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混凝土冻融作用下冻结应力演化规律及对抗冻性能的影响

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材料导报 2024年第12期38卷 107-111页

作者：戈雪良柯敏勇刘伟宝陆采荣王珩梅国兴杨虎南京水利科学研究院南京210029 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029 水利部应对气候变化研究中心南京210029

为了探究严寒地区混凝土冻害机理及冻结应力对混凝土抗冻性的影响,基于大型极端气候模拟器模拟-40℃低温冻害的条件,采用研制的冻结应力测试装置对F300高抗冻等级混凝土在冻融单次降温阶段及降温-升温冻融循环两种模式下的冻结应力及抗... 详细信息

为了探究严寒地区混凝土冻害机理及冻结应力对混凝土抗冻性的影响,基于大型极端气候模拟器模拟-40℃低温冻害的条件,采用研制的冻结应力测试装置对F300高抗冻等级混凝土在冻融单次降温阶段及降温-升温冻融循环两种模式下的冻结应力及抗冻性能进行研究,同时利用了环境扫描电子显微镜对冻融循环作用下的混凝土微观裂缝进行了测试研究。研究表明:-40℃单次降温过程中降温速率越快,冻结应力出现的时间越早、混凝土内部产生的冻结应力增幅也越大;冻融循环降温阶段产生的冻结应力会随降温-升温冻融作用的不断循环而累积增大,且冻结应力的发展存在转变拐点,在相同降温终了试件中心低温条件下,降温阶段的降温速率越大,冻结应力由增加转入减小的拐点出现越早;冻融过程中的冻结应力与混凝土质量损失、相对动弹性模量两个抗冻性常用评价指标有较好的对应关系;冻结应力逐步使水泥浆体产生损伤,表现为微观裂缝的生成与发展,损伤积聚产生冻害。

关键词：混凝土冻融循环冻结应力演化规律抗冻性能作用机制

散射辐射对鄱阳湖平原典型稻田总初级生产力的影响

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农业机械学报 2024年第5期55卷 334-343,378页

作者：刘博侯佳佳时元智崔远来扬州大学水利科学与工程学院扬州225009 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072

探明散射辐射变化对稻田生态系统总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)的影响可为稻田碳汇能力评估和产量估算提供参考。本研究以鄱阳湖平原双季稻田为研究对象,利用涡度相关(Eddy covariance,EC)系统对稻田CO_(2)通量进行了... 详细信息

探明散射辐射变化对稻田生态系统总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)的影响可为稻田碳汇能力评估和产量估算提供参考。本研究以鄱阳湖平原双季稻田为研究对象,利用涡度相关(Eddy covariance,EC)系统对稻田CO_(2)通量进行了连续两年(2017—2018年)的定位观测,选取水稻生育中期数据,按照散射辐射比例(Diffuse fraction,DF)进行分段,分析了散射辐射对稻田GPP的影响,探明并量化了不同DF条件下散射辐射与其他气象因素对稻田GPP的影响机制。结果表明:不同类型辐射对GPP的影响存在差异,GPP随着直接光合有效辐射(Direct photosynthetically active radiation,PAR_(dir))的增加先迅速增长,随后达到饱和;在不同DF条件下,早晚稻GPP随着散射光合有效辐射(Diffuse photosynthetically active radiation,PAR_(dif))的变化趋势存在差异,当DF为0.1~0.4时,早稻GPP随PAR_(dif)无明显变化趋势,晚稻GPP随PARdif呈上升趋势(决定系数R^(2)为0.23),当DF为0.4~0.7时,早晚稻GPP随PAR_(dif)呈下降趋势(R^(2)为0.38、0.02),当DF为0.7~1.0时,早晚稻GPP随PAR_(dif)呈明显上升趋势(R2为0.32、0.89),可见PAR_(dif)是影响水稻GPP的重要因素。早晚稻GPP与DF呈二次曲线关系(R^(2)为0.45、0.67),早晚稻光能利用效率(Light use efficiency,LUE)则与DF呈显著的线性正相关关系(R^(2)为0.68、0.82),早晚稻最优DF为0.48和0.40。DF变化同时引起气温(Air temperature,T_(a))和饱和水汽压差(Water vapor pressure deficit,VPD)的变化,进而对水稻GPP产生协同影响。气象因素与水稻GPP的通径分析结果表明:不同DF条件下,气象因素对水稻GPP的影响存在明显差异。总体而言,T_(a)和VPD升高分别对水稻GPP起促进和抑制作用,当DF为0.1~0.4、0.4~0.7和0.7~1.0时,影响早稻GPP的主要气象因素为T_(a)、PAR_(dir)和PAR_(dif),影响晚稻GPP的主要气象因素则为PAR_(dif)、PAR_(dir)和PAR_(dif)。

关键词：散射辐射气溶胶总初级生产力稻田通径分析鄱阳湖平原

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松花江干流造床水沙动力及河相关系的探究

泥沙研究 2024年第4期 47-52+66页

作者：张幸农假冬冬陈长英南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室

在分析松花江干流河道特性的基础上，基于实测资料，探究了造床水沙动力条件和河相关系。结果表明，枯水期和涨水期水流的造床作用不甚明显，主汛期水流是主要造床动力，退水期水流也具有一定造床作用；通过对比河道特征流量和计算得到... 详细信息

在分析松花江干流河道特性的基础上，基于实测资料，探究了造床水沙动力条件和河相关系。结果表明，枯水期和涨水期水流的造床作用不甚明显，主汛期水流是主要造床动力，退水期水流也具有一定造床作用；通过对比河道特征流量和计算得到的造床流量，说明常年洪水的造床作用依然十分有限，只有3～5年一遇的较大洪水才会形成较为明显的造床作用；河道河床呈现宽浅型，主槽相对窄小，洪漫滩地宽阔，中游段主槽河相关系系数■在2～5之间，上游段和下游段大多超过5;基于河床最小活动性假设，得到河相关系与流量及含沙量之间的关系式，采用造床流量针对主槽进行检验，公式相符性较好。

关键词：松花江水流动力造床作用河相关系

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沿海中小河流域地表-地下水库联合调控洪水资源利用研究:Ⅰ.方法与模型

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水资源保护 2024年第1期40卷 79-85,126页

作者：王坤王宗志白莹刘群程亮杜慧华刘克琳丁启南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 山东省水文中心山东济南250002

针对沿海中小河流域地表-地下水库复杂工程系统,因缺少联合调控方法而导致洪水资源利用难的问题,解析地表-地下水库系统结构与功能,定量模拟地表水库调度、闸坝调控下河流和地下水动力过程,并利用智能替代模型提升水动力过程计算速度;... 详细信息

针对沿海中小河流域地表-地下水库复杂工程系统,因缺少联合调控方法而导致洪水资源利用难的问题,解析地表-地下水库系统结构与功能,定量模拟地表水库调度、闸坝调控下河流和地下水动力过程,并利用智能替代模型提升水动力过程计算速度;在此基础上通过研发时/日/月多时间尺度模型耦合嵌套方法,构建了兼顾计算精度与效率的地表-地下水库联合调控模型。该模型实现了洪水、地表-地下水相互作用和供水等时间尺度差异明显的调节过程的统一调配,可为沿海中小河流域洪水资源利用提供新思路与技术支撑。

关键词：洪水资源利用地表-地下水库系统联合调控多时间尺度嵌套模型沿海中小河流域

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基于声发射技术的早龄期混凝土断裂性能

建筑材料学报 2024年第2期27卷 153-160页

作者：范向前葛菲南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 水安全与水科学协同创新中心江苏南京210024

为探究早龄期混凝土的断裂性能,针对5种养护龄期(3、7、14、21、28 d)的混凝土试件,开展20根含预制裂缝的三点弯曲梁断裂试验,得到其荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线.基于该曲线,计算得到早龄期混凝土的断裂韧度(起裂韧度和失稳韧度)... 详细信息

为探究早龄期混凝土的断裂性能,针对5种养护龄期(3、7、14、21、28 d)的混凝土试件,开展20根含预制裂缝的三点弯曲梁断裂试验,得到其荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线.基于该曲线,计算得到早龄期混凝土的断裂韧度(起裂韧度和失稳韧度)和断裂能.采用声发射(AE)技术,通过振铃计数和累计振铃计数与时间的关系曲线,探讨养护龄期对早龄期混凝土试件损伤断裂过程的影响;通过计算上升角(RA)和平均频率(AF),分析了早龄期混凝土的破坏模式.结果表明:早龄期混凝土的断裂韧度和断裂能均随着养护龄期的增加而增大,抗开裂能力提高,延性变差.当养护龄期由3 d增至14 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速较快;当养护龄期由14 d增至28 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速变缓.振铃计数和累计振铃计数均能较好地反映早龄期混凝土的损伤破坏过程,其中累计振铃计数的增速随着养护龄期的增加而减小.混凝土的剪切裂缝占总裂缝的比例随着养护龄期的增加而增加.

关键词：早龄期混凝土裂缝断裂韧度断裂能声发射

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冻融环境下泡沫混凝土的孔结构与力学性能

复合材料学报 2024年第2期41卷 827-838页

作者：高志涵陈波陈家林袁志颖河海大学水利水电学院南京210098 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098

对4种不同密度的泡沫混凝土试样进行了冻融循环试验,借助X-CT设备扫描了泡沫混凝土的孔隙结构,并使用声发射装置测试了泡沫混凝土单轴压缩过程中的声发射特征。结果表明:泡沫混凝土在单轴压缩过程中的应力-应变关系曲线具有明显的阶段性... 详细信息

对4种不同密度的泡沫混凝土试样进行了冻融循环试验,借助X-CT设备扫描了泡沫混凝土的孔隙结构,并使用声发射装置测试了泡沫混凝土单轴压缩过程中的声发射特征。结果表明:泡沫混凝土在单轴压缩过程中的应力-应变关系曲线具有明显的阶段性,单轴压缩过程中的声发射事件主要集中在接触期和陡增期。冻融循环后,泡沫混凝土的孔隙率和平均孔隙直径均增大,孔径分布更离散,孔隙壁厚度不断减小,引起力学性能的下降;冻融循环降低了试样的脆性,使其声发射累计振铃计数曲线更光滑,信号的活跃度随冻融次数的增加而降低;密度为1000 kg/m^(3)的试样在冻融循环100次后,其大部分孔径在1000μm以下,抗压强度只降低了23.7%,具有良好的抵抗冻融侵蚀的能力。

关键词：泡沫混凝土冻融循环单轴压缩声发射孔隙结构

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岩石平面应变状态辨识特征与精度控制研究

地下空间与工程学报 2024年

作者：温嘉琦汤雷水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京水利科学研究院材料结构研究所

水工隧洞等地下工程围岩可视为处于平面应变状态,为了认识岩石平面应变状态辨识特征,开展了系列离散元岩石力学试验。首先阐述岩石平面应变试验的意义及问题;然后通过实验室单轴结果标定一类花岗岩参数,从“数据”和“损伤”两方面分析... 详细信息

水工隧洞等地下工程围岩可视为处于平面应变状态,为了认识岩石平面应变状态辨识特征,开展了系列离散元岩石力学试验。首先阐述岩石平面应变试验的意义及问题;然后通过实验室单轴结果标定一类花岗岩参数,从“数据”和“损伤”两方面分析了岩石平面应变状态的辨识特征;最后,探索了岩石平面应变试验侧限装置的精度控制阈值。结果表明:(1)通过分析平面应变压缩下岩样轴向应力、侧限墙应力、裂纹发育趋势,给出了3个特征数据点,揭示了岩石从损伤到破裂的阶段性变化过程;(2)平面应变压缩过程中的3个特征点界定了试样裂纹发育的演化规律;裂纹从零星分散发育到局部化发育,然后开始深化连通直到试样破裂;(3)建议岩石平面应变试验的侧限装置的位移允许值取,即单轴峰值点对应的单向侧应变,在该阈值控制下获得的“半平面应变状态”的特征点与“完全平面应变状态”的特征点基本吻合。

关键词：岩石平面应变状态岩石损伤特征点微裂纹发育侧限装置离散元法

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钢筋混凝土环境中负载型阻锈剂的研究进展

材料导报 2024年第2期38卷 104-117页

作者：徐宁杨恒熊传胜崔征蒋鹏刘璨南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室青岛理工大学土木工程学院南京瑞迪高新技术有限公司

阻锈剂技术是抑制混凝土中钢筋锈蚀的重要途径，但传统阻锈剂的应用仍然面临功能单一、与混凝土的兼容性不佳、环保性和有效性难以兼顾等问题。将阻锈剂装载入载体中，以载体负载阻锈剂(Carrier-loaded corrosion inhibitor, CLCI)的形... 详细信息

阻锈剂技术是抑制混凝土中钢筋锈蚀的重要途径，但传统阻锈剂的应用仍然面临功能单一、与混凝土的兼容性不佳、环保性和有效性难以兼顾等问题。将阻锈剂装载入载体中，以载体负载阻锈剂(Carrier-loaded corrosion inhibitor, CLCI)的形式将阻锈剂“间接”掺入混凝土，能够在避免阻锈剂原有缺陷的基础上，发挥载体的特有功能。本文围绕CLCI的离子固化、缓释效应、智能响应、pH自免疫系统、载体吸附效应等功能机制，结合CLCI对水泥基材料性能的影响，系统综述了CLCI的研究进展。最后，对其在混凝土中的研究和应用进行了展望，并提出了需要解决的问题，以期为CLCI在混凝土工程中的应用提供更多可能性。

关键词：负载型阻锈剂钢筋混凝土腐蚀智能响应缓释力学性能

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中国工业用水演变驱动因素分析

环境科学 2024年第8期45卷 4520-4528页

作者：张旭张建云敖天其王小军王炳轩河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210098 河海大学环境学院南京210098 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029 四川大学水利水电学院成都610065 河海大学水文水资源学院南京210098

为深化工业用水量随社会经济发展变化规律的认识,提出“双层嵌套式”的结构分解分析(SDA)方法,量化了2002~2020年我国不同行业工业用水量变化驱动因素的影响.结果表明,以消费、投资和出口为代表的规模扩张因素是不同行业工业用水量增长... 详细信息

为深化工业用水量随社会经济发展变化规律的认识,提出“双层嵌套式”的结构分解分析(SDA)方法,量化了2002~2020年我国不同行业工业用水量变化驱动因素的影响.结果表明,以消费、投资和出口为代表的规模扩张因素是不同行业工业用水量增长的主要因素,其中人均消费扩张效应增长较快,且不同行业工业规模扩张的主要驱动因素存在明显差异,直接推动了工业结构变化.而工艺用水变动和水资源重复利用率变动是遏制工业用水量增长的主要因素,两者累计已完全抵消了工业规模扩张的正向效应,累计减少工业用水量112亿m^(3);但金属采选、冶炼加工及电力等能源加工行业的工艺用水变动负向效应偏小,仅依靠水资源重复利用率提升的工业用水效率提升潜力较小.因此,需要基于不同行业影响差异有针对性地强化工业节水管理,推动工业生产结构和消费结构转型升级,保持工业用水负增长态势.

关键词：工业用水结构分解分析(SDA) 投入产出模型重复利用率不同行业