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混凝土结构全寿命减碳技术研究进展

建筑结构学报 2024年第3期45卷 1-14页

作者：赵羽习张大伟夏晋孟涛曾强弓扶元浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

混凝土结构应用广泛,但其在施工、服役和退役的全寿命周期均有较大量的碳排放,因此,混凝土结构全寿命减碳技术的研发与应用,对于推动建筑业低碳发展至关重要。从混凝土结构全寿命角度出发,将结构生命过程划分为服役前(包括材料制备和施... 详细信息

混凝土结构应用广泛,但其在施工、服役和退役的全寿命周期均有较大量的碳排放,因此,混凝土结构全寿命减碳技术的研发与应用,对于推动建筑业低碳发展至关重要。从混凝土结构全寿命角度出发,将结构生命过程划分为服役前(包括材料制备和施工建造)、服役中(包括运营和维护)、服役后(包括拆除和回收)3个阶段,以全寿命周期总碳排放量和年均碳排放量为评价指标,分阶段探讨了混凝土结构减碳技术理念;提出了采用新型低碳胶凝材料、提升结构耐久性以及退役后建筑固废循环利用等方式实现混凝土结构全寿命减碳;总结了混凝土结构减碳设计理论的研究现状,建议通过多目标优化分析,实现可靠性、经济性和碳排放的平衡设计;对混凝土结构全寿命减碳设计下一步研究和实施的方向进行了展望。

关键词：混凝土结构碳排放全寿命周期减碳技术减碳设计

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裂纹对金属磁记忆信号影响的试验研究

工程力学 2024年第5期41卷 247-256页

作者：刘柳包胜浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

为分析构件应力集中区域裂纹对磁记忆信号的影响,分别对Q345钢材有裂纹和无裂纹两类菱形缺陷试件开展逐级加载拉伸试验,采集卸载后试件表面磁记忆信号,通过ABAQUS有限元模拟得出试件卸载后等效残余应力分布,对比分析磁记忆信号分布和演... 详细信息

为分析构件应力集中区域裂纹对磁记忆信号的影响,分别对Q345钢材有裂纹和无裂纹两类菱形缺陷试件开展逐级加载拉伸试验,采集卸载后试件表面磁记忆信号,通过ABAQUS有限元模拟得出试件卸载后等效残余应力分布,对比分析磁记忆信号分布和演变规律,提取了4个反映磁记忆信号畸变程度的特征参数。结果表明:磁记忆信号可以反映残余应力扩展的演变过程;由于裂纹的存在,磁记忆信号的分布特征会发生改变;对磁记忆信号特征参数定量分析发现,裂纹的存在不会改变磁记忆信号畸变程度随外加荷载变化的整体规律,但是磁记忆信号畸变程度和其随荷载增大的速率都会增加。

关键词：金属磁记忆残余应力裂纹有限元仿真特征参数

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基于YOLOv5和Mask-RCNN组合模型的社交媒体内涝灾害分析

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1822-1831页

作者：张凌嘉周欣磊许月萍江衍铭浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

由于缺少淹没实测数据,针对城市市区淹没深度测量数据需求,基于社交媒体与深度学习技术,探索根据社交媒体用户上传信息提取洪水淹没信息的新方法.研发基于YOLOv5与Mask-RCNN组合模型的实例分割算法,制作轿车众多关键部位的识别数据集.... 详细信息

由于缺少淹没实测数据,针对城市市区淹没深度测量数据需求,基于社交媒体与深度学习技术,探索根据社交媒体用户上传信息提取洪水淹没信息的新方法.研发基于YOLOv5与Mask-RCNN组合模型的实例分割算法,制作轿车众多关键部位的识别数据集.根据模型训练结果实现全新的市区淹没事件的淹没高度提取方法.通过输入淹没图像对城市内涝中淹没点位与淹没深度进行预测,与淹没重演模型得到的数据进行比较.基于模拟淹没实验来制作验证数据集,验证该方法的可行性.结果表明,所研发的YOLOv5与Mask-RCNN组合模型的纳什效率系数为0.98.使用郑州市“7·20”城市内涝的实际社交媒体图像进行可靠性验证.结果表明,所提方法能够为城市市区内涝淹没过程提供有效数据来源.

关键词：城市内涝社交媒体 YOLOv5 Mask-RCNN 水深提取图像识别

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聚醚型两亲分子对水泥净浆收缩的影响及机理

建筑材料学报 2024年第1期27卷 1-8,29页

作者：林学智赖俊英周益帆钱晓倩钱匡亮浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

将5种聚醚型两亲分子作为减缩组分,测试了其对水泥净浆收缩变形的影响,探究了表面张力与胶束粒径分布对收缩的影响机理.结果表明:二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和聚乙二醇400不形成稳定的胶束,减缩效果随着孔溶液表面张力的降低而提高;聚... 详细信息

将5种聚醚型两亲分子作为减缩组分,测试了其对水泥净浆收缩变形的影响,探究了表面张力与胶束粒径分布对收缩的影响机理.结果表明:二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和聚乙二醇400不形成稳定的胶束,减缩效果随着孔溶液表面张力的降低而提高;聚醚改性硅油具有低临界胶束浓度(CMC),形成的胶束大小为30 nm左右,影响了聚醚改性硅油单体在毛细孔溶液表面的铺展,同时细化了水泥石的孔结构,减缩效果较差;含氟聚醚具有超低的表面张力及CMC,其胶束易产生聚沉,孔溶液的有效含量极低,无减缩效果.

关键词：水泥净浆干燥收缩胶束聚醚型两亲分子

斜拉桥钢塔地震损伤特性及输入地震动参数的影响

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浙江大学学报（工学版） 2024年第4期58卷 817-827页

作者：郏洲谢旭王天佳成程浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

以主跨为165 m的独塔钢斜拉桥为研究对象,建立精细化钢塔计算模型.选取经峰值加速度调整后的历史地震记录作为地震动输入,分析顺桥向弹塑性时程反应,研究钢塔的钢板局部失稳以及超低周疲劳开裂特性,讨论纤维模型的适用性.结果表明,沿高... 详细信息

以主跨为165 m的独塔钢斜拉桥为研究对象,建立精细化钢塔计算模型.选取经峰值加速度调整后的历史地震记录作为地震动输入,分析顺桥向弹塑性时程反应,研究钢塔的钢板局部失稳以及超低周疲劳开裂特性,讨论纤维模型的适用性.结果表明,沿高度方向加载的Pushover法能够预测钢塔顺桥向地震塑性发展的顺序和位置;纤维模型能够获得钢塔的弹塑性地震位移反应以及地震损伤位置,不能精确评价结构残余变形与损伤程度;输入地震动的峰值地面速度(PGV)/峰值地面加速度(PGA)值是影响结构地震损伤程度的指标;当PGA相同时,PGV/PGA值越大的地震动引起的钢塔地震损伤越显著,钢塔斜拉桥抗震性能验算应选用PGV/PGA值大的地震动时程.

关键词：钢塔地震损伤近断层地震动钢板局部失稳超低周疲劳损伤

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剪力滞对CFRP板-钢梁加固界面应力的影响

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浙江大学学报（工学版） 2024年第5期58卷 1020-1028页

作者：朱佩云李晓章余明明谢旭浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500

为了分析工字钢梁弯曲变形产生的剪力滞效应对黏结层法向应力和切应力的影响,基于虚功原理的能量变分法建立考虑剪力滞的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固梁黏结应力计算理论方程.通过与试验和有限元数值模拟结果的对比,验证了理论方程的... 详细信息

为了分析工字钢梁弯曲变形产生的剪力滞效应对黏结层法向应力和切应力的影响,基于虚功原理的能量变分法建立考虑剪力滞的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固梁黏结应力计算理论方程.通过与试验和有限元数值模拟结果的对比,验证了理论方程的正确性.开展不同弯矩作用下的工字型钢梁黏结层界面切应力和法向应力参数分析.结果表明,剪力滞引起的翼缘板纵向位移沿横向3次抛物线分布的假定是合理的.剪力滞效应对CFRP加固工字钢梁弯曲变形下的端部界面应力影响不可忽略,影响程度随着截面弯矩和翼缘板宽度的增加而增大.

关键词：碳纤维增强复合材料(CFRP) 工字型钢梁加固剪力滞能量变分法界面应力

非对称破坏模式下临坡地基的Meyerhof承载力新解

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岩土工程学报 2024年第5期46卷 1077-1084页

作者：晏青赵均海张常光长安大学建筑工程学院陕西西安710061 山东理工大学建筑工程学院山东淄博255000

利用统一强度理论的平面应变强度方程,综合考虑中间主应力、基础至坡肩的水平距离、边坡高度和基底粗糙情况等因素,提出临坡地基坡面非对称破坏模式和坡底非对称破坏模式,继而建立条形基础下临坡地基新的Meyerhof承载力解答,给出具体应... 详细信息

利用统一强度理论的平面应变强度方程,综合考虑中间主应力、基础至坡肩的水平距离、边坡高度和基底粗糙情况等因素,提出临坡地基坡面非对称破坏模式和坡底非对称破坏模式,继而建立条形基础下临坡地基新的Meyerhof承载力解答,给出具体应用步骤并开展理论退化分析与对比验证。研究表明:考虑坡后土体强度贡献所提出的非对称破坏模式更符合临坡地基的实际破坏形态;所得临坡地基Meyerhof承载力解答与文献模型试验和数值模拟均吻合良好;中间主应力可明显提高临坡地基的承载力;临坡地基承载力随边坡高度增加先减小后恒定。研究结果合理反映了土体强度的中间主应力效应、破坏模式的非对称性以及基础旁侧土体强度等工程实际情况,对临坡地基优化设计具有一定的理论指导意义。

关键词：临坡地基地基承载力非对称破坏模式 Meyerhof理论统一强度理论

基于WRF-LES模式的大气边界层近地风场精细化模拟研究

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上海交通大学学报 2024年第2期58卷 220-231页

作者：刘达琳陶韬曹勇周岱韩兆龙上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 安徽工程大学建筑工程学院安徽芜湖241060

台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报... 详细信息

台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报-大涡模拟(WRF-LES)精细化模拟效果与参数设置密切相关.寻求适用于精细化模拟近地面风场的参数设置,选用WRF-LES模式中的几种次网格模型和空间差分格式,采用较细密的网格分辨率,进行理想大气边界层模拟.对比平均风速剖面、湍流强度剖面和功率谱等风场特性,讨论关键参数对近地面风场模拟精度的影响,确定合适的参数设置.研究表明:对次网格模型,非线性回波散射和各向异性(NBA1)模型可有效改善近地面风场模拟精度;对网格方案,在计算域底部不均匀加密垂直网格可更好地描述近地面风场空间分布特征,有效减小计算资源;对空间差分格式,偶数阶差分相较奇数阶差分格式可捕获更小尺度湍流结构.所提出的WRF-LES模式参数方案,可为精细化模拟近地面风场和台风边界层提供技术参考.

关键词：次网格模型网格分辨率空间差分格式数值天气预报-大涡模拟

毛细屏障在黄土路基干裂防控中的应用及设计参数影响分析

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中国公路学报 2024年第6期37卷 207-216页

作者：黄沛张亚国杨西京高引龙王幼博长安大学建筑工程学院陕西西安710061

黏性土路基在长期干旱气候条件下易出现干缩开裂的现象,针对该问题提出利用毛细屏障盖层(Capillary Barrier Cover,CBC)代替防渗土工膜或注浆帷幕等传统工程措施来维持路基水分场的稳定。通过开展黄土路基物理模型试验对该方法的有效性... 详细信息

黏性土路基在长期干旱气候条件下易出现干缩开裂的现象,针对该问题提出利用毛细屏障盖层(Capillary Barrier Cover,CBC)代替防渗土工膜或注浆帷幕等传统工程措施来维持路基水分场的稳定。通过开展黄土路基物理模型试验对该方法的有效性进行验证,并基于非饱和土力学理论对其内在机理进行分析。物理模型试验结果表明:在持续15 d的高温(35℃~50℃)天气下,无毛细屏障盖层一侧的路基中观测点含水率下降了4.6%~7.9%,且路基顶部和斜坡位置均发生了干缩开裂;与之相比,铺设毛细屏障盖层一侧的路基对应位置处含水率仅下降了1.0%~2.0%,路基水分场均匀且无任何开裂现象;同时,由于细粒土层的隔热保温效应,铺设毛细屏障盖层侧的路基温度场较未铺设一侧总体低5.5℃;这说明毛细屏障盖层能够对路基水温场进行调控,有效地抑制路基中水分的蒸发。在此基础上,建立了与路基物理模型相对应的有限元数值模型,分析了毛细屏障盖层主要设计参数对其性能的影响规律。数值模型试验结果表明:随着盖层系统中粗粒土和细粒土厚度的增加,路基蒸发失水量均有所降低,但前者影响更为显著;当粗粒土层厚度增加40 mm时,路基各测点含水率降幅为1.7%~4.5%,而细粒土层增加同样厚度引起的变化不到1.0%;此外,毛细屏障盖层中土体的初始含水状态对路基水分场变化影响不大,实际工程设计中可从土体是否便于压实的角度来考虑其含水率取值。

关键词：路基工程黄土路基干缩开裂毛细屏障水分场稳定设计参数

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