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荷载-氯盐侵蚀耦合作用下矿渣基地质聚合物混凝土梁的受弯性能

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材料导报 2025年第3期39卷 113-119页

作者：任凯张祖华邓毓琳胡捷史才军湖南大学土木工程学院绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室长沙410082 华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

地质聚合物混凝土因绿色低碳、高耐腐蚀受到广泛关注。本工作以矿渣为主要原材料,掺合粉煤灰和陶瓷粉制备了强度等级为C60的地质聚合物混凝土梁,分析其在荷载和氯盐侵蚀作用下的受弯性能。通过改变持荷大小和侵蚀时间,研究挠度、裂缝、... 详细信息

地质聚合物混凝土因绿色低碳、高耐腐蚀受到广泛关注。本工作以矿渣为主要原材料,掺合粉煤灰和陶瓷粉制备了强度等级为C60的地质聚合物混凝土梁,分析其在荷载和氯盐侵蚀作用下的受弯性能。通过改变持荷大小和侵蚀时间,研究挠度、裂缝、应变以及氯离子渗透的变化。结果表明,在耦合作用下,地质聚合物混凝土力学性能变化曲线与普通硅酸盐水泥混凝土的规律具有高相似性,且抗弯和抗腐蚀性能高于同强度的普通硅酸盐混凝土。试验结果为地质聚合物在结构工程中的应用提供了数据支撑。

关键词：地质聚合物混凝土荷载氯盐侵蚀耦合作用挠度裂缝

基于高阶局部最大值同步挤压变换的浅埋隧道地表高铁振动信号时频与衰减特征分析

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岩土力学 2025年第1期46卷 337-352页

作者：贾宝新翟紫薇张晶周志扬苑文雅郑克楠辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学辽宁省矿山沉陷灾害防治重点实验室辽宁阜新123000

为解决浅埋隧道上覆地表采集到的高铁振动信号底噪丰富的问题,提出一种适用于浅埋隧道上覆地表高铁振动信号降噪的高阶局部最大值同步挤压变换方法。首先,引入高阶调制算子推导高阶估算瞬时频率,结合局部最大值同步挤压变换推导出高阶... 详细信息

为解决浅埋隧道上覆地表采集到的高铁振动信号底噪丰富的问题,提出一种适用于浅埋隧道上覆地表高铁振动信号降噪的高阶局部最大值同步挤压变换方法。首先,引入高阶调制算子推导高阶估算瞬时频率,结合局部最大值同步挤压变换推导出高阶局部最大值同步挤压变换,通过数值模拟多分量加噪信号验证该方法的抗噪性;随后,对高铁振动信号进行相关时频分析、处理,对比验证高阶局部最大值同步挤压变换的降噪效果和适用效果;最后,基于此方法对高铁振动信号的时频及衰减特征进行分析。研究可为隧道场地高铁振动信号提供一种谱精度高、降噪效果好的时频分析方法,并为隧道场地中高铁振动的环境影响研究提供理论分析基础。

关键词：高铁振动信号高阶局部最大值同步挤压变换时频分析降噪效果衰减特征

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多种富钙材料的碳化性能及其关键影响因素

建筑材料学报 2025年第02期 153-159+167页

作者：张琪冯攀沈叙言洪锦祥东南大学材料科学与工程学院东南大学江苏省土木工程材料重点实验室江苏苏博特新材料股份有限公司

通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和热重分析仪表征了钢渣、硅酸三钙（C3S）和电石渣3种富钙材料的固碳能力；分析了其碳化体系的pH值变化；通过扫描电子显微镜和纳米压痕仪测试了3种材料碳化前后的微观形貌和力学性能.结果表明... 详细信息

通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和热重分析仪表征了钢渣、硅酸三钙（C3S）和电石渣3种富钙材料的固碳能力；分析了其碳化体系的pH值变化；通过扫描电子显微镜和纳米压痕仪测试了3种材料碳化前后的微观形貌和力学性能.结果表明：富钙材料的固碳能力与其化学组成，尤其是其可溶解钙有直接的关系，可溶解钙含量最高的电石渣具有最高的固碳能力；而碳化后的力学性能则取决于碳化产物的微观力学性能以及原材料与碳化产物的堆积形态，微观形貌粗糙的钢渣和C3S更易与碳化产物紧密堆积，碳化后微观力学性能增强；但碳化产物难以填充在片状的电石渣空隙中，碳化后电石渣的微观力学性能减弱.

关键词：富钙材料固碳能力物相分析 pH值微观形貌微观力学性能

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考虑车流荷载的大跨梁桥行车舒适性分析

东南大学学报(自然科学版) 2025年

作者：冯东明王保全夏烨黎剑安刘朵东南大学土木工程学院长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室同济大学土木工程学院苏交科集团股份有限公司

为探讨车流荷载对车辆通过大跨梁桥时乘员舒适性的影响，综合考虑了不同类型的车辆模型，基于车桥耦合振动理论计算了车辆座椅位置的响应。采用国际标准ISO-2631规定的1/3倍频程分析法研究了不同荷载工况下的行车舒适性，并对主要影响... 详细信息

为探讨车流荷载对车辆通过大跨梁桥时乘员舒适性的影响，综合考虑了不同类型的车辆模型，基于车桥耦合振动理论计算了车辆座椅位置的响应。采用国际标准ISO-2631规定的1/3倍频程分析法研究了不同荷载工况下的行车舒适性，并对主要影响因素开展了参数敏感性分析。此外，结合桥梁实际监测的车流数据，基于ISO-2631中的计权加速度均方根值法，从样本角度对行车舒适性进行了统计分析。研究结果表明：不同车辆荷载工况对大跨梁桥的响应具有显著影响，但在考虑路面平整度因素后，车辆响应变化较小，进而导致行车舒适性差异不明显；车速降低和车重增加虽能在一定程度上改善行车舒适性，但其作用相对较小；路面平整度是影响大跨梁桥行车舒适性的关键因素，路面状况恶化会引发更加剧烈的车桥耦合振动，进而显著降低舒适性。

关键词：行车舒适性车桥耦合大跨梁式桥车流荷载功率谱密度加速度均方根值

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隧道围岩透明相似材料强度特征与配合比研究

湖南大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 219-227页

作者：谢朋李葱葱段虎辰文海家李良勇李昭捷王永卫海南大学土木建筑工程学院海南海口570228 重庆大学土木工程学院重庆400045

随着透明化物理模型试验在隧道工程力学机制与变形特征研究中发挥越发显著的作用,同时满足透明度和相似原理要求的围岩相似材料成为保证试验结果与实际工程相契合的关键.本文基于正交试验数据的统计分析,总结配置的透明胶结土相似材料... 详细信息

随着透明化物理模型试验在隧道工程力学机制与变形特征研究中发挥越发显著的作用,同时满足透明度和相似原理要求的围岩相似材料成为保证试验结果与实际工程相契合的关键.本文基于正交试验数据的统计分析,总结配置的透明胶结土相似材料的强度特性,探索用于表征隧道围岩特性的相似材料配合比量化设计方法.首先,选取熔融石英砂、纳米级白炭黑、正十二烷混合15#白油为原材料,设计2因素3水平的正交试验,完成重度、内摩擦角及黏聚力数据的测定;然后,应用串联法分别拟合表示重度、内摩擦角、黏聚力与石英砂粒径、胶石比(纳米级白炭黑与石英砂质量比)之间相互关系的多元非线性回归方程;最后,通过多元回归方程的联合求解,完成石英砂粒径、胶石比和几何相似常数的确定.试验结果表明:1)所配置的透明胶结土相似材料的重度、内摩擦角和黏聚力数值的变化区间分别为16.13~12.53kN/m^(3)、27.07°~14.82°和31~2.3 kPa,剪应力-剪切位移曲线均具有峰后平台型、峰后跌落型的特点;2)T检验和F检验的结果显示拟合得到的三个非线性回归方程自变量对因变量影响极其显著,方程本身真实可靠;3)将重度和内摩擦角的回归方程联立,解算石英砂粒径和胶石比,求得的石英砂粒径和胶石比数值代入黏聚力回归方程完成黏聚力的计算,计算黏聚力与原地层黏聚力的比值,得几何相似常数.构建了一种新型的相似材料配合比和几何相似常数量化设计方法.研究成果以期为隧道工程可视化物理模型试验设计提供理论支撑与数据参考.

关键词：隧道工程量化设计方法多元非线性回归隧道围岩透明胶结土

动荷载作用下隧道锚承载性能及影响因素敏感性分析

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湖南大学学报(自然科学版) 2025年第1期52卷 207-218页

作者：杨国俊张树涛吕明航杜永峰唐光武兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 桥梁工程结构动力学国家重点实验室(招商局重庆交通科研设计院有限公司) 重庆400060

为了更加合理地评价悬索桥隧道式锚碇的承载能力,探究隧道锚在动荷载作用下的失效过程,借助有限差分软件建立数值模型,提取并分析接触面应力应变分布形式,并与静力作用下结果进行对比,建立不同工况研究锚塞体参数与动荷载参数对承载力... 详细信息

为了更加合理地评价悬索桥隧道式锚碇的承载能力,探究隧道锚在动荷载作用下的失效过程,借助有限差分软件建立数值模型,提取并分析接触面应力应变分布形式,并与静力作用下结果进行对比,建立不同工况研究锚塞体参数与动荷载参数对承载力的影响.研究结果表明,动荷载作用下,锚岩接触面应力与位移分布形式与静载类似,但幅值与增长速率明显大于静载状态,拱顶方向和右拱脚向位移增加幅度分别达到36%和112%,且二者在7倍静力荷载幅值作用下,达到其位移差异变化的“门槛值”0.30 mm;动荷载作用下,隧道锚的极限承载力随着锚塞体扩展角、长度以及间距的增加均有所增加,其几何参数敏感性排序由高到低为锚塞体长度、锚塞体扩展角、锚塞体间距,动荷载频率对承载力的影响较小,动荷载作用下隧道锚极限承载力出现明显降低,平均降低幅度约为21%.动荷载作用下隧道锚承载性能及影响因素的敏感性分析为实际工程中隧道锚极限承载力的优化设计提供了参考.

关键词：桥梁工程隧道锚极限承载力 Mindlin应力解动荷载

薄互层煤系气单井压裂合采的岩石力学地层理论初探

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中国矿业大学学报 2025年第1期54卷 65-82页

作者：王建国李培博梁伟羊嘉杰桑树勋中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221008 江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室江苏徐州221008

薄互层煤系气藏指由一系列厚度较薄的沉积岩组成并在垂直向呈现复杂岩性分布特征的叠置含气储层.薄互层煤系气藏单井压裂合采同时贯通多岩性储层,裂缝穿层扩展和层间干扰机理至今不明,亟需建立薄互层煤系气单井压裂合采理论和技术框架,... 详细信息

薄互层煤系气藏指由一系列厚度较薄的沉积岩组成并在垂直向呈现复杂岩性分布特征的叠置含气储层.薄互层煤系气藏单井压裂合采同时贯通多岩性储层,裂缝穿层扩展和层间干扰机理至今不明,亟需建立薄互层煤系气单井压裂合采理论和技术框架,解决其高效开采的理论与工程问题.本文梳理分析了薄互层煤系气单井压裂合采面临的关键科学问题,引入岩石力学地层理论的相关概念提出解决问题的思路,以探讨煤系气单井压裂合采的岩石力学地层理论方法.研究表明:应用岩石力学地层理论可建立起物理过程数值模拟与机器学习耦合的储层可压裂性预测框架,结合分层抽样和Vine Copula虚拟样本生成方法识别储层最优压裂位置;以岩石力学地层理论,能很好地分析和揭示水力裂缝在煤系叠置储层中的穿层扩展规律,结合构建的卷积神经网络升尺度方法可准确预测压裂后煤系储层渗透率;应用建立的薄互层煤系气-水层间渗流理论模型阐明了层间和井筒干扰对合采效率的影响.这些初步形成了薄互层煤系气单井压裂合采的岩石力学地层理论框架.

关键词：岩石力学地层薄互层煤系气可压裂性单井合采层间干扰

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水位变动引发干法赤泥堆场坝体失稳的模型试验与数值模拟研究

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岩土力学 2025年

作者：常仕奇董晓强刘晓凤李江山刘晓勇张豪儒黄寅豪太原理工大学土木工程学院土木工程防灾与控制山西省重点实验室中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中铁城建集团第一工程有限公司

针对干法堆存赤泥堆场在水位变动下可能发生的失稳危险问题，采用自行设计的水位控制系统模拟水位变动下的赤泥坝体溃坝情况，揭示了不同坡比（1:2和1:1）赤泥坝体在水位变动下的浸润线、孔隙水压力、土压力的分布规律以及裂缝演化等破... 详细信息

针对干法堆存赤泥堆场在水位变动下可能发生的失稳危险问题，采用自行设计的水位控制系统模拟水位变动下的赤泥坝体溃坝情况，揭示了不同坡比（1:2和1:1）赤泥坝体在水位变动下的浸润线、孔隙水压力、土压力的分布规律以及裂缝演化等破坏特征。试验结果表明：浸润线的抬升先快后慢，存在滞后性；浸润线下方孔隙水压力最大位置，水平土压力最大；不同坡比下，产生主裂缝原因不同，坡比为1:2时，在重力与水力综合作用下，坡面裂缝因赤泥坝体内部形成延伸至坡面的贯穿通道而产生；坡比为1:1时，坝顶处裂缝因浸润线下方产生滑动的坡体对上部坡体产生牵引效应而出现；利用有限元软件ABAQUS 对不同坡比赤泥坝体的应力场与渗流场进行了分析，得到了坝体坡面应力场及位移的分布规律，数值模拟计算的结果与模型试验结果一致。

关键词：赤泥坝体浸润线土压力孔隙水压力位移裂缝

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地铁隧道涌水涌砂灾害特征及灾变模式分析

浙江大学学报(工学版) 2025年第1期59卷 152-166页

作者：郑顺华王迎超陈帆张政李青理冯子豪中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 中国铁路上海局集团有限公司合肥铁路枢纽工程建设指挥部安徽合肥230011

为了探究地铁施工阶段隧道涌水涌砂灾害特征及灾变模式,统计中国2002—2019年的典型地铁隧道涌水涌砂灾害案例,从灾害发生特征、孕灾环境、致灾因素等方面分析灾害特征.结合灾害源的赋存环境、成因和形态以及工程条件,将地铁隧道涌水涌... 详细信息

为了探究地铁施工阶段隧道涌水涌砂灾害特征及灾变模式,统计中国2002—2019年的典型地铁隧道涌水涌砂灾害案例,从灾害发生特征、孕灾环境、致灾因素等方面分析灾害特征.结合灾害源的赋存环境、成因和形态以及工程条件,将地铁隧道涌水涌砂致灾构造划分为3类(12型),即大型不良地质体(断层及软弱破碎区型、岩溶及地下河型、层间裂隙带型、风化深槽型、侵入岩脉型、水下含水砂层型)、含水砂层和软土地层(上覆/侵入软土型、上软下硬复合地层型、富水砂层型、空洞/水囊及淤泥型)、人工地下富水空间(地下输水管线型、充水废弃矿巷及防空洞型).基于土体失稳破坏力学特性,提出3种典型土质围岩地铁隧道涌水涌砂灾变模式,即滑移失效型、破断失效型、渗透失效型.

关键词：地铁隧道涌水涌砂灾害特征致灾构造灾变模式