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基于数据包络分析（DEA）模型的陕甘宁地区2004—2020年城市土地利用效率分析

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中国沙漠 2024年第5期 245-253页

作者：韩群柱朱玲仪鄂昱汀付芳斌张应波西安理工大学土木建筑工程学院

把握城市土地利用效率状况、以最小的城市土地资源投入获取最大的社会经济效益，是深入推进城市高质量发展的途径。本文以陕甘宁地区为研究对象，基于投入、产出和外部环境的面板数据，构建城市土地利用效率影响因素指标体系，综合应用... 详细信息

把握城市土地利用效率状况、以最小的城市土地资源投入获取最大的社会经济效益，是深入推进城市高质量发展的途径。本文以陕甘宁地区为研究对象，基于投入、产出和外部环境的面板数据，构建城市土地利用效率影响因素指标体系，综合应用三阶段数据包络分析(DEA)模型测算研究区2004—2020年的城市土地利用效率，从时间和空间角度对研究区的土地利用进行分析。结果表明：(1)第一阶段城市土地利用综合效率为[0.630,1]，波动幅度接近50%，显示陕甘宁地区城市土地利用效率存在较大的空间差异性；调整后的城市土地效率值与第一阶段相比均呈现下降趋势，说明如果不考虑随机误差和外部环境的影响，传统DEA模型分析高估了城市土地利用效率值。(2)2004—2020年，陕甘宁地区土地利用效率在时间维度上总体呈上升趋势，在空间维度上陕西综合利用效率最高、甘肃次之，宁夏最低。(3)17年间，城市土地利用效率莫兰指数存在3次正负交替现象，但2012年之后，高聚类范围从陕西省向外扩展。陕西省、甘肃省和宁夏回族自治区土地利用效率空间差异显著，需进一步构建各城市的经济合作机制，推动区域间的共同协调发展和优势互补格局，以期促进研究区城市土地的高效利用。

关键词：陕甘宁三阶段DEA 城市土地利用效率空间相关分析

复合盐冻融循环后PE-ECC拉伸性能及劣化机理研究

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复合材料科学与工程 2024年第10期 32-39页

作者：郑怡陈中书张晋张耀庭湖北工业大学土木建筑与环境学院华中科技大学土木与水利工程学院

为研究聚乙烯纤维水泥基复合材料（PE-ECC）复合盐冻后的拉伸性能，设置了纯水和复合盐侵蚀（5%Na2SO4+3.5%NaCl）两种冻融环境，分别进行了0,50,100,150,200次冻融循环后的轴向拉伸试验。试验结果表明：两种冻融环境下试件的损伤程度... 详细信息

为研究聚乙烯纤维水泥基复合材料（PE-ECC）复合盐冻后的拉伸性能，设置了纯水和复合盐侵蚀（5%Na2SO4+3.5%NaCl）两种冻融环境，分别进行了0,50,100,150,200次冻融循环后的轴向拉伸试验。试验结果表明：两种冻融环境下试件的损伤程度均随着冻融次数的增加而增大；相同冻融次数下，复合盐冻条件下试件表面剥蚀程度更严重，变形性能更低，但极限应变均能保持在2%以上。在此基础上，通过XRD、SEM、EDS能谱分析、核磁共振等技术研究复合盐冻后PE-ECC拉伸性能劣化的微观机理。结果表明，复合盐侵蚀产生的膨胀性水化产物如水镁石、石膏、钙矾石等大量堆积，使孔隙和微裂缝开展，与孔中水结冰共同作用，加剧了内部结构的损伤。

关键词：复合盐冻聚乙烯纤维水泥基复合材料(PE-ECC) 拉伸性能微观机理

蒸养条件下机制砂混凝土的力学性能及干缩性能

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1886-1897页

作者：刘穗虎曾晓辉唐卓谢友均龙广成周俊良马刚中南大学土木工程学院湖南长沙410075 悉尼科技大学土木与环境工程学院绿色科技中心澳大利亚悉尼2007

为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探... 详细信息

为推动机制砂在预制混凝土构件中的应用,实现机制砂在建筑行业的更广阔应用,进而有效减缓天然砂资源短缺的问题,通过混凝土抗压强度、动弹性模量和干燥收缩试验等宏观性能测试和扫描电镜测试、压汞测试及显微硬度测试等微观测试方法,探讨养护条件和砂型对混凝土力学性能及干缩性能的影响规律及相应机理。试验结果表明:无论采用河砂还是机制砂,蒸养混凝土相较标养混凝土具有更高的早期力学性能和更低的干燥收缩,但高温导致水化产物分布不均,阻碍了后续的水化反应,使其后期力学性能出现不同程度的劣化。结合微观测试结果可知,孔径粗化、界面过渡区间隙增大和水化产物结构疏松是造成蒸养混凝土后期性能劣化的主要原因,但采用机制砂替代河砂能有效减弱蒸养热伤损效应产生的劣化影响。此外,蒸养机制砂混凝土相较蒸养河砂混凝土具有更高的力学性能和更优的微观结构,具体表现为:蒸养机制砂混凝土孔结构更加细化,界面过渡区间隙更小,同时基体显微硬度均值更高,整体密实度更高。但小于50 nm毛细孔增加将导致蒸养机制砂混凝土干缩变形增大。基于GL 2000收缩模型,通过引入考虑机制砂的影响因子,建立了蒸养机制砂混凝土干燥收缩预测模型,可较准确且有效地进行蒸养机制砂混凝土的干燥收缩预测。

关键词：机制砂蒸养混凝土力学性能干缩变形收缩预测模型

关中山地民居夏季热环境分析及被动式优化策略研究

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太阳能学报 2024年第9期45卷 243-250页

作者：张磊田孟雨桑国臣崔晓玲朱轶韵韩玮霄西安理工大学土木建筑工程学院西安710048

对关中山地典型民居开展夏季热环境测试,探究传统民居对山地气候的适应性原理;采用数值模拟的方法,分析热工设计参数对室内热环境的影响规律,获得关中山地民居的优化设计参数。结果表明,传统民居的生土墙具有良好的热惰性,能够抵御室外... 详细信息

对关中山地典型民居开展夏季热环境测试,探究传统民居对山地气候的适应性原理;采用数值模拟的方法,分析热工设计参数对室内热环境的影响规律,获得关中山地民居的优化设计参数。结果表明,传统民居的生土墙具有良好的热惰性,能够抵御室外温度波动;阁楼开敞的格栅窗能够在夜间时段引入室外低温空气,起到隔热降温效果。此外,提高墙体热惰性、采用通风屋面、南向外窗设置遮阳构件、采用夜间通风技术对夏季室内热环境提升显著,当外墙热惰性指标为27.18、南向外窗遮阳投影系数为0.5、夜间通风时段为18:00—次日09:00并采用通风屋面时,关中山地民居室内空气温度平均值和最高值分别降低2.9℃和3.4℃。

关键词：被动式太阳能建筑热舒适降温设计优化关中山地民居

地下滴灌对向日葵根区土壤微环境及细菌氮转化功能基因的影响

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环境科学学报 2024年第5期44卷 474-485页

作者：张家鹏李为萍池曌男吴怡萱王佳爽樊雪琴内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018

土壤微生物代谢功能多样性是维持土壤生态系统健康的关键.为评价地下滴灌对土壤微环境及土壤微生物代谢功能多样性的影响,本文以向日葵根区土壤微环境(土层深度0~60 cm)为研究对象,设置地表滴灌为对照(CK),地下滴灌设置10、15、20、25 c... 详细信息

土壤微生物代谢功能多样性是维持土壤生态系统健康的关键.为评价地下滴灌对土壤微环境及土壤微生物代谢功能多样性的影响,本文以向日葵根区土壤微环境(土层深度0~60 cm)为研究对象,设置地表滴灌为对照(CK),地下滴灌设置10、15、20、25 cm共4个滴灌带埋深处理(D10、D15、D20和D25),底肥施用磷酸二铵(含N18%,纯氮施入量300 kg·hm^(-2)),追肥施用尿素(含N46.8%,纯氮施入量为300 kg·hm^(-2)).结果表明,D20和D25处理相较于CK,对土壤EC值、含水率(WT)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)的含量影响显著.Pearson相关性分析表明细菌多样性与WT、pH显著相关;细菌群落结构与温度(T)、NO_(3)^(-)-N显著相关,WT、T、pH是影响细菌群落多样性的关键环境因子.相比CK处理,地下滴灌(D10、D15、D20和D25)会提高硝化基因NxrA、Hao、AmoA、AmoB、AmoC的相对丰度,抑制部分反硝化基因NirS和norC的相对丰度,且显著改变微生物群落结构.冗余分析表明WT是影响土壤微生物群落结构和功能基因的主导因子.综上,地下滴灌可以改善向日葵根区土壤硝化细菌生长繁殖和代谢活动的影响,其中滴灌带埋深为25 cm(D25)相比于CK及其他埋深处理(D10、D15、D20)更为显著降低土壤盐分、提高土壤氮素,改善土壤细菌群落结构多样性,增加硝化、异化性硝酸盐还原、反硝化的功能基因丰度,有利于维护根区土壤生态健康.

关键词：宏基因组学地下滴灌土壤理化性质微生物群落结构氮代谢

基于岩渣形貌及岩石磨蚀性的钻井法凿井滚刀磨损评估方法

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煤炭学报 2024年

作者：程桦谢鲍姚直书荣传新林键安徽理工大学土木建筑学院安徽大学资源与环境工程学院安徽建筑大学安徽省岩土工程智能建造与灾变防控重点实验室

针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题，以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象，提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先，基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征，并提出相关量化指... 详细信息

针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题，以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象，提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先，基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征，并提出相关量化指标；其次，对竖井钻机岩渣开展现场预处理，采用图像识别方法进行后处理，统计分析了岩渣几何形貌，并使用类指数分布函数描述其累积分布规律；此后，以皮尔逊系数为相关性评价指标探究了岩渣颗粒分布及矿物成分对滚刀磨损指标的影响，阐明了西部地区钻井法凿井滚刀易磨损致因；最后，基于相关性分析方法，选取若干主要影响参数，使用非线性拟合工具给出了针对不同岩层的滚刀磨损指标预测公式，并提出现场更换滚刀的评估方法。结果表明：钻井法凿井滚刀磨损与岩层地质条件密切相关，不同地层单位进尺消耗滚刀数量依次为：泥质胶结泥性地层>钙质胶结泥、砂互层地层≈钙质、铁质胶结砂性地层>极弱胶结砂性地层，西部钻井法凿井刀盘深磨区易集中于b、c、d刀圈，而中心刀及其附近区域多为浅磨区；岩渣几何形貌统计特征可间接反映不同地层单位进尺滚刀磨损程度，西部地区砂系、泥系地层岩渣粒径分布符合类指数函数，相关系数R2为0.976～0.997，根据拟合函数得到的岩渣均匀系数与磨损均匀性指标相关性最高，泥性地层及泥、砂互层地层滚刀磨损加剧的原因可归结为岩渣泥化、砂化；以岩渣圆度分布的箱宽、大颗粒占比、均匀系数、岩石磨蚀性指数为滚刀磨损主要表征参数，得到适用于不同地层的滚刀磨损预测模型，与现场实测对比，模型预测成功率达90.9%；提出的滚刀磨损评估方法可为现场提钻换刀决策提供有益参考。

关键词：钻井法凿井岩渣颗粒分布矿物成分滚刀磨损评估方法

基于城市中心区实测风场的高层建筑风荷载特性

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工程力学 2024年第3期41卷 124-134页

作者：韩振李波甄伟田玉基李晨北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044 北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

风剖面是影响高层建筑风荷载特性的主要因素。为了探究城市中心区风场下高层建筑的风荷载特性,选取了北京气象塔2013年−2017年连续观测的实测风速数据,采用指数率模型并结合城市边界层分层结构对实测风场风剖面进行了拟合。通过刚性模... 详细信息

风剖面是影响高层建筑风荷载特性的主要因素。为了探究城市中心区风场下高层建筑的风荷载特性,选取了北京气象塔2013年−2017年连续观测的实测风速数据,采用指数率模型并结合城市边界层分层结构对实测风场风剖面进行了拟合。通过刚性模型风洞测压试验得到了宽厚比D/B=1,2,4三种超高层建筑在实测风场下的风荷载,并将试验结果同规范中的B、D类风场进行了对比。研究表明:基于分层结构,采用指数率模型拟合得到的实测风场幂指数为0.35,其平均风速剖面同D类风场相似,湍流度剖面则大于D类风场;与B、D类风场下的风荷载相比,实测风场对超高层建筑的平均风荷载影响较小,对脉动风荷载的影响较大,且建筑宽厚比增大后,其在实测风场下的脉动风效应显著增强;建筑基底横风向和扭转向力矩系数间具有较强的相关性,且存在极值相关性,特别是90°风向角时的D/B=4建筑,两种相关性在实测风场下均显著增强。

关键词：超高层建筑实测风场风洞试验风压系数层风力系数基底力矩系数

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支架固定馆藏人物俑文物振动台试验研究

振动工程学报 2024年第8期37卷 1409-1422页

作者：王萌施勋杨维国葛家琪马伯涛张曼生刘佩北京交通大学土木建筑工程学院建筑结构系北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044 中国航空规划设计研究总院有限公司北京100120

为研究博物馆最常用的支架固定措施固定馆藏人物俑文物的抗震有效性,开展了两类典型体型易损、材质易损人物俑文物复制品‐支架固定措施抗震系统足尺振动台试验研究。获得了人物俑在不同工况下的地震响应及人物俑与支架间的相互作用,探... 详细信息

为研究博物馆最常用的支架固定措施固定馆藏人物俑文物的抗震有效性,开展了两类典型体型易损、材质易损人物俑文物复制品‐支架固定措施抗震系统足尺振动台试验研究。获得了人物俑在不同工况下的地震响应及人物俑与支架间的相互作用,探讨人物俑关键体型参数、金属支架卡固位置、支架尺寸、固定措施与人物俑间安装缝隙对该类文物运动状态的影响,评估了支架固定措施的抗震有效性并提出了合理建议,为兼顾安全性及最小干预原则的支架固定人物俑文物的优化设计提供必要依据。研究结果表明:浮放人物俑均发生倾覆,具有极大震损风险;采用支架固定后可有效降低人物俑的摇摆响应,随着人物俑复制品的质心高度与底座宽度比值增加以及其质量增大,较小尺寸支架发生明显塑性变形甚至根部断裂,导致人物俑倾覆并损坏;随着支架尺寸的增加,其对文物固定效果的提高作用有限,基于文物保护最小干预原则,综合考虑文物的抗震安全及艺术展示效果,优化支架尺寸;支架固定人物俑肩部时,人物俑摇摆响应得到一定控制,但随着支架固定位置的提高,人物俑滑移响应愈加明显;当支架与人物俑相互作用时,人物俑表面出现明显损伤,在两者缝隙填充硅胶垫,人物俑的摇摆响应和滑移响应分别降低近40%和50%,支架根部应变下降近40%,人物俑与支架接触处应变下降近60%,有效提高了支架固定措施的抗震有效性。

关键词：振动台试验馆藏人物俑文物金属支架抗震有效性减震措施

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