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长江流域不同时间尺度下农业干旱恢复时间的量化及其影响因素分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 675-683页

作者：朱仟魏庆白郅杰闵馨童东南大学土木工程学院南京211189

为了减少由农业干旱引起的相关损失,基于总初级生产力(GPP)制定了干旱恢复标准,并以此量化了不同时间尺度下的农业干旱恢复时间.通过随机森林算法分析了农业干旱恢复时间的影响因素,明确了不同时间尺度下影响农业干旱恢复时间的最主要因... 详细信息

为了减少由农业干旱引起的相关损失,基于总初级生产力(GPP)制定了干旱恢复标准,并以此量化了不同时间尺度下的农业干旱恢复时间.通过随机森林算法分析了农业干旱恢复时间的影响因素,明确了不同时间尺度下影响农业干旱恢复时间的最主要因素.结果表明,长江流域在1、6、12、24个月时间尺度下的平均干旱恢复时间分别为5.7、3.9、3.8和3.0个月,随着时间尺度的增加干旱恢复时间会逐渐降低.从空间分布状况来看,干旱恢复时间较长的地区主要分布于长江流域的西部和东南部地区.对影响因素的分析结果表明,在短时间尺度下气象变量是影响干旱恢复时间长短的最主要因素,但对较长的时间尺度而言,干旱恢复时间的长短则更多受干旱发生季节的影响.

关键词：干旱恢复时间随机森林影响因素长江流域

基于满足多边界条件基函数的微分求积法及其应用

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 149-155页

作者：汤轶群李振岳东南大学土木工程学院南京211189

提出了一种由基函数来处理梁边界条件的改进微分求积法(MDQM).在构造挠度函数时,通过多次积分来满足梁的所有边界条件,进而利用此函数计算微分求积法中的加权系数矩阵,解决了通过多项式测试函数计算该系数矩阵时难以在同一个点运用多个... 详细信息

提出了一种由基函数来处理梁边界条件的改进微分求积法(MDQM).在构造挠度函数时,通过多次积分来满足梁的所有边界条件,进而利用此函数计算微分求积法中的加权系数矩阵,解决了通过多项式测试函数计算该系数矩阵时难以在同一个点运用多个边界条件的问题.为了研究该方法在梁的各类分析中的应用,首先构造了2类梁在各种边界条件下对应的挠度基函数,再根据Euler-Bernoulli梁振动理论和稳定性理论,基于微分求积法将计算梁的固有频率问题和临界荷载问题转化为求解矩阵特征值的问题,并将结果与精确解进行比较.此外,还根据理想弹塑性梁的平面弯曲理论,利用该方法计算了梁在各种边界条件下的弹塑性位移,并将结果与其他方法对比.结果表明,所提方法对于梁的稳定性分析、固有频率分析及弹塑性分析都具有较高的计算效率和精度.

关键词：微分求积法 Euler-Bernoulli梁固有频率临界屈曲荷载弹塑性

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玄武岩-聚乙烯醇纤维水泥基材料的高温性能

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 633-641页

作者：沈思正庄金平王浩鲁聪杨宇朱小杰东南大学土木工程学院江苏南京210096 福建理工大学土木工程学院福建福州350118

为改善工程水泥基复合材料在高温环境下的服役性能,本文制备了玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维工程水泥基复合材料。利用圆柱体抗压和狗骨型抗拉试件探讨玄武岩纤维对高温后力学性能的影响,并使用扫描电子显微镜和纤维断裂空间方法进行机理分... 详细信息

为改善工程水泥基复合材料在高温环境下的服役性能,本文制备了玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维工程水泥基复合材料。利用圆柱体抗压和狗骨型抗拉试件探讨玄武岩纤维对高温后力学性能的影响,并使用扫描电子显微镜和纤维断裂空间方法进行机理分析。试验结果表明:玄武岩纤维在高温后依旧填充在基体内部并传递微裂缝间的应力,其最佳的替换掺量为0.9%,此时抗压强度、弹性模量和抗拉初裂强度在600℃后分别较基准组提高了80.08%,101.83%和114.38%。同时机理分析表明:玄武岩纤维在受拉时往往在脱粘阶段发生断裂,过早失去对桥连裂缝的贡献,使其无法改善聚乙烯醇纤维融化引起的受拉脆性。

关键词：混杂纤维高温力学性能玄武岩纤维纤维断裂空间替换掺量微观机理水泥基材料

基于冻融循环本构的预应力对拉式挡墙的冻胀效应研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 242-254页

作者：庄妍王赛东南大学土木工程学院江苏南京210000

预应力对拉式挡墙的冻胀受力状态复杂,墙背的冻胀力分布尚不明确,进一步探究预应力对拉式挡墙的冻胀力分布具有重要意义。根据哈尔滨某地区的实际监测温度,采用ABAQUS数值模拟软件模拟温度场在模型空间的合理分布。基于冻融循环后混凝... 详细信息

预应力对拉式挡墙的冻胀受力状态复杂,墙背的冻胀力分布尚不明确,进一步探究预应力对拉式挡墙的冻胀力分布具有重要意义。根据哈尔滨某地区的实际监测温度,采用ABAQUS数值模拟软件模拟温度场在模型空间的合理分布。基于冻融循环后混凝土塑性损伤本构,在所建立的温度场上进行热力耦合分析,研究预应力筋、冻胀时间对预应力对拉式挡墙冻胀效应的影响。研究结果表明:挡土墙所受冻胀力呈现“上小下大”的上三角分布趋势,且随着冻胀时间增加,冻胀力会呈现先逐渐增大然后逐渐减小的趋势,并在冻胀后120 d冻胀力达到最大。相比之下,由于预应力钢筋的存在,预应力对拉式挡土墙会使冻胀力在该处产生应力集中而增大,最大可使冻胀力增加200 kPa左右。在预应力钢筋的作用下,挡土墙的水平位移会减小40%~116%。本文研究结果可以为季节性冻土区的预应力对拉式挡土墙施工和设计提供技术支撑。

关键词：数值模拟预应力对拉式挡土墙冻胀效应季节性冻土

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双阶受力干式装配梁-柱节点抗震性能试验研究

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工程力学 2024年第1期41卷 56-63页

作者：杨参天李爱群东南大学土木工程学院江苏南京210096 北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044

研究提出了一种双阶受力干式装配梁-柱节点(DADBJ)。该节点的关键组件是摩擦铰(RFH)和预设缝防屈曲钢板(SBRSP),具备2个受力工作阶段和损伤集中易修复的特性。为了验证DADBJ构造的合理性,揭示其双阶段受力工作机理,设计加工了DADBJ试件,... 详细信息

研究提出了一种双阶受力干式装配梁-柱节点(DADBJ)。该节点的关键组件是摩擦铰(RFH)和预设缝防屈曲钢板(SBRSP),具备2个受力工作阶段和损伤集中易修复的特性。为了验证DADBJ构造的合理性,揭示其双阶段受力工作机理,设计加工了DADBJ试件,以SBRSP的预设缝隙宽度作为试验变量,进行了2个工况的低周往复拟静力试验。结果表明:提出的DADBJ构造实现了预期的双阶段受力特性,第一阶段由RFH提供节点的力学性能,第二阶段由RFH和SBRSP共同提供节点的力学性能;DADBJ的损伤集中于芯板,通过更换SBRSP芯板对节点快速修复,节点的性能可恢复到初始状态;SBRSP的预设缝隙宽度可直接决定DADBJ第二阶段的启动位移;提出的DADBJ双阶屈服荷载理论公式和二阶启动位移理论公式精确度好。该研究可为装配式框架结构和多阶受力型结构的设计和研究提供参考。

关键词：装配式框架结构干式装配梁-柱节点双阶受力转动摩擦阻尼器金属屈服阻尼器

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胶合木-CLT组合梁斜螺钉连接的界面受剪性能

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建筑结构学报 2024年第3期45卷 243-254页

作者：陆言杨会峰史本凯陶昊天吴明旺南京工业大学土木工程学院江苏南京211816 东南大学土木工程学院江苏南京211189

为研究胶合木(GLT)梁和正交胶合木(CLT)板之间斜螺钉连接的界面受剪性能,对6组GLT-CLT界面连接抗剪试件进行了推出试验研究,主要考虑自攻螺钉的布置方式、钉入长度和数量等参数对界面连接受剪性能的影响,其中布置方式包括剪拉螺钉、剪... 详细信息

为研究胶合木(GLT)梁和正交胶合木(CLT)板之间斜螺钉连接的界面受剪性能,对6组GLT-CLT界面连接抗剪试件进行了推出试验研究,主要考虑自攻螺钉的布置方式、钉入长度和数量等参数对界面连接受剪性能的影响,其中布置方式包括剪拉螺钉、剪压螺钉和交叉螺钉。试验结果表明:剪拉螺钉连接的承载力约是剪压螺钉连接承载力的6倍;交叉螺钉连接的承载力约为单个剪拉螺钉和单个剪压螺钉的承载力之和,刚度亦然。在揭示斜螺钉连接破坏机制的基础上,基于刚性杆模型提出了剪拉螺钉连接滑移刚度和承载力的计算方法;基于弹性地基梁理论提出了考虑剪压螺钉连接典型双铰破坏模式的滑移刚度和承载力计算方法;通过剪拉和剪压螺钉连接受剪性能的叠加,得到交叉螺钉连接的滑移刚度和承载力,理论计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：组合梁正交胶合木自攻螺钉连接推出试验理论分析受剪性能

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三种新型钢结构体系研究

建筑结构 2024年第19期54卷 99-106页

作者：舒赣平范圣刚陆金钰郑宝锋秦颖东南大学土木工程学院南京210096

传统粗放型建造方式存在环境污染、耗能过大等问题。近年来,建筑行业正向绿色节能方向转型,推动钢结构建筑的发展是实现这一转型的重要方法和必由之路。钢结构具有自重轻、强度大、易于安装等优点,根据社会现阶段发展的需求,各种钢结构... 详细信息

传统粗放型建造方式存在环境污染、耗能过大等问题。近年来,建筑行业正向绿色节能方向转型,推动钢结构建筑的发展是实现这一转型的重要方法和必由之路。钢结构具有自重轻、强度大、易于安装等优点,根据社会现阶段发展的需求,各种钢结构体系应运而生。为促进新型钢结构体系的发展及其工程应用,结合笔者课题组近年来相关的研究方向和成果,对装配式钢结构、自适应索杆张力结构、不锈钢材料结构三种结构体系的研究进行了详细的总结与介绍。

关键词：新型钢结构体系结构体系性能装配式钢结构自适应索杆张力结构不锈钢材料结构

采用纳米氧化铝制备高弹性模量超高性能混凝土的可行性研究

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材料导报 2024年第5期38卷 172-177页

作者：褚洪岩汤金辉王群高李赵志豪南京林业大学土木工程学院南京210037 东南大学材料科学与工程学院南京211189

纳米材料具有粒径小、比表面积大、化学活性高等独特性能,能够提升水泥基材料的力学性能和在恶劣环境下的耐久性,在水泥基材料领域具有广阔的应用前景。弹性模量是超高性能混凝土(UHPC)的重要力学参数之一。虽然目前UHPC的抗压强度得到... 详细信息

纳米材料具有粒径小、比表面积大、化学活性高等独特性能,能够提升水泥基材料的力学性能和在恶劣环境下的耐久性,在水泥基材料领域具有广阔的应用前景。弹性模量是超高性能混凝土(UHPC)的重要力学参数之一。虽然目前UHPC的抗压强度得到了大幅提升,但是其弹性模量并未随抗压强度同幅度增长。为了探究采用纳米氧化铝(NA)制备高弹性模量UHPC的可行性,本工作利用MAA (Modified Andreasen and Andersen)模型设计UHPC初始配合比,研究不同掺量的NA对UHPC工作性能、力学性能和耐久性能的影响。此外,本工作还探究了NA对UHPC微观孔结构和微观力学性能的影响。研究表明:(1)NA能使UHPC的28 d抗折强度、抗压强度、弹性模量分别提高8.23%~16.31%、8.04%~26.39%、9.44%~16.55%;(2)NA能使UHPC的干缩、氯离子迁移系数分别降低2.54%~13.01%、8.21%~17.28%;(3)NA能够优化UHPC的孔结构,提高其浆体弹性模量;(4)综合考虑NA对UHPC工作性能、力学性能和耐久性能的影响,NA在UHPC中的优选掺量为1.0%。本工作的研究结果对利用NA制备高弹性模量的UHPC具有指导意义。

关键词：纳米氧化铝超高性能混凝土力学性能弹性模量干燥收缩耐久性

基于变分贝叶斯的鲁棒自适应因子图优化组合导航算法

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 120-129页

作者：陈熙源周云川钟雨露戈明明东南大学仪器科学与工程学院南京210096

复杂环境下的量测粗差和时变噪声严重影响了状态估计的精度和可靠性,对此提出了一种基于变分贝叶斯的鲁棒自适应因子图优化组合导航算法。首先,基于先验和后验两阶段更新将变分贝叶斯推断引入因子图优化框架中,以估计时变量测噪声协方差... 详细信息

复杂环境下的量测粗差和时变噪声严重影响了状态估计的精度和可靠性,对此提出了一种基于变分贝叶斯的鲁棒自适应因子图优化组合导航算法。首先,基于先验和后验两阶段更新将变分贝叶斯推断引入因子图优化框架中,以估计时变量测噪声协方差;其次,利用相邻帧间的平均新息构造量测协方差预测值,作为粗差判据来实现稳健估计。基于INS/GNSS组合导航的仿真和现场实验评估表明,所提方法能在粗差干扰的情况下有效估计时变量测噪声,相比M估计和滑动窗口自适应因子图优化算法的水平定位误差分别减小了26.7%和39.8%,兼顾了估计精度和抗差性能,具有较好的复杂环境适应性。

关键词：因子图优化变分贝叶斯组合导航鲁棒自适应估计