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钢管混凝土超大型冷却塔抗倒塌性能研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 134-141页

作者：查晓雄汪凯超陈德劲哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

提出一种施工性能优异的钢管混凝土冷却塔,并对其抗倒塌性能展开研究.首先,给出钢管混凝土冷却塔几何设计的计算公式;然后,利用有限元研究该冷却塔在不同缺口圆心角(删除支柱所对应的圆心角)下的倒塌原因及倒塌形态,从倒塌的难易程度、... 详细信息

提出一种施工性能优异的钢管混凝土冷却塔,并对其抗倒塌性能展开研究.首先,给出钢管混凝土冷却塔几何设计的计算公式;然后,利用有限元研究该冷却塔在不同缺口圆心角(删除支柱所对应的圆心角)下的倒塌原因及倒塌形态,从倒塌的难易程度、影响范围及动能大小三个方面对比了钢管混凝土和钢筋混凝土冷却塔的抗倒塌性能.研究结果表明:钢管混凝土冷却塔的倒塌主要由筒壁的局部失稳引起;仅当缺口圆心角超过126°时,冷却塔才会发生整体倒塌破坏;钢管混凝土冷却塔的抗倒塌性能优于钢筋混凝土冷却塔,即相对于钢筋混凝土冷却塔,钢管混凝土冷却塔开始发生倒塌时的缺口圆心角较大,倒塌过程中的动能峰值仅为钢筋混凝土冷却塔的1/10左右,且倒塌后的废墟尺寸较小.

关键词：自然通风冷却塔超大型钢混凝土组合结构抗倒塌性能倒塌形态

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冷却塔定向拆除时剩余支柱的轴力计算方法

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 10-17页

作者：查晓雄汪凯超陈德劲哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

为了使冷却塔的定向拆除更加安全可控,对冷却塔保留柱轴向力的计算方法展开研究。根据力的相似关系给出支柱轴向力与其Z向力之间的关系式,基于平截面假定推导保留柱Z向力的计算公式;利用有限元研究环梁和支柱的弹性模量、支柱高度、保... 详细信息

为了使冷却塔的定向拆除更加安全可控,对冷却塔保留柱轴向力的计算方法展开研究。根据力的相似关系给出支柱轴向力与其Z向力之间的关系式,基于平截面假定推导保留柱Z向力的计算公式;利用有限元研究环梁和支柱的弹性模量、支柱高度、保留柱数量以及相邻柱柱顶所对应的圆心角5种参数对保留柱Z向力的影响;根据有限元的结果对保留柱Z向力的计算公式进行修正,并研究修正后公式的适用性。结果表明:爆破后的冷却塔在所有保留柱上并不满足平截面假定;在实际工程范围内,上述5种参数不影响保留柱Z向力的分布规律为Z向力沿着y轴方向上的分布形态始终“两端受压,中间受拉”,且保留柱中的最大压力始终出现在第n排保留柱上,最大拉力始终出现在第(n-4)排保留柱上;当爆破圆心角为200°~240°时,修正后计算值的相对误差在21%以内,且该公式在不同冷却塔上具有良好的适用性。保留柱轴向力的计算公式从力学角度为冷却塔的拆除提供了理论支撑,增加了拆除工作的安全性。

关键词：自然通风冷却塔钢筋混凝土结构建筑拆除爆破拆除轴力

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基于多切线技术的盾构隧道开挖面稳定性分析

岩土工程学报 2024年

作者：钟军豪 Chian Siau Chen 李永鑫刘明芳陈明辉吴振元龙桂华杨小礼周德中南大学土木工程学院新加坡国立大学土木与环境工程系合肥工业大学汽车与交通工程学院深圳市市政工程总公司

针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题，采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则，基于极限分析上限定理，构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构，提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方... 详细信息

针对非线性条件下深埋隧道开挖面稳定性问题，采用多切线技术分段线性近似Power-Law(P-L)准则，基于极限分析上限定理，构建1种新的开挖面多曲线圆锥破坏机构，提出1种考虑拉应力截断Tensioncut-off(T-C)效应的开挖面稳定性理论计算方法。通过与既有文献结果对比，验证所提方法的可靠性。根据反算的应力分布和破坏机构几何特点，探究不同参数条件下T-C对开挖面稳定性的影响。结果表明：(1)在线性条件下，黏聚力较大且内摩擦角较小时，T-C对开挖面临界支护力的影响较大；在非线性条件下，m的增加并不会放大T-C对开挖面稳定性的影响。(2)在抗拉强度较大时，T-C对开挖面稳定性影响较为显著，随着抗拉强度的折减，T-C控制的破坏机构尺寸逐渐减小，且顶部区域明显钝化。

关键词：开挖面稳定性多切线技术 Power-Law准则拉应力截断极限分析

基于NAGA的物流企业自有及外包运力配置鲁棒优化

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1216-1222页

作者：方之茗何杰张长健叶云涛龚健张浩东南大学交通学院南京211189 夏威夷大学土木与环境工程学院火奴鲁鲁96822

为深入优化物流企业的自有及外包运力配置,综合考虑运输需求不确定性和运输车型异质性,以全年运输利润最大化为目标,构建了多车型参与下运力配置鲁棒优化模型.依据决策变量的层次特性,设计了一种内外双层结构的嵌套式自适应遗传算法(NAG... 详细信息

为深入优化物流企业的自有及外包运力配置,综合考虑运输需求不确定性和运输车型异质性,以全年运输利润最大化为目标,构建了多车型参与下运力配置鲁棒优化模型.依据决策变量的层次特性,设计了一种内外双层结构的嵌套式自适应遗传算法(NAGA).依托上海某物流企业的实际数据,进行了需求确定及不确定情形下的实例分析.结果表明,所构建的鲁棒优化模型兼顾经济性与鲁棒性,NAGA能对该模型进行高效求解.在需求确定情形下,优化后的运输利润提高了6.2%,且NAGA在求解质量及稳定性方面表现优于典型嵌套式启发算法;在需求不确定情形下,采用所提出的运力配置方法,决策者可根据市场波动水平及风险偏好调整鲁棒优化模型参数取值,以灵活获取合适的自有及外包运力配置方案.

关键词：运力配置鲁棒优化需求不确定性车型异质性嵌套式自适应遗传算法(NAGA)

考虑砂浆随机分布的多孔沥青混合料黏附/黏聚失效行为

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交通运输工程学报 2024年第3期24卷 139-153页

作者：王晓威张一鸣王兴威任家兴杨旭黄育兆汪海年西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 新加坡南洋理工大学土木与环境工程学院新加坡639798 长安大学未来交通学院陕西西安710064 长安大学公路学院陕西西安710064

为获得更加真实的多孔沥青混合料(PAC)黏附/黏聚失效行为,提出了一种考虑砂浆随机分布的细观有限元建模方法;基于X射线CT扫描和图像处理技术量化了PAC的真实细观结构和砂浆分布,研究了砂浆的随机分布特性;通过可精确控制砂浆厚度的拉拔... 详细信息

为获得更加真实的多孔沥青混合料(PAC)黏附/黏聚失效行为,提出了一种考虑砂浆随机分布的细观有限元建模方法;基于X射线CT扫描和图像处理技术量化了PAC的真实细观结构和砂浆分布,研究了砂浆的随机分布特性;通过可精确控制砂浆厚度的拉拔试验评价了不同厚度砂浆的黏附/黏聚性能,确定了不同厚度砂浆对应的内聚力模型参数;在砂浆-集料边界和砂浆内部嵌入零厚度内聚力单元,并基于PAC内不同区域的砂浆厚度赋予该区域内聚力单元相应的模型参数,最终构建了考虑砂浆随机分布的细观有限元模型(模型A),研究了PAC黏附/黏聚失效行为的细观演化过程。研究结果表明:推荐将试件分割为36份用于表征砂浆的随机分布特性,砂浆厚度对其黏附/黏聚性能、失效模式以及内聚力模型参数具有显著影响,当砂浆厚度小于0.9 mm或在1.2~1.8 mm时为黏附失效,大于1.9 mm时为黏附-黏聚混合失效,其他厚度下为黏聚失效,且同一失效模式下,黏附/黏聚强度随着砂浆厚度的增大而增大;与不考虑砂浆随机分布的细观有限元模型(模型B)相比,模型A和B的起裂点均为黏附失效,但失效位置不同,模型B以单一的黏附失效为主,模型A表现出多种黏附/黏聚失效行为,与现场复杂的黏附/黏聚失效行为更加一致;砂浆的随机分布对PAC黏附/黏聚失效过程、应力分布、裂缝发展具有显著的影响,故考虑砂浆的随机分布能够更加准确地识别PAC黏附/黏聚失效的最不利位置,增大砂浆厚度能够延缓黏附/黏聚失效的扩展过程。

关键词：路面工程多孔沥青混合料黏附/黏聚失效随机分布细观有限元模型耐久性

中国工业氮氧化物排放和强度的结构分解分析及其减排策略

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中国管理科学 2024年第7期32卷 311-323页

作者：张国兴韩继磊 Su Bin 兰州大学管理学院甘肃兰州730000 新加坡国立大学能源研究所新加坡119620 新加坡国立大学工业系统工程与管理系新加坡117576

经济增长给生态环境可持续发展带来了挑战。氮氧化物污染已成为中国社会经济发展的严峻挑战,尤其是工业源氮氧化物污染。现阶段,政策制定者与学者常使用氮氧化物排放总量的变化来衡量环境绩效,少有研究使用结构分解分析方法系统地追踪... 详细信息

经济增长给生态环境可持续发展带来了挑战。氮氧化物污染已成为中国社会经济发展的严峻挑战,尤其是工业源氮氧化物污染。现阶段,政策制定者与学者常使用氮氧化物排放总量的变化来衡量环境绩效,少有研究使用结构分解分析方法系统地追踪氮氧化物排放/强度变化的驱动因素。本文在投入产出框架下,对中国工业氮氧化物排放/强度进行加性/乘性结构分解,分别从整体层面、最终需求层面和部门层面探究其驱动因素。结果表明,最终需求层面隐含排放/强度均明显降低,投资和居民消费是氮氧化物排放/强度的主要需求驱动力。排放强度效应是氮氧化物排放/强度下降的主要驱动因素(91.69%),最终需求效应是氮氧化物排放/强度降低的阻碍因素。在部门层面,隐含排放主要由建筑业驱动(49.26%),经济增长主要由服务业驱动(44.90%);“电力、热力生产和供应业”“非金属矿物制品业”和“黑色金属冶炼及压延加工业”排放效率的提高是总排放强度下降的主要驱动因素。基于以上结论,本文讨论了实现经济发展与环境保护双重目标的减排策略,为未来氮氧化物污染的治理提供了理论依据。

关键词：投入产出分析氮氧化物排放结构分解分析总隐含强度减缓策略

时移跨孔地震全波形反演方法在水泥搅拌桩检测中的应用研究

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地球物理学进展 2024年第5期 2078-2089页

作者：刘耀徽恩和得力海黄亚平张耘获杨坪中国矿业大学力学与土木工程学院新加坡国立大学土木与环境工程系同济大学土木工程学院吉林大学地球探测科学与技术学院新加坡陆路交通管理局岩土与隧道部

水泥搅拌桩是处理沿海地区软土地基的常用手段，然而在实际工程中存在偷工减料、成桩质量不稳定等问题.目前的搅拌桩检测手段成本高，抽检比例低且可能对桩身完整性造成永久破坏，亟需无损、准确的检测方法.本文将跨孔地震、全波形反演... 详细信息

水泥搅拌桩是处理沿海地区软土地基的常用手段，然而在实际工程中存在偷工减料、成桩质量不稳定等问题.目前的搅拌桩检测手段成本高，抽检比例低且可能对桩身完整性造成永久破坏，亟需无损、准确的检测方法.本文将跨孔地震、全波形反演及时移地震勘探相结合，提出了三种时移跨孔地震全波形反演方法(分别反演、连续反演和双差法反演),并将其应用于新加坡樟宜机场扩建项目中，分析比较了各种方法的检测效果.试验结果表明：跨孔波速测试易受环境干扰，难以反映出桩基的实际深度.背景场对全波形反演分辨率有一定影响，早先注浆失败残留的浆液会导致反演结果中搅拌桩的整体轮廓相对模糊.连续反演可以有效凸显桩基的位置和范围，双差法反演可以在连续反演的基础上进一步弱化背景场的影响，从而提高成像精度．研究成果可为水泥搅拌桩的无损检测提供重要指导．

关键词：全波形反演时移地球物理水泥搅拌桩无损检测跨孔地震

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蒸养条件下机制砂混凝土的力学性能及干缩性能

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1886-1897页

作者：刘穗虎曾晓辉唐卓谢友均龙广成周俊良马刚中南大学土木工程学院湖南长沙410075 悉尼科技大学土木与环境工程学院绿色科技中心澳大利亚悉尼2007

为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探... 详细信息

为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探讨养护条件和砂型对混凝土力学性能及干缩性能的影响规律及相应机理。试验结果表明:无论采用河砂还是机制砂,蒸养混凝土相较标养混凝土具有更高的早期力学性能和更低的干燥收缩,但高温导致水化产物分布不均,阻碍了后续的水化反应,使其后期力学性能出现不同程度的劣化。结合微观测试结果可知,孔径粗化、界面过渡区间隙增大和水化产物结构疏松是造成蒸养混凝土后期性能劣化的主要原因,但采用机制砂替代河砂能有效减弱蒸养热伤损效应产生的劣化影响。此外,蒸养机制砂混凝土相较蒸养河砂混凝土具有更高的力学性能和更优的微观结构,具体表现为:蒸养机制砂混凝土孔结构更加细化,界面过渡区间隙更小,同时基体显微硬度均值更高,整体密实度更高。但小于50 nm毛细孔增加将导致蒸养机制砂混凝土干缩变形增大。基于GL 2000收缩模型,通过引入考虑机制砂的影响因子,建立了蒸养机制砂混凝土干燥收缩预测模型,可较准确且有效地进行蒸养机制砂混凝土的干燥收缩预测。

关键词：机制砂蒸养混凝土力学性能干缩变形收缩预测模型

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高水压高应力岩石声波时域传播特性试验研究

煤炭学报 2024年第7期49卷 3074-3089页

作者：金解放赵康艳黄方博王宇方立兴江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

地下工程岩体普遍处于水压力和地应力环境中,水压力和地应力共同控制着岩石的物理力学特性,研究高水压和高应力对岩石声波传播的影响特性,有利于揭示深部岩体工程开挖时围岩损伤演化、动态力学响应以及水压力和地应力的反演。基于自主... 详细信息

地下工程岩体普遍处于水压力和地应力环境中,水压力和地应力共同控制着岩石的物理力学特性,研究高水压和高应力对岩石声波传播的影响特性,有利于揭示深部岩体工程开挖时围岩损伤演化、动态力学响应以及水压力和地应力的反演。基于自主研发的高水压高应力岩石声波测试系统,设置多组水压力和轴向静应力等级用于模拟地下水压力和地应力环境,对红砂岩和石灰岩进行声波传播试验。选取岩石声波首波波形,研究岩石声波波速、首波幅值和能量随水压力和轴向静应力的变化关系,构建岩石声学参数的演化经验模型。研究结果表明,当承受的轴向静应力确定时,红砂岩声波波速随水压力的增大呈先上升后下降的变化趋势,2者呈良好高斯函数关系,石灰岩声波波速随水压力的增加先快速升高后缓慢降低。当承受的水压力确定时,2种岩石声波波速随轴向静应力的增大均呈先增加后减小的变化趋势,红砂岩声波波速与轴向静应力呈高斯函数关系,且红砂岩声波波速变化显著,石灰岩变化较小。确定轴向静应力工况下,红砂岩首波幅值和能量随水压力的增加先平缓发展后快速降低,首波幅值与水压力呈指数函数的变化关系;石灰岩首波幅值和能量随水压力的增加先快速增加后平稳发展或略有降低。确定水压力工况下,红砂岩首波幅值和能量随轴向静应力的增加先升高后下降;石灰岩首波幅值和能量随轴向静应力的增大先快速上升后急剧减小。研究成果对深部高水压环境下岩体工程开挖围岩赋存状态表征、应力波传播以及邻近结构的稳定性分析提供理论基础。

关键词：深部高水压岩石声波传播声波波速首波幅值首波能量