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砂土中倾斜条形锚板法向拉拔承载特性研究

岩土工程学报 2023年第7期45卷 1451-1460页

作者：胡伟张翰林孟建伟刘顺凯聂志红湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 中南大学土木工程学院湖南长沙410083

锚板倾斜埋设时,倾角对承载特性的影响研究尚不充分,倾角与埋深耦合控制锚板承载机制的规律还不明确。基于模型试验和数字照相测量技术开展了砂土中倾斜条形锚板的承载特性研究,得到了以下4点认识:①锚板上拔承载因子Nγ随埋深比增加呈... 详细信息

锚板倾斜埋设时,倾角对承载特性的影响研究尚不充分,倾角与埋深耦合控制锚板承载机制的规律还不明确。基于模型试验和数字照相测量技术开展了砂土中倾斜条形锚板的承载特性研究,得到了以下4点认识:①锚板上拔承载因子Nγ随埋深比增加呈先快后缓的增大趋势,直至趋于一渐近值,倾角越大,上拔承载因子增速越快。②承载力增长系数Ki随埋设倾角增加表现为非线性增大,而随埋深比的增大则呈整体下降趋势,速率先快后慢,且埋深比越大,埋设倾角对拉拔承载力的影响越小。③锚周土体滑动面随埋深比和埋设倾角的演化可用椭圆来刻画,该椭圆的长短轴比随埋深比的增大而减小,两者之间可用幂函数来表征;埋设倾角对椭圆大小没有影响,将同埋深比水平锚板滑动面椭圆转动一定角度可得到倾斜锚板滑动面椭圆,该角度可表达为埋设倾角的二次函数。④采用等效路径法可将浅埋水平锚板拉拔力学模型推演至深埋倾斜锚板拉拔力学模型,使得在埋深和倾角全域内构建锚板拉拔力学分析模型成为可能。

关键词：条形锚板上拔承载因子承载力增长系数滑动面埋深比倾角椭圆

隧道爆破振动对新浇超短龄期混凝土二衬的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第2期51卷 507-513页

作者：贺泳超陈秋南衣利伟黄向韬曾奥周相识周光裕湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南尚上建设开发有限公司湖南长沙410022

为探究隧道施工爆破振动对隧道二衬新浇筑混凝土的影响,以Ⅳ级围岩台阶法施工的上台阶掌子面爆破作为震源,对不同新浇超短龄期的4个等级强度的混凝土试块分别在不同爆心距下进行爆破振动试验。待所有试块养护28 d后,采用非金属超声检测... 详细信息

为探究隧道施工爆破振动对隧道二衬新浇筑混凝土的影响,以Ⅳ级围岩台阶法施工的上台阶掌子面爆破作为震源,对不同新浇超短龄期的4个等级强度的混凝土试块分别在不同爆心距下进行爆破振动试验。待所有试块养护28 d后,采用非金属超声检测仪分别测试超声波在受振混凝土试块和普通混凝土试块中的传播速度,通过对两者传播速度进行对比分析,判断爆破受振混凝土试块的缺陷与损伤程度。研究结果表明:在Ⅳ级围岩上台阶施工情况下,爆心距为15 m处的混凝土试块受爆破振动的影响最大,在30 m处的混凝土试块具有最强抵抗爆破振动的能力,30 m之后爆破振动对混凝土试块的损伤较小且逐渐趋于稳定。这可为缩短二衬至掌子面距离、确保隧道施工安全提供参考。

关键词：爆破振动超短龄期混凝土超声波检测混凝土缺陷

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基于蒙特卡洛法的页岩气吸附特性研究

应用力学学报 2020年第3期37卷 1314-1320,I0028页

作者：郜世才任中俊湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

页岩气的吸附特性主要依赖于甲烷分子在纳米孔隙中的吸附行为。本文运用巨正则蒙特卡洛法(GCMC)分析甲烷分子在石英、蒙脱石、有机质纳米孔中的吸附行为,研究气体压强、环境温度、孔径对甲烷吸附性能的影响规律。分子模拟结果表明:甲烷... 详细信息

页岩气的吸附特性主要依赖于甲烷分子在纳米孔隙中的吸附行为。本文运用巨正则蒙特卡洛法(GCMC)分析甲烷分子在石英、蒙脱石、有机质纳米孔中的吸附行为,研究气体压强、环境温度、孔径对甲烷吸附性能的影响规律。分子模拟结果表明:甲烷分子在有机质纳米孔中的吸附量明显大于在蒙脱石和石英纳米孔中的吸附量。在孔壁附近0.5nm范围内,甲烷分子近似平行于孔壁分布;而在远离孔壁面,甲烷分子的分布比较分散。三种纳米孔中吸附气所占比例在46.56%~82.20%之间。在相同温度和压强下,甲烷吸附量随着孔径的增大而线性增加;在相同温度和孔径下,甲烷吸附量随着压强的增大而增大,二者之间的物理关系可以近似采用幂函数进行描述,甲烷分子的吸附比例随着压强的增大而近似于线性减小;在相同压强和孔径下,甲烷吸附量随着温度的升高而线性降低。

关键词：蒙特卡洛法甲烷吸附页岩气纳米孔隙

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小波阈值法的改进及在地质雷达探测中的应用

地质与勘探 2019年第4期55卷 1036-1044页

作者：邹根陈秋南马缤辉雷勇李君杰湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

隧道超前地质预报是否准确,高信噪比的地质雷达信号是关键。在进行地质雷达探测时,由于受到周围复杂环境的影响,采集的雷达数据中含有各种干扰信号,降低了信号质量,直接影响到解译人员对地质条件的解读,影响了隧道超前地质预报的精确度... 详细信息

隧道超前地质预报是否准确,高信噪比的地质雷达信号是关键。在进行地质雷达探测时,由于受到周围复杂环境的影响,采集的雷达数据中含有各种干扰信号,降低了信号质量,直接影响到解译人员对地质条件的解读,影响了隧道超前地质预报的精确度。因此,本工作提出利用一种优化过的阈值方法对信号进行去噪,提高信噪比。优化主要是从优化阈值选取方式和优化阈值函数的选取两个方面对软阈值方法进行优化,并且通过仿真实验进行验证。结果从信噪比的提升和均方差的减小幅度上以及去噪效果三方面进行对比,实验证明改进方法更优于软硬阈值方法,改进方法可适用于实际雷达数据干扰信号的处理,能提高信号信噪比,更好地还原信号。

关键词：小波阈值去噪阈值函数信噪比均方差地质雷达探测

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冲击荷载下层状板岩拉伸破坏及能耗规律研究

应用力学学报 2021年第4期38卷 1373-1382页

作者：刘运思何楚韶王世鸣牟天光彭亚雄湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湘潭411201

为探究层状板岩动态破坏机理及能耗规律,通过分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar)系统和高速摄像仪开展了巴西劈裂试验。研究了不同层理角度和加载率下板岩动态拉伸能量耗散规律以及岩体破坏模式、破坏过程与能量耗散之... 详细信息

为探究层状板岩动态破坏机理及能耗规律,通过分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar)系统和高速摄像仪开展了巴西劈裂试验。研究了不同层理角度和加载率下板岩动态拉伸能量耗散规律以及岩体破坏模式、破坏过程与能量耗散之间的关系。通过研究得到如下主要结论:(1)随着加载率的提高,板岩动态拉伸强度和耗散能密度均呈现指数增长的趋势;(2)当层理角度θ为0°时,岩体主要是沿层理面拉伸破坏,破裂面形成破裂带,耗散能低;当层理角度θ为15°时,破裂面为剪切破裂带,而θ为30°和45°是拉剪复合破坏,两者耗散能较高;当层理角度θ为60°、75°、90°时,岩样主要是沿非层理面拉伸破坏,破裂面形成环状和中心起裂两种,耗散能最大;(3)随着加载率的提高,岩体耗散能密度越大,岩体吸收的能量越多,分形维数D值越大,岩体越破碎。

关键词：层状板岩冲击荷载拉伸破坏能量耗散分形维数

柔性基底上金属薄膜的失效行为及界面能测试方法研究进展

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材料导报 2020年第1期34卷 50-58页

作者：薛秀丽王世斌曾超峰李林安王志勇湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湘潭411201 天津大学机械工程学院天津300072

沉积在柔性聚合物基底的金属薄膜复合结构同时具有聚合物和金属的优势,包括聚合物的灵活性和轻质性,以及金属的优良导电率和电磁波屏蔽等特点。柔性基底-金属薄膜系统以其高延展性、高柔性、高制作效率、良好的电学特性和生物相容性等... 详细信息

沉积在柔性聚合物基底的金属薄膜复合结构同时具有聚合物和金属的优势,包括聚合物的灵活性和轻质性,以及金属的优良导电率和电磁波屏蔽等特点。柔性基底-金属薄膜系统以其高延展性、高柔性、高制作效率、良好的电学特性和生物相容性等优点而受到青睐,在微机电系统、航空航天、生物材料、柔性电子等领域有广阔的应用前景。在所有应用中,柔性基底-金属薄膜系统的性能、可靠性和耐久性都直接与薄膜和基底之间良好的界面粘附能密切相关,良好的界面粘接性能往往能提高薄膜抑制失效的能力。膜-基结构的力学性能和界面结合性能对相关器件的使用性能和服役寿命起着至关重要的作用。然而,在实际应用中,薄膜-基底复合结构承受着复杂的载荷,如拉伸、扭转、弯曲等,虽然柔性基底可以承受较大的变形,但金属薄膜则不能,这可能导致膜-基结构发生各种形式的破坏。其中三种主要的失效形式包括界面脱层、薄膜屈曲和薄膜断裂。一方面,这些破坏将严重影响薄膜的电、磁、光等物理性能,而膜-基间的界面粘附性能对薄膜失效的发生和发展起着关键作用。另一方面,针对不同的失效模式,可以充分利用其测试薄膜的力学性能和界面粘附能。近几年来,柔性基底上的单层膜、双层膜和纳米多层膜系统的失效行为和界面粘附能测试等问题引起了学者们的广泛关注。对于柔性基底上的单层薄膜体系,学者们已经针对薄膜和界面的各种失效行为和断裂机理进行了深入研究;对于多层金属薄膜体系,不同性质金属层的组合可以提高体系的附着力、耐腐蚀性或热稳定性。多层膜的尺寸效应影响机制、不同材料层间组合以及界面力学响应问题是近几年学者关注的热点。以往,对膜-基界面粘附能的研究主要针对硬基底,近几年来,学者们针对柔性基底-金属薄膜系统的界面粘附能的测试提出了新的有效方法。本文综述了柔性基底上微纳米金属薄膜的失效行为和界面破坏问题的最新研究进展,重点介绍了薄膜及界面的破坏模式、尺寸效应、多层薄膜的破坏失效等问题;特别讨论了如何利用薄膜的屈曲破坏来测量薄膜性能以及确定界面粘附能;最后,针对这一领域的研究面临的问题和前景进行展望,以期为制备新型柔性膜-基系统的材料选择和结构设计提供参考。

关键词：柔性基底金属薄膜膜-基界面失效屈曲断裂界面粘附能沉积

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环洞庭湖土壤抗生素抗性基因分布和潜在风险

中国环境科学 2024年第3期44卷 1575-1583页

作者：武晨黄凤莲刘新刚范青青陆海楠李启武郭倩李莹彭勇春李峰湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411105 长沙环境保护职业技术学院湖南长沙410004 国家环境保护城市土壤污染控制与修复工程技术中心上海市环境科学研究院上海200233 环境生态健康湖南省普通高校重点实验室湖南湘潭411105 湖南省长沙生态环境监测中心湖南长沙410001 湖南省生态环境监测中心湖南长沙410027 湖南省湘西生态环境监测中心湖南吉首416000 国家环境保护重金属污染监测重点实验室湖南长沙410014

本研究通过实时荧光定量PCR和基于Monte Carlo模拟的概率健康风险评估模型,分析了环洞庭湖流域52个表层土壤点位中8类典型抗生素抗性基因(ARGs,16种ARGs亚型)的分布特征和潜在健康风险.结果表明,环洞庭湖流域周边表层土壤中ARGs总丰度... 详细信息

本研究通过实时荧光定量PCR和基于Monte Carlo模拟的概率健康风险评估模型,分析了环洞庭湖流域52个表层土壤点位中8类典型抗生素抗性基因(ARGs,16种ARGs亚型)的分布特征和潜在健康风险.结果表明,环洞庭湖流域周边表层土壤中ARGs总丰度范围为3.29×10^(7)~3.73×109copies/g,远高于土壤ARGs背景值(1.80×10^(5)~1.35×10^(7)copies/g,平均值为3.03×106copies/g).南洞庭湖流域表层土壤中ARGs丰度高于东、西洞庭湖流域.磺胺类、四环素类和氨基糖苷类ARGs是高丰度的ARGs类型,平均丰度分别为1.51×10^(8)、1.50×10^(7)和2.64×10^(7)copies/g,主要ARGs亚型是sul1和dfrA14,均属于磺胺类ARGs.I类整合子基因(intl1)的平均丰度为6.94×10^(8)copies/g,高于总ARGs平均丰度.相关性分析表明intl1丰度与dfrA14、tetR和kan基因丰度呈显著正相关(P健康风险不可忽视,皮肤接触是ARGs主要暴露途径,磺胺类ARGs是潜在健康风险的主要来源.

关键词：环洞庭湖土壤抗生素抗性基因分布特征潜在风险

大面积基坑开挖前预降水对支护墙变形的影响研究

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岩土工程学报 2017年第6期39卷 1012-1021页

作者：曾超峰郑刚薛秀丽湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 天津大学建筑工程学院天津300072

首先基于工程实测,研究了大面积宽基坑土方开挖前群井预降水对支护墙变形的影响,实测到基坑开挖前降水引起的最大支护墙侧移达到15 mm,约为该基坑变形报警值的47.6%;并发现对于排桩支护墙,在支护侧布置降水井,可以起到减小坑内降水引起... 详细信息

首先基于工程实测,研究了大面积宽基坑土方开挖前群井预降水对支护墙变形的影响,实测到基坑开挖前降水引起的最大支护墙侧移达到15 mm,约为该基坑变形报警值的47.6%;并发现对于排桩支护墙,在支护侧布置降水井,可以起到减小坑内降水引起支护墙侧移的作用;然后开展了35个常见工况的三维流固耦合有限元数值计算,研究了基坑宽度对支护墙变形的影响规律及其机理。结果表明,宽度较大基坑在同一预降水时间和深度条件下将发生更大幅度支护墙侧移,而在通常的预降水深度(0~20 m)条件下,对于宽度为20~40 m的地铁基坑,降水引起的支护墙最大变形及其增量均对基坑宽度的变化十分敏感,而对于宽度大于40 m的基坑,在同一降水深度条件下,支护墙最大侧移仅有较小的差别。而引起上述规律的机理可用降水过程中基坑中轴两侧土体侧移的叠加效应强弱来解释,基坑宽度越小,降水过程中坑内土体侧移叠加效应越明显,最大支护墙侧移就越小。

关键词：深基坑预降水支护墙变形工程实测有限元计算叠加效应

开挖前降水作用下基坑围挡结构-地层相互作用机制

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河海大学学报（自然科学版） 2019年第5期47卷 440-446页

作者：薛秀丽李淼坤曾超峰湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

依托天津地铁3号线某车站基坑实测资料,建立二维流固耦合有限元数值模型,研究不同基坑宽度和开挖前降水深度条件下被动区土压力、地基土水平向基床系数等参数沿深度的分布规律,并将数值分析结果与传统基坑设计中基于m法得到的结果进行... 详细信息

依托天津地铁3号线某车站基坑实测资料,建立二维流固耦合有限元数值模型,研究不同基坑宽度和开挖前降水深度条件下被动区土压力、地基土水平向基床系数等参数沿深度的分布规律,并将数值分析结果与传统基坑设计中基于m法得到的结果进行对比和分析。结果表明,基坑开挖前降水时,降水深度范围内的地基土水平向基床系数相较于m法确定的值有较大幅度减小,并且基坑宽度和降水深度越大,地基土水平向基床系数就越小。这是由于降水过程中降水井旁渗流力的作用导致被动区土体发生背离围挡结构的水平位移,并进一步引起复杂的围挡结构-土相互作用。利用弹性地基梁法进行开挖前降水引发基坑围挡结构变形预测时,若采用m法来确定地基土水平向基床系数,将会低估开挖前降水引发的围挡结构变形。

关键词：深基坑开挖前降水水平向基床系数土压力有限元分析 m法基坑宽度降水深度