的可持续发展理念。然而,PCMs在交通材料领域的研究尚不成熟,从路面应用形式到材料的选取等方面均存在诸多问题。PCMs种类繁多,根据相变形态分为固固和固液型两大类。固固型具有极高的相变温度,难以满足道路环境所需的温度需求,而固液型相变过程出现的液相形态和体积变化会破坏路面的结构,均难以满足相变路面关于调温效果和力学特性的要求。目前提出的解决方案引入了其他材料弥补的方式。具有较好前景的方案包括复合相变材料(CPCMs)、封装包覆、化学桥联、微胶囊等。其中CPCMs具有多样性,可根据需求选取合适的基体材料和固液型相变材料(SLPCMs),通过物理吸附将两者结合;封装包覆是在PCMs外侧形成包覆外壳防止液相PCMs流动并提供足够的力学性能,如溶胶-凝胶工艺;化学桥联通过分子桥加强了基体材料和PCMs之间的联系;而微胶囊类似于封装包覆的原理,但主要针对液相PCMs且具有较小的粒径,可减轻对路面的不利影响。此外,聚氨酯固固相变材料也具有较好的路面适用性,可通过调整化学反应对其相变特性进行调节。本文综述了路用相变材料的研究进展和发展趋势。首先明确了相变沥青路面的工作原理,确定了相变沥青路面系统的最佳应用形式,基于此提出了路用相变材料的技术要求;其次根据要求对纯相变材料进行筛选并分析了路用前景,引入复合相变材料(CPCMs)和微胶囊技术改善沥青路面中PCMs的工作环境,并对其路用适配性和应用前景进行评价;最后提出了相变自愈复合微胶囊的构想,丰富了智能路面的多样性,并对今后的发展进行了展望。

关键词：道路工程相变材料智能路面自愈合储能放热自融雪

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声腔对电动式换能器工作特性的影响

声学学报 2022年第1期47卷 76-84页

作者：桑永杰蓝宇刘茂伊哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

传统的电动式换能器设计理论中,未考虑压力补偿系统等声腔结构对声学性能的影响,声源级理论设计结果与实测结果存在较大差别。研究中将电动式换能器内部的三段气腔视为突变截面声腔结构,给出了声腔的四端网络等效电路,将其作为辐射面的... 详细信息

传统的电动式换能器设计理论中,未考虑压力补偿系统等声腔结构对声学性能的影响,声源级理论设计结果与实测结果存在较大差别。研究中将电动式换能器内部的三段气腔视为突变截面声腔结构,给出了声腔的四端网络等效电路,将其作为辐射面的负载添加到电动式换能器的传统等效电路中,获得了电动式换能器改进的等效电路。基于改进的等效电路求解了带有声腔结构的电动式换能器声源级曲线,该曲线与有限元仿真分析结果基本一致,验证了该改进的等效电路在预报电动式换能器声源级方面的正确性。基于该等效电路研究了声腔的结构尺寸、末端声学边界及腔内气体声学参数对声源级起伏特征的影响。结果显示,在声腔末端敷设吸声材料或在声腔内充入特性阻抗较小的气体对于抑制或消除声源级起伏具有明显作用。

关键词：换能器等效电路电动式声源级吸声材料特性阻抗四端网络声学性能

阻抗和厚度梯度变化准周期结构水下声学特性研究

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振动与冲击 2023年第4期42卷 212-218,255页

作者：杜逸眉胡博李明杰时胜国时洁哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室哈尔滨150001

周期结构在减振降噪、滤波等方面具有很大的应用潜力。功能梯度材料是近年出现的具有优良性能的新型复合材料。为了满足水下低频宽带应用的要求,将周期结构和功能梯度材料相结合,提出了厚度和阻抗梯度变化的准周期结构。利用传递矩阵法... 详细信息

周期结构在减振降噪、滤波等方面具有很大的应用潜力。功能梯度材料是近年出现的具有优良性能的新型复合材料。为了满足水下低频宽带应用的要求,将周期结构和功能梯度材料相结合,提出了厚度和阻抗梯度变化的准周期结构。利用传递矩阵法,对厚度和阻抗梯度变化的准周期结构进行了反射系数的仿真,与周期结构带隙特性进行了比较,分析了厚度与阻抗对准周期结构带隙的影响,最后根据仿真结果制备了试验样品,进行了水下验证试验。研究结果表明,厚度和阻抗梯度变化的准周期结构,第一带隙具有更低的起始频率与更高的截止频率,阻抗梯度变化对准周期结构带隙特性的影响大于厚度梯度变化。研究结果可为利用准周期结构实现水下低频宽带的减振降噪提供参考。

关键词：阻抗梯度变化周期结构减振降噪

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混响水池测量方法及应用

哈尔滨工程大学学报 2020年第10期41卷 1436-1443页

作者：李琪刘舒尚大晶唐锐黄益旺张林王文芝哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取及安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对混响水池不满足扩散场条件,理想混响室理论无法应用这一问题开展了混响水池测量方法研究。本文基于简正波理论,推导了水下封闭空间中混响控制区空间平均声压与声源辐射声功率之间的关系,建立了混响水池测量方法理论基础,不再要求混... 详细信息

针对混响水池不满足扩散场条件,理想混响室理论无法应用这一问题开展了混响水池测量方法研究。本文基于简正波理论,推导了水下封闭空间中混响控制区空间平均声压与声源辐射声功率之间的关系,建立了混响水池测量方法理论基础,不再要求混响水池声场满足扩散场条件;基于标准声源分别采用自由场法及混响水池法测量其辐射声功率,以对混响水池测量方法的准确性进行验证;最后,采用混响水池法分别测量了水下声源辐射声功率、管路噪声、材料吸声系数的测量并进行及水听器的校准。理论及试验研究结果表明:在水池的截止频率以上,基于混响水池法可以较准确地测量水下声源的辐射声功率,采用该方法测得的水下推进器电机的辐射声功率与海上包面法的测量结果相差不超过2 dB;混响水池测量方法可解决水下声源辐射声功率、管路噪声、材料吸声系数的测量及水听器的校准问题。

关键词：混响水池空间平均辐射声功率吸声系数水听器校准水下复杂声源推进器噪声管路噪声截止频率

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考虑沉积角影响的冻结砂土单轴压缩试验研究

岩土力学 2023年第4期44卷 1065-1074页

作者：梁靖宇沈万涛路德春齐吉琳北京建筑大学土木与交通工程学院北京102616 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

寒区工程中的土颗粒在重力作用下沿优势方向沉积排列而形成横观各向同性冻土材料。不考虑沉积方向与荷载方向之间沉积角的影响可能会错误估计实际工程中冻土的变形特征与承载力。然而,现有文献尚未探究沉积角对冻土工程特性的影响。针... 详细信息

寒区工程中的土颗粒在重力作用下沿优势方向沉积排列而形成横观各向同性冻土材料。不考虑沉积方向与荷载方向之间沉积角的影响可能会错误估计实际工程中冻土的变形特征与承载力。然而,现有文献尚未探究沉积角对冻土工程特性的影响。针对这一问题,开展了不同温度条件下沉积角对冻土单轴压缩变形与强度特性影响的试验研究。通过所研发的制样模具制备了具有4种不同沉积角δ的冻土试样(δ=0°、30°、60°和90°),在设定的4种不同温度T条件下(T=-5、-10、-15℃和-20℃)对具有不同沉积角δ的冻土试样开展了单轴压缩试验,分析了T与δ对冻土的变形模式、破坏特征以及单轴抗压强度的显著影响。根据冻土应力-应变曲线的归一化结果及其软化段斜率的变化规律,将冻土单轴压缩变形模式在T与δ影响下分为变形模式I、II和III。根据结果可知,随着T降低以及δ趋于60°,冻土的变形模式趋于由变形模式I过渡到变形模式III,试样破坏模式由鼓胀的X形剪切带破坏趋于破坏范围较小的单剪切面破坏,而冻土单轴抗压强度随T降低而增大的同时,随δ增加表现出先减小后增大的趋势。

关键词：横观各向同性沉积角冻土单轴压缩试验力学特性

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水泥乳化沥青稳定碎石温缩特性

建筑材料学报 2015年第4期18卷 584-588页

作者：王一琪谭忆秋王开生王兴隆哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090 黑龙江工程学院土木与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150050 黑龙江省交通科学研究所黑龙江哈尔滨150080

为解决半刚性基层沥青路面反射裂缝问题,在水泥稳定碎石中加入乳化沥青形成半柔性基层,采用DT80智能数据采集仪,通过电阻应变片对水泥乳化沥青稳定碎石试件的温缩系数进行测定,并对其温缩机理进行探究.分析了养护龄期、乳化沥青用量(质... 详细信息

为解决半刚性基层沥青路面反射裂缝问题,在水泥稳定碎石中加入乳化沥青形成半柔性基层,采用DT80智能数据采集仪,通过电阻应变片对水泥乳化沥青稳定碎石试件的温缩系数进行测定,并对其温缩机理进行探究.分析了养护龄期、乳化沥青用量(质量分数,下同)和水泥用量对水泥乳化沥青稳定碎石温缩特性的影响.结果表明:在水泥稳定碎石中加入乳化沥青,可有效提高其抗温缩性能;温缩系数随乳化沥青用量的增加而减小;随着水泥用量的增加,平均温缩系数先减小后增大;平均温缩系数达到最小值时,对应的水泥用量4.0%为最佳水泥用量,且乳化沥青用量不宜超过3.0%.

关键词：水泥乳化沥青稳定碎石温缩系数温缩机理半柔性基层

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掩埋目标声散射特性及其实验

声学学报 2018年第6期43卷 934-942页

作者：张培珍李秀坤王斌范军哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室哈尔滨工程大学工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

基于变分原理建立2D-FE弱形式解模型，针对轴对称掩埋目标进行散射远场的快速、高精度数值计算。入射波垂直于对称轴，给出：掩埋深度不变，以1°为间隔，改变掠射角所得到目标散射声压级相对于垂直海底照射获得结果的差值随频率、掠射... 详细信息

基于变分原理建立2D-FE弱形式解模型，针对轴对称掩埋目标进行散射远场的快速、高精度数值计算。入射波垂直于对称轴，给出：掩埋深度不变，以1°为间隔，改变掠射角所得到目标散射声压级相对于垂直海底照射获得结果的差值随频率、掠射角变化的表达式；掠射角不变，以0．1m为间隔，改变掩埋深度得到的散射声压级相对于浅掩埋条件下获得结果的差值随频率、深度变化的表达式。实验结果表明：在回波最强的正横方向，掩埋弹性目标表现出的共振散射特性与在自由场空间中具有相似性，表明了掩埋条件下目标内填充的透射和表面环绕波理论的适用性，验证了大掠射角入射得到散射声压级差值的变化规律。研究成果对宽带、高频入射声波探测更深掩埋目标提供思路。

关键词：声散射特性掩埋实验掠射角入射波声压级变分原理散射远场

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桥梁健康监测系统概念设计

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2008年第6期27卷 869-871页

作者：张连振李惠哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

针对目前国内外桥梁健康监测系统的研究现状,深入总结和思考了目前桥梁健康监测研究存在的问题并且从概念意义上指出了诸如桥梁安全预警和桥梁损伤识别等关键问题可能的解决思路。根据桥梁不同状况及经济因素,梳理了三个等级的桥梁健康... 详细信息

针对目前国内外桥梁健康监测系统的研究现状,深入总结和思考了目前桥梁健康监测研究存在的问题并且从概念意义上指出了诸如桥梁安全预警和桥梁损伤识别等关键问题可能的解决思路。根据桥梁不同状况及经济因素,梳理了三个等级的桥梁健康监测系统的框架,给出了每一等级健康监测系统设计的方法和应用条件。最后,初步探讨了桥梁健康监测系统设计的准则和设计步骤。取得的研究成果为桥梁健康监测系统的实用化研究提供了参考。

关键词：桥梁桥梁健康监测系统损伤诊断概念设计设计准则