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钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 164-172页

作者：谷志强高丹盈王建召李昊璋胡玉博郑州大学黄河实验室河南郑州450002 郑州大学土木工程学院河南郑州450002

为研究钢筋钢纤维混凝土梁的疲劳损伤演化过程,并对其疲劳寿命进行预测,依据钢筋钢纤维混凝土梁疲劳试验结果,基于梁受压和受拉区钢纤维混凝土以及受拉钢筋的疲劳损伤演化特性,采用分段线性方法,建立钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析... 详细信息

为研究钢筋钢纤维混凝土梁的疲劳损伤演化过程,并对其疲劳寿命进行预测,依据钢筋钢纤维混凝土梁疲劳试验结果,基于梁受压和受拉区钢纤维混凝土以及受拉钢筋的疲劳损伤演化特性,采用分段线性方法,建立钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测模型,并与试验结果对比进行验证。采用该模型分析钢纤维混凝土梁的混凝土、钢筋应变以及受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数的退化规律,得到不同疲劳循环次数后试验梁的剩余承载力。结果表明:钢纤维能够显著提高梁的疲劳性能,试验梁的受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数增加呈两阶段减小趋势,而受压区混凝土和受拉钢筋的应变以及梁剩余承载力呈三阶段发展模式,42根钢筋钢纤维混凝土梁的试验疲劳寿命与预测疲劳寿命比值的均值为0.953,变异系数为0.284,整体符合较好。

关键词：钢纤维混凝土梁疲劳试验全过程分析寿命预测

锰催化微差烷基取代类亚胺化合物的不对称氢化反应

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有机化学 2024年第7期44卷 2387-2388页

作者：王梦菲贾师琦郑州大学化学学院、平原实验室(郑州大学)

不对称催化是合成手性化合物的一种直接且高效的方法,其核心在于开发高效的手性催化剂,以实现对底物的前手性面或前手性中心进行精准的手性识别[1].尽管该领域在过去几十年中已取得显著进展,但对具有微小差异的取代基团进行精确的手性...

不对称催化是合成手性化合物的一种直接且高效的方法,其核心在于开发高效的手性催化剂,以实现对底物的前手性面或前手性中心进行精准的手性识别[1].尽管该领域在过去几十年中已取得显著进展,但对具有微小差异的取代基团进行精确的手性识别仍然是一个重大挑战[2].当取代基具有相似的空间和电子性质时（例如不同烷基）,反应实现高对映选择性仍然非常困难.催化极性不饱和化合物的氢化在有机合成和化工生产中至关重要,是合成基础有机化学品、精细化工产品和药物分子的关键步骤[3].近几十年来,以钌、铑和铱代表的手性贵金属催化剂推动了该领域的显著进展[4].

关键词：

不同力程排斥相互作用胶体粒子系统的摩擦特性

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物理学报 2024年第15期73卷 141-146页

作者：段浩炀杨柯欣曹义刚郑州大学物理学院:中原之光实验室郑州450001

利用朗之万分子动力学,数值研究了无序点钉扎衬底上二维胶体粒子系统的摩擦特性.本文考虑了三种不同的模型胶体粒子系统,每种系统中胶体粒子之间的相互作用均被模拟为两种不同力程的排斥势.研究发现:每种模型系统均存在两个最大静摩擦力... 详细信息

利用朗之万分子动力学,数值研究了无序点钉扎衬底上二维胶体粒子系统的摩擦特性.本文考虑了三种不同的模型胶体粒子系统,每种系统中胶体粒子之间的相互作用均被模拟为两种不同力程的排斥势.研究发现:每种模型系统均存在两个最大静摩擦力(第一最大静摩擦力f_(c1)^(d)和第二最大静摩擦力f_(c2)^(d));力程相近的短程排斥相互作用之间的干涉会导致粒子间排斥增强,从而导致f_(c1)^(d)的明显降低和f_(c2)^(d)以上沿外场驱动力方向上运动有序的加强.本文的研究结果有助于揭示具有不同力程相互作用胶体粒子系统的摩擦机制.

关键词：摩擦胶体塑性流动运动有序

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考虑泄洪设施闸门控制的水库防洪调度方法

水利水电技术(中英文) 2024年

作者：王沛霖苏承国靳世鑫原文林吴泽宁郑州大学水利与交通学院黄河实验室(郑州大学)

【目的】水库防洪调度在防汛工作中具有举足轻重的地位，而如何控制泄洪设施闸门是水库防洪调度方案实施的关键。【方法】本文建立了考虑泄洪闸门调度的水库防洪优化调度模型以实现精细化调度，并提出一种两层嵌套算法对模型进行求解。... 详细信息

【目的】水库防洪调度在防汛工作中具有举足轻重的地位，而如何控制泄洪设施闸门是水库防洪调度方案实施的关键。【方法】本文建立了考虑泄洪闸门调度的水库防洪优化调度模型以实现精细化调度，并提出一种两层嵌套算法对模型进行求解。在内层建立了包括所有泄洪闸门可行组合的泄洪闸门组合表，外层采用POA算法对水库坝前水位和总泄水量进行优化，并通过查询闸门组合表确定各泄洪闸门的运行状态。【结果】澜沧江漫湾水库防洪优化调度的实例分析结果表明：所提出的两层嵌套方法计算效率较高，对于100年一遇和10年一遇的洪水事件，洪峰分别从12010 m3/s减少到10611 m3/s，从5003 m3/s减少到3351 m3/s，分别减少了11.6%和33.0%，洪水波动幅度分别降低了94.5%和8.8%，极大地缓解了下游防洪压力。此外，与不考虑泄洪闸门调度的传统防洪调度模型相比，所提出的模型能生成更加符合实际、更易于执行的防洪调度方案。【结论】本文方法能够实现水库防洪优化调度向泄洪设施运行控制的精细化转变，对于增强防洪优化调度成果的可操作性、提升水库防洪调度管理水平具有一定意义。

关键词：防洪调度泄洪设施闸门两层嵌套方法闸门组合表

考虑水土互馈关系的区域水土资源联合优化配置

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水科学进展 2024年第2期35卷 208-219页

作者：卢娜张佳明苏承国胡政磊吴泽宁严登华郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 黄河实验室(郑州大学) 河南郑州450001 中国水利水电科学研究院北京100038

针对水土资源空间不匹配、水资源总量不足及土地资源利用程度不高等问题,以二元水循环理论为基础,构建考虑水土互馈关系的区域水土资源联合优化配置模型。该模型包括产水模块、水土联合配置模块和土地模拟模块,以GDP最大和基于生态绿当... 详细信息

针对水土资源空间不匹配、水资源总量不足及土地资源利用程度不高等问题,以二元水循环理论为基础,构建考虑水土互馈关系的区域水土资源联合优化配置模型。该模型包括产水模块、水土联合配置模块和土地模拟模块,以GDP最大和基于生态绿当量的区域植被覆盖率(EGE-RVC)最高为目标函数,并提出了一种耦合约束法、逐次逼近法和非线性规划的三层嵌套算法进行求解。以河南省洛阳市为例对模型和方法进行验证,结果表明,洛阳市可利用水量增加了4463万m^(3),GDP提高了12.5%,EGE-RVC增加了2.6%,各用地类型缺水率不同程度下降。研究成果能够为区域水土资源优化配置研究提供新的思路和技术参考。

关键词：水土资源联合优化配置相互作用二元水循环三层嵌套算法

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三相导电混凝土掺料配比研究及评价

功能材料 2024年第3期55卷 3198-3205页

作者：陈宁萱胡少伟田锌如重庆大学土木工程学院重庆400000 郑州大学黄河实验室郑州450001

以钢纤维(Steel Fibre, SF)、碳纤维(Carbon Fibre, CF)、纳米炭黑(Nano-Carbon Black, NCB)为导电掺料,基于正交试验方法设计试验,测量每组配比下试件的电阻率与抗压强度,并采用层次分析法和灰色关联度法进行评价。结果表明,三相导电... 详细信息

以钢纤维(Steel Fibre, SF)、碳纤维(Carbon Fibre, CF)、纳米炭黑(Nano-Carbon Black, NCB)为导电掺料,基于正交试验方法设计试验,测量每组配比下试件的电阻率与抗压强度,并采用层次分析法和灰色关联度法进行评价。结果表明,三相导电混凝土试件电阻率随SF、CF和NCB掺量的增加而降低;抗压强度随SF、CF掺量的增加而增加,而NCB反之;其中CF对电阻率和抗压强度的影响均最为显著。当SF、CF和NCB掺量分别为0.6%、0.3%(体积分数)和0.6%(质量分数)时导电混凝土达到渗流阈值;而综合评价后可知,当SF、CF和NCB掺量分别为0.9%、0.7%(体积分数)和0.6%(质量分数)时导电混凝土性能最好,其抗压强度提升31.8%,电阻率降低98.9%。

关键词：碳纤维钢纤维纳米炭黑电阻率抗压强度灰色关联度

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考虑泄洪设施闸门控制的水库防洪调度

水利水电技术（中英文） 2024年第8期55卷 104-115页

作者：王沛霖苏承国靳世鑫原文林吴泽宁郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 黄河实验室(郑州大学) 河南郑州450001

【目的】水库防洪调度在防汛工作中具有举足轻重的地位,而如何控制泄洪设施闸门是水库防洪调度方案实施的关键。为此,【方法】建立了考虑泄洪闸门调度的水库防洪优化调度模型以实现精细化调度,并提出一种两层嵌套算法对模型进行求解。... 详细信息

【目的】水库防洪调度在防汛工作中具有举足轻重的地位,而如何控制泄洪设施闸门是水库防洪调度方案实施的关键。为此,【方法】建立了考虑泄洪闸门调度的水库防洪优化调度模型以实现精细化调度,并提出一种两层嵌套算法对模型进行求解。在内层建立了包括所有泄洪闸门可行组合的泄洪闸门组合表,外层采用POA算法对水库坝前水位和总泄水量进行优化,并通过查询闸门组合表确定各泄洪闸门的运行状态。【结果】澜沧江漫湾水库防洪优化调度的实例分析结果表明:所提出的两层嵌套方法计算效率较高,对于100年一遇和10年一遇的洪水事件,洪峰分别从12010 m^(3)/s减少到10611 m^(3)/s和从5003 m^(3)/s减少到3351 m^(3)/s,分别减少了11.6%和33.0%,洪水波动幅度分别降低了94.5%和8.8%,极大地缓解了下游防洪压力。此外,与不考虑泄洪闸门调度的传统防洪调度模型相比,所提出的模型能生成更加符合实际、更易于执行的防洪调度方案。【结论】该方法能够实现水库防洪优化调度向泄洪设施运行控制的精细化转变,对于增强防洪优化调度成果的可操作性、提升水库防洪调度管理水平具有一定意义。

关键词：防洪调度泄洪设施闸门两层嵌套方法闸门组合表影响因素

玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料抗弯性能及失效分析

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材料导报 2024年第12期38卷 290-296页

作者：夏洋洋方宏远张超王翠霞石明生郑州大学水利与交通学院/黄河实验室郑州450001 重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室郑州450001 地下工程灾变防控省部共建协同创新中心郑州450001

管道修复用紫外光原位固化(Ultraviolet cured-in-place pipe,UV-CIPP)材料是一种玻纤复合材料,其抗弯性能是评价管道修复效果以及材料优化设计所需的重要参考指标。以玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料为研究对象,考虑固化时间、固化... 详细信息

管道修复用紫外光原位固化(Ultraviolet cured-in-place pipe,UV-CIPP)材料是一种玻纤复合材料,其抗弯性能是评价管道修复效果以及材料优化设计所需的重要参考指标。以玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料为研究对象,考虑固化时间、固化距离、紫外灯功率和材料厚度的影响,基于融合高清视频和SEM观测的三点弯曲试验,对玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料抗弯性能和失效机制进行了研究。结果表明,UV-CIPP材料的失效过程可以分为三个阶段:弹性阶段、基体开裂阶段和玻纤布断裂阶段,基体开裂、脱粘分层和纤维拉拔断裂是玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料弯曲失效的主要原因。在单一变量影响下,玻纤增强甲基丙烯酸酯基UV-CIPP材料弯曲强度和弯曲模量随固化时间、固化距离和紫外灯功率的增大均呈现出先增大后减小的趋势,随着材料厚度的增大却逐渐减小。本研究不仅为UV-CIPP材料的优化设计提供了参考依据,也为国产化UV-CIPP材料的发展奠定了重要基础。

关键词：紫外光原位固化(UV-CIPP)材料三点弯曲试验高清视频 SEM 固化参数材料厚度

高聚物注浆修复的面板堤坝探地雷达波场特征分析

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郑州大学学报（工学版） 2024年第3期45卷 1-6,13页

作者：方宏远董智峰薛冰寒雷建伟郑州大学黄河实验室河南郑州450001 郑州大学国家地方重大基础设施检测与修复技术联合工程实验室河南郑州450001

针对高聚物注浆修复堤坝面板脱空病害的修复效果问题,依据实际堤坝面板层间结构和材料介电参数,基于时域有限差分法和完全匹配层边界条件建立了高聚物注浆修复面板脱空堤坝的探地雷达电磁波计算模型,分析了雷达中心频率、面板脱空修复... 详细信息

针对高聚物注浆修复堤坝面板脱空病害的修复效果问题,依据实际堤坝面板层间结构和材料介电参数,基于时域有限差分法和完全匹配层边界条件建立了高聚物注浆修复面板脱空堤坝的探地雷达电磁波计算模型,分析了雷达中心频率、面板脱空修复程度及脱空区域大小、面板厚度及配筋等因素对高聚物注浆修复面板脱空堤坝探地雷达波场特征的影响。结果表明:随着激励源中心频率增大,探地雷达剖面图分辨率逐渐增加;随着脱空区域长度增加,探地雷达剖面图中产生的水平状界面反射波增长;随着脱空区域深度增加,探地雷达剖面图水平状反射线之间时间间隔逐渐增大;随着堤坝面板厚度增加,在面板脱空修复区域绕射波和衍射波幅值减小;探地雷达发射的电磁波遇到钢筋时将产生能量较强的绕射波,强绕射波将脱空区域上下分界面的反射波分割开,难以判断反射波的水平长度。根据高聚物注浆修复面板脱空堤坝的探地雷达波场特征,能有效判断堤坝面板脱空区域的高聚物注浆修复效果,有助于解释实际堤坝面板高聚物注浆修复效果的探地雷达图像。

关键词：堤坝高聚物注浆时域有限差分法面板脱空探地雷达波场特征