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风积砂-黄土混合料与钢界面的环形剪切力学特性

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材料导报 2024年第5期38卷 61-68页

作者：姚志华张建华辛建平穆锐空军工程大学机场建筑工程系西安710038 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司成都610052 中国人民解放军陆军勤务学院重庆401331

黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及... 详细信息

黄土高原北侧与诸多沙漠接壤,形成了广泛分布的风积砂-黄土混合区。不同比例条件下的风积砂-黄土混合料会呈现不同的物理力学特征,且风积砂-黄土混合料地基现场施工和使用过程中常与其他材料产生界面接触力学行为,相关研究目前鲜有述及。鉴于此,本工作获得了不同掺砂率条件下的混合料最大干密度,配制相同压实度和不同掺砂率的风积砂-黄土混合料环状试样,开展不同竖向压力和剪切速率条件下的混合料与钢制界面的环形剪切试验,借助扫描电镜观测不同混合料的颗粒分布特征以及颗粒破碎特征,揭示风积砂-黄土混合料与钢制界面环形条件下的残余强度形成机制。结果表明,随着掺砂率的增大,风积砂-黄土混合料的物理力学特征由黄土向砂土过渡。竖向压力小于100 kPa条件下,混合料产生剪胀的概率增大。混合料与钢界面之间的残余强度与竖向压力呈线性关系,变化趋势符合摩尔-库仑定律。随着掺砂率的增大,风积砂颗粒破碎效应增大,混合料与钢界面之间的残余内摩擦角及残余黏聚力均会减小。剪切速率的增大会缩短混合料与钢界面之间的接触时间,两者之间的接触、咬合效应尚不足以发挥作用进而减小了界面残余强度。研究结果预测了风积砂中掺入黄土的比例,可以为风积砂地基处理提供有益参考,也可为风积砂-黄土混合料施工力学行为研究提供科学借鉴。

关键词：风积砂-黄土混合料钢界面环剪试验界面残余强度

考虑海水-海床-斜拉桥相互作用下纵桥向设置BRB的减震作用与优化设计

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振动工程学报 2024年第5期37卷 789-801页

作者：陈宝魁何世杰杜玉杰陈少林高金贺南昌大学工程建设学院江西南昌330031 南京航空航天大学民航学院土木与机场工程系江苏南京210016 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013

由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反... 详细信息

由于海洋场地存在深厚的海水层,其对海底地震动特性以及海洋结构物的地震反应存在较大影响,在跨海桥梁等海洋结构物抗震分析时不容忽视。因此,研究基于地震波动理论建立海水-海床-斜拉桥耦合的地震波动分析模型,确定海水层对结构地震反应的影响。考虑海洋环境可能对减震构件的耐久性造成威胁,提出一种应用耐久性能优良的防屈曲支撑(Bulking Restrained Brace,BRB)作为纵桥向减震构件的斜拉桥减震体系,并且以青州航道桥为工程背景,通过其与漂浮体系斜拉桥模型的地震反应对比,验证了考虑海洋环境影响下该减震体系的可行性。研究对BRB的布设位置与设备参数等进行优化分析,进一步确定BRB作为斜拉桥纵桥向减震构件的设计方法。研究发现地震作用下海水产生的动水效应会放大斜拉桥上部结构的地震反应。通过对比不同工况下结构的地震反应,发现在桥墩与桥塔位置同时设置BRB时,桥梁整体减震效果最佳。另外,BRB的屈服承载力等参数对斜拉桥的抗震性能亦产生较大影响。

关键词：海水-海床-斜拉桥耦合防屈曲支撑海底地震动减震体系地震波动

除冰盐冻融作用下混凝土界面粘结强度与界面过渡区细观力学性能的关系

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材料导报 2024年第5期38卷 165-171页

作者：朱本清余红发巩旭吴成友麻海燕青海大学土木工程学院西宁810000 南京航空航天大学机场与土木工程系南京211106 青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室西宁810000

界面过渡区(Interfacial transition zone, ITZ)是混凝土内部结构的薄弱环节,也是外界侵蚀性离子向内扩散渗透的通道。通过除冰盐快速冻融实验研究了在除冰盐冻融环境下混凝土界面宏观和细观力学性能的变化规律。结果表明,混凝土粗骨料... 详细信息

界面过渡区(Interfacial transition zone, ITZ)是混凝土内部结构的薄弱环节,也是外界侵蚀性离子向内扩散渗透的通道。通过除冰盐快速冻融实验研究了在除冰盐冻融环境下混凝土界面宏观和细观力学性能的变化规律。结果表明,混凝土粗骨料与砂浆的界面粘结强度和ITZ显微硬度在盐冻过程中均呈现出典型的两段式线性变化,即随着盐冻循环次数增加而增强的初始强化阶段和随着盐冻循环次数增加而降低的后期劣化阶段;初始界面粘结强度或ITZ显微硬度随着水胶比的增大而减小,初始强化速率减慢,后期劣化速率加快,且低水胶比的混凝土有着较好的抗盐冻性能;盐冻过程中混凝土粗骨料和砂浆的界面粘结强度与ITZ显微硬度之间具有较明显的相关性。此研究结果为盐冻环境下混凝土细观力学分析提供了基础数据。

关键词：混凝土除冰盐单面冻融界面过渡区力学性能显微硬度

基于动态离散模型的机场ADS-B攻击威胁影响研究

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电光与控制 2024年第7期31卷 27-35,52页

作者：白洁王布宏田继伟王振曾乐雅阳勇空军工程大学信息与导航学院西安710000

随着航空业信息技术的发展,空中交通管制系统面临着多种网络攻击的威胁。广播式自动相关监视(ADS-B)系统因其明文广播的数据传输方式,存在着被网络攻击的安全问题。依据“等待降落-降落-停泊-排队起飞-起飞”的航班运行全流程,建立了WL... 详细信息

随着航空业信息技术的发展,空中交通管制系统面临着多种网络攻击的威胁。广播式自动相关监视(ADS-B)系统因其明文广播的数据传输方式,存在着被网络攻击的安全问题。依据“等待降落-降落-停泊-排队起飞-起飞”的航班运行全流程,建立了WLPQD动态离散模型,研究机场流量和航班延误。模型引入了系统冗余能力、处理速率等参数,模拟了攻击场景;通过受影响飞机数量和延误时间等指标研究了机场航班延误的传播影响。模型展示了ADS-B消息注入攻击对降落、起飞航班造成的延误,提出了两种攻击缓解方法。结果表明,延误规模的大小与攻击强度呈现正相关,且攻击对起飞航班的延误影响更大;提升对“幽灵飞机”和合法飞机的处理速率都可提升机场系统的抗毁性,但前者对提升机场系统冗余能力的效果更加显著。所做研究为机场系统抵御网络攻击、增强抗毁性提供了决策分析的参考依据。

关键词： ADS-B 动态离散模型网络安全航班延误

加载与干湿循环作用下土石混合料蠕变特性试验

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岩土力学 2024年第1期45卷 226-234页

作者：孙晨峰王步雪岩钱建固王家超张甲峰同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 上海民航新时代机场设计研究院有限公司上海200335

土石混合料在干湿循环作用下具有显著的蠕变性,其对高填方工程蠕变变形的影响不可忽略。为了研究了不同干密度及荷载水平对土石混合料湿化蠕变变形的影响,开展了9组土石混合料干湿循环作用下的压缩蠕变试验。结果表明,土石混合料的湿化... 详细信息

土石混合料在干湿循环作用下具有显著的蠕变性,其对高填方工程蠕变变形的影响不可忽略。为了研究了不同干密度及荷载水平对土石混合料湿化蠕变变形的影响,开展了9组土石混合料干湿循环作用下的压缩蠕变试验。结果表明,土石混合料的湿化蠕变变形随荷载水平的提高而增大,随干密度的提高而显著减小,但随着干密度进一步提高,湿化蠕变变形的减小幅度则明显弱化。土石混合料在干湿循环作用下的湿化蠕变变形与干湿循环次数对数之间较好地满足线性发展规律,初次湿化应变及湿化蠕变速率均同荷载水平及干密度之间符合幂函数特征,在此基础上提出了考虑不同干密度及荷载水平的土石混合料干湿循环蠕变经验模型。

关键词：填筑土土石混合料干湿循环蠕变干密度

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航空发动机润滑系统故障知识图谱构建及应用

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1336-1346页

作者：吴闯张亮唐希浪崔利杰谢小月空军工程大学装备管理与无人机工程学院西安710051 解放军95478部队重庆401329

由于航空发动机润滑系统结构功能复杂,基于现有的健康管理系统开展故障诊断存在可解释性不足及高度依赖专家经验的问题,提出一套面向航空发动机润滑系统的故障知识图谱构建方法。在结合专家知识设计润滑系统故障知识图谱本体概念的基础... 详细信息

由于航空发动机润滑系统结构功能复杂,基于现有的健康管理系统开展故障诊断存在可解释性不足及高度依赖专家经验的问题,提出一套面向航空发动机润滑系统的故障知识图谱构建方法。在结合专家知识设计润滑系统故障知识图谱本体概念的基础上,采用双向长短期记忆(BiLSTM)神经网络和条件随机场(CRF)等深度学习技术实现知识自主抽取,并基于余弦距离和Jaccard相关系数法进行多源异构故障知识的融合。同时,基于构建的润滑系统故障知识图谱,实现润滑系统故障知识智能问答和故障归因分析应用。结果表明:知识图谱技术能够实现对润滑系统故障先验知识利用及故障原因解释,在智能故障诊断领域具有良好应用前景。

关键词：航空发动机润滑系统知识图谱深度学习知识问答

飞机荷载桥梁装配式主梁横向新型连接方案及其静动力性能分析

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 98-107页

作者：王琳白增庆江辉曹铁志宋光松吴松华任阳民航机场规划设计研究总院有限公司北京100029 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

针对既有装配式主梁铰缝连接强度弱、湿连接施工复杂等问题,充分考虑飞机荷载桥梁荷载集度大、空间受力显著等特点,提出一种剪力键和横向预应力筋混合连接的装配式主梁连接方案。该方案通过剪力键与键槽实现相邻主梁拼接,采用横向预应... 详细信息

针对既有装配式主梁铰缝连接强度弱、湿连接施工复杂等问题,充分考虑飞机荷载桥梁荷载集度大、空间受力显著等特点,提出一种剪力键和横向预应力筋混合连接的装配式主梁连接方案。该方案通过剪力键与键槽实现相邻主梁拼接,采用横向预应力筋为接缝界面提供压应力储备,具有结构整体性好、施工方便等优点。以某机场滑行道桥为对象,基于ABAQUS平台建立新型连接装配式主梁的非线性数值模型,开展静、动力学性能分析以验证方案的可靠性,揭示了剪力键位置、数量、高度及初始预应力对主梁力学行为和抗震性能的影响规律。结果表明:飞机静载作用下,该方案能够满足规范对于主梁挠度限值的要求且具有可观的安全储备。增设跨中剪力键及增加其数量可显著降低主梁跨中挠度和弯矩;相较于仅设置梁端剪力键,加设3道跨中剪力键可使静载下力学响应分别降低19.92%、23.35%,使地震下力学响应分别降低17.29%、40.12%。剪力键倾角和高度对主梁受力影响较小,增大横向预应力筋初始张拉力可有效提高主梁接缝界面的预压应力,静载、地震下的最大增幅分别为45.31%、46.51%。研究成果可为飞机荷载桥梁的主梁拼装提供重要的技术支撑,并可拓展应用于重载公路、铁路桥梁。

关键词：飞机荷载桥梁装配式主梁剪力键横向预应力筋静力性能抗震性能

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薄壁墙式墩结构装配式方案及其抗震性能分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 911-920页

作者：张琰江辉文霁李辰高学奎赵星燕滕启杰北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 民航机场规划设计研究总院有限公司北京100101

针对既有柱式墩预制拼装技术难以应用于截面横纵比大的薄壁墙式墩的问题,提出了一种节段水平并联的新型装配式桥墩结构方案,预制节段采用双向无黏结预应力筋、灌浆套筒及混凝土剪力榫混合连接.依托某国际机场飞机荷载宽幅桥梁工程实例,... 详细信息

针对既有柱式墩预制拼装技术难以应用于截面横纵比大的薄壁墙式墩的问题,提出了一种节段水平并联的新型装配式桥墩结构方案,预制节段采用双向无黏结预应力筋、灌浆套筒及混凝土剪力榫混合连接.依托某国际机场飞机荷载宽幅桥梁工程实例,基于ABAQUS平台分别建立了新型装配式桥墩和现浇桥墩的精细化有限元模型,通过拟静力分析对比研究了2种桥墩抗震性能的差异,并讨论了预应力筋配筋率以及剪力榫埋深对新型装配式桥墩抗震性能的影响规律.结果表明:新型装配式桥墩与现浇桥墩在纵向水平荷载作用下呈现墩底塑性铰充分发展的弯曲破坏形态,而在横向水平荷载作用下则呈现弯剪破坏形态;相较于现浇桥墩,装配式桥墩纵桥向与横桥向水平承载力分别提高68.5%和43.0%,但残余位移分别降低49.2%和67.8%;增大竖向预应力筋配筋率可显著提升装配式桥墩的水平承载力,而增加水平向预应力筋配筋率和剪力榫埋深则对限制节段接缝处的相对变形作用明显.

关键词：薄壁墙式墩节段水平并联装配式桥墩双向无黏结预应力筋混凝土剪力榫抗震性能

基于SHPB试验的碳纳米管增强混凝土动态压缩行为研究

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爆炸与冲击 2024年第10期44卷 36-46页

作者：夏伟陆松白二雷赵德辉许金余杜宇航空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018

为探究碳纳米管增强混凝土在冲击荷载作用下的动态压缩行为,采用?100 mm大直径分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)对其进行了冲击试验,对比分析了不同冲击速度和碳纳米管掺量条件下混凝土的动态抗压强度、受压形变... 详细信息

为探究碳纳米管增强混凝土在冲击荷载作用下的动态压缩行为,采用?100 mm大直径分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)对其进行了冲击试验,对比分析了不同冲击速度和碳纳米管掺量条件下混凝土的动态抗压强度、受压形变以及能量耗散特征的演化规律。试验结果表明:碳纳米管增强混凝土的动态强度特性具有显著的加载速率敏感性,动态抗压强度和动态强度增长因子均与冲击速度呈线性正相关的关系,当加载水平相同时,动态抗压强度随碳纳米管掺量的增大呈先上升后略有下降的变化趋势,且与普通混凝土相比增幅可达23.7%。碳纳米管增强混凝土的极限应变与冲击韧度的变化特点相似,均随冲击速度的增大而逐渐提高,具有一定的冲击速度强化效应,但与冲击速度之间并没有表现出明显的线性关系。在同一加载水平下,当碳纳米管掺量为0.30%时,混凝土的冲击韧度达到相对最大,较之普通混凝土提升约10%。掺入适量的碳纳米管能够有效强化混凝土内部结构的整体性和致密性,进而改善混凝土的动态力学性能以及能量耗散特征。

关键词：混凝土碳纳米管分离式霍普金森压杆(SHPB) 动态力学特性冲击能量耗散