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乌玛高速沙漠段风沙环境特征及格状沙丘移动规律

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水土保持研究 2025年第1期32卷 160-171页

作者：李良英王振强王旭辛国伟李琦吕乐乐兰州交通大学土木工程学院

[目的]沙丘移动与风沙环境特征和沙丘形态具有直接关系，探究多种因素作用下的格状沙丘移动规律，能为沙区公路风沙防治提供科学依据。[方法]以乌玛高速沙漠段格状沙丘为研究对象，基于当地气象数据、Google Earth卫星影像，研究了2019... 详细信息

[目的]沙丘移动与风沙环境特征和沙丘形态具有直接关系，探究多种因素作用下的格状沙丘移动规律，能为沙区公路风沙防治提供科学依据。[方法]以乌玛高速沙漠段格状沙丘为研究对象，基于当地气象数据、Google Earth卫星影像，研究了2019—2021年乌玛高速沙漠段K167+300,K172+300,K177+300里程处风沙环境及格状沙丘的形态演变和移动规律。[结果](1)研究区年平均起沙风速介于6.07～6.84 m/s,春夏为主要输沙季节，主风向为西北风，次风向为东南风；年输沙势介于31.77～38.89 VU,方向变率指数(RDP/DP)介于0.73～0.78,属于低风能环境、中变率风况。(2)研究区自东北向西南方向，格状沙丘主梁向东偏移，副梁向南偏移，主副梁走向几乎保持垂直，沙丘形态整体上变化较小；格状沙丘的主副梁长度、主副梁间距、沙丘高度均呈现出增加的趋势，主副梁长度增长率、主副梁偏移率呈减小趋势。(3)沙丘移动方向介于140.43°～152.64°,与年RDD变化基本一致，即向东南偏移；沙丘平均高度介于5.24～8.31 m,沙丘移动速率介于2.31～2.86 m/a,两者表现为负相关关系。(4)输沙势、年均温度与沙丘移动速率为正相关关系，相较而言，年均温度对沙丘移动速率的影响更为显著；年均降水量、植被覆盖度与沙丘移动速率为负相关关系，其中年均降水量对移动速率的影响尤为重要。[结论]格状沙丘的移动与当地风况、降水量、温度、植被覆盖度及沙丘自身形态息息相关，其中输沙势及温度增加会加速沙丘前移，不利于对风沙的防治，而提高降水量及植被覆盖度，对防治沙丘移动引起的公路风沙灾害具有积极作用。

关键词：格状沙丘输沙势空间插值沙丘移动形态演变

不同荷载作用下五边形石墨烯的变形破坏机理研究

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原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 51-57页

作者：赵泽若韩同伟李仁葛峻铭王嘉越江苏大学土木工程与力学学院镇江212013

五边形石墨烯是一种完全由碳五元环组成的准二维的亚稳态碳结构,在不同载荷作用下其变形破坏机理仍需进一步研究.本文基于ReaxFF反应力场采用分子动力学方法模拟研究了五边形石墨烯的拉伸、剪切和纳米压痕破坏过程,得到了五边形石墨烯... 详细信息

五边形石墨烯是一种完全由碳五元环组成的准二维的亚稳态碳结构,在不同载荷作用下其变形破坏机理仍需进一步研究.本文基于ReaxFF反应力场采用分子动力学方法模拟研究了五边形石墨烯的拉伸、剪切和纳米压痕破坏过程,得到了五边形石墨烯的拉伸和剪切应力-应变曲线以及压入载荷-位移曲线,系统分析了五边形石墨烯的变形破坏机理,并验证了五边形石墨烯在不同载荷作用下是否表现出塑性变形特征的一致性问题.研究结果表明,通过拉伸或纳米压入等不同加载方式均可准确测出五边形石墨烯的本征力学性能参数,其杨氏模量265.4~285.1 N/m,与第一性原理计算结果一致.研究还发现,五边形石墨烯在拉伸、剪切和纳米压痕过程中均会出现不可逆的塑性变形特征,而引起塑性变形的原因是由于不可逆的碳五元环向碳多元环结构的转变.以上研究结果可为基于五边形石墨烯的微/纳米机电系统的实际应用提供重要指导.

关键词：五边形石墨烯变形破坏机理分子动力学

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洛阳盾构隧道地表沉降Peck公式参数修正

郑州大学学报（工学版） 2025年第1期46卷 75-81页

作者：郜新军魏文宇李珊珊苏庆辉郑州大学土木工程学院河南郑州450001

为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表... 详细信息

为准确预测洛阳粉质黏土与砂卵石复合地层中的盾构隧道地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对洛阳地铁某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对单线Peck公式进行修正。结果表明:针对单线隧道,采用线性回归方法拟合隧道横断面地表沉降得到的曲线与实际监测数据吻合度高,当修正系数α为0.4~0.9、β为0.5~0.7时得到的修正Peck公式精度最高;针对双线隧道,该地层下的地表沉降基本呈双峰“W”形,双线隧道的土体损失率η和沉降槽宽度系数K的分布区间分别为0.2%~0.8%和0.2~0.5,平均值分别为0.45%和0.37,且先行线的土体损失率均值、沉降槽宽度系数均值分别为后行线的1.4倍、1.3倍。研究成果可为洛阳典型粉质黏土与砂卵石复合地层中盾构隧道后续施工提供数据支撑。

关键词：隧道盾构粉质黏土与砂卵石复合地层 Peck公式线性拟合地表沉降修正系数

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L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱轴压性能

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 77-91页

作者：吴丽丽刘艳霞武海鹏韩港豪中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式。设计了5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、... 详细信息

为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式。设计了5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、U形管外伸长度和钢材强度等参数对构件承载力和延性等力学性能的影响。结果表明:该类试件的主要破坏形态为中上部局部鼓曲破坏,适量增大U形管外伸长度可以提高承载力,但增大到一定程度之后易发生弯扭破坏;承载力和延性随着钢管厚度和钢材强度增大而增加;混凝土强度对构件的初始刚度和峰值荷载的影响都很小,但对曲线下降段的影响较大;试件端部和中部截面阴角处的混凝土应力值比各边中部更大,说明采用U形钢管与方钢管组合的方式改善了阴角处钢管对混凝土约束普遍较弱的问题。基于“统一理论”,给出了两种承载力建议计算公式,与试验结果吻合较好,两种计算方法在0.44~1.94的约束效应系数范围内具有良好的适用性。

关键词： L形 U形管钢管混凝土柱轴心受压承载力

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预制混凝土构件钢筋浆锚对接连接受拉性能

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 120-127页

作者：朱张峰郭正兴黄丁丁陈耀钢南京工业大学土木工程学院南京211816 东南大学土木工程学院南京211189 江苏中南建筑产业集团有限责任公司江苏南通226124

为改善预制混凝土构件钢筋连接工艺及性能,提出一种预制混凝土构件钢筋浆锚对接连接技术。针对该新型钢筋连接的传力可靠性问题,开展了考虑钢筋直径、混凝土强度和浆锚长度变化的接头单向拉伸试验。试验结果表明,钢筋浆锚对接连接接头... 详细信息

为改善预制混凝土构件钢筋连接工艺及性能,提出一种预制混凝土构件钢筋浆锚对接连接技术。针对该新型钢筋连接的传力可靠性问题,开展了考虑钢筋直径、混凝土强度和浆锚长度变化的接头单向拉伸试验。试验结果表明,钢筋浆锚对接连接接头受拉性能由钢筋浆锚长度与帮条钢筋承载力共同控制,与混凝土强度无明显关系,表现为帮条钢筋配置相同的条件下,12 mm、14 mm直径连接钢筋试件分别在0.5l a(受拉钢筋基本锚固长度)、0.6l a钢筋浆锚长度条件下实现钢筋拉断,16 mm直径连接钢筋试件在0.6l a钢筋浆锚长度条件下发生帮条钢筋拉断。结合数据分析,建议12~16 mm直径连接钢筋浆锚长度按0.6l a控制,帮条钢筋与连接钢筋牌号相同的前提下,12~14 mm直径连接钢筋的帮条钢筋按4 C 8设计,16 mm直径连接钢筋的帮条钢筋应按6 C 8设计。同时,试验中钢筋镦头构造可保证钢筋充分锚固,其具体尺寸可用于指导钢筋加工;螺旋筋对接头受拉性能影响不明显,可参照本次试验参数进行设计。

关键词：预制混凝土钢筋连接浆锚对接帮条钢筋受拉性能

Q550E高强钢及焊接接头的疲劳裂纹扩展研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 142-151页

作者：马亚飞程尔祥吴显顺何羽王磊长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114

焊接构造是钢桥的薄弱部位,在反复车辆荷载作用下,疲劳损伤正逐步成为影响桥梁服役安全的关键问题之一。以Q550E高强钢为研究对象,开展母材和对接焊缝接头的静力拉伸和疲劳裂纹扩展试验,建立母材及焊接连接件的疲劳裂纹增长模型,揭示了... 详细信息

焊接构造是钢桥的薄弱部位,在反复车辆荷载作用下,疲劳损伤正逐步成为影响桥梁服役安全的关键问题之一。以Q550E高强钢为研究对象,开展母材和对接焊缝接头的静力拉伸和疲劳裂纹扩展试验,建立母材及焊接连接件的疲劳裂纹增长模型,揭示了应力比对高强钢焊接节点疲劳裂纹扩展速率的影响规律;开展基于FRANC3D和ABAQUS的联合仿真模拟分析,通过敏感性分析明确关键影响参数。结果表明:随着应力比的增大,疲劳裂纹扩展速率参数m增大、lg C减小,应力强度因子门槛值减小;对接焊缝m值约为母材的2倍,对接焊缝裂纹门槛值大于母材,且对应力比更敏感;联合仿真方法可准确预测高强钢焊接接头疲劳寿命,高应力比下试件厚度和初始裂纹深度对疲劳扩展影响显著。

关键词：桥梁工程 Q550E高强钢焊接接头疲劳裂纹有限元分析

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基于MICP法的巴氏生孢八叠球菌固化镉污染土的试验研究

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工程科学学报 2025年第1期47卷 158-169页

作者：王艳张李奕岚唐晓武朱鹏陈冠年阮方毅宁波大学土木工程与地理环境学院宁波315211 浙江大学建筑工程学院杭州310058

以重金属污染土的治理为背景,通过毒性浸出、无侧限抗压强度、土柱淋滤试验并结合镉形态分析等其他微观测试方法,探讨了Ca^(2+)的添加、Cd^(2+)浓度、养护时间等因素对驯化巴氏生孢八叠球菌固化镉污染土特性的影响.结果表明:Ca^(2+)对... 详细信息

以重金属污染土的治理为背景,通过毒性浸出、无侧限抗压强度、土柱淋滤试验并结合镉形态分析等其他微观测试方法,探讨了Ca^(2+)的添加、Cd^(2+)浓度、养护时间等因素对驯化巴氏生孢八叠球菌固化镉污染土特性的影响.结果表明:Ca^(2+)对固化土中Cd^(2+)浸出特性影响显著,不添加Ca^(2+)时,当尿素浓度为0.5 mol·L^(-1),固化土的Cd^(2+)浸出质量浓度(0.42~5.64 mg·L^(-1))最低;添加Ca^(2+)后,Cd^(2+)浸出浓度略有增大,胶结液中尿素和Ca^(2+)浓度均为0.5 mol·L^(-1)时,Cd^(2+)的固化效果较好.延长养护时间,固化后土体的抗压强度增加,Cd^(2+)浸出浓度降低且固化效果提高;增大Cd^(2+)浓度,固化后土体的抗压强度降低,Cd^(2+)浸出浓度提高;添加Ca^(2+)有助于增强镉污染土的固化效果,在养护时间为28 d时,当Cd^(2+)浓度为100 mg·kg^(-1)时,添加Ca^(2+)的试样强度达到312 kPa,相较于未添加Ca^(2+)试样强度(234 kPa)提升了33.3%;当Cd^(2+)浓度增大至1600 mg·kg^(-1)时,添加Ca^(2+)的试样强度达到269 kPa,相较于未添加Ca^(2+)试样强度提升了57.3%,试样的浸出浓度降低了15.4%;经淋滤后,添加Ca^(2+)的试样滤出液中Cd^(2+)浓度始终低于未添加Ca^(2+)试样.固化后土中弱酸可提取态镉向可还原态镉和残渣态镉转变,添加Ca^(2+)进一步降低弱酸可提取态镉所占比例,减小了Cd^(2+)的迁移能力.

关键词：微生物诱导碳酸盐沉淀镉污染土巴氏生孢八叠球菌固化

基于模糊层次综合分析的残损状态纯木结构安全评估方法

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土木与环境工程学报（中英文） 2025年第1期47卷 110-117页

作者：杨庆山赵剑波刘纲王娟重庆大学土木工程学院重庆400045 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

现存古建筑大多带伤服役,体内残损状态复杂多样,且对古建筑进行的加固维修与原有残损对结构本体的安全性能影响截然相反。为实现对古建筑的预防性保护,需要量化古建筑纯木结构中的残损状态及修缮措施对其安全状态的影响。基于山西万荣... 详细信息

现存古建筑大多带伤服役,体内残损状态复杂多样,且对古建筑进行的加固维修与原有残损对结构本体的安全性能影响截然相反。为实现对古建筑的预防性保护,需要量化古建筑纯木结构中的残损状态及修缮措施对其安全状态的影响。基于山西万荣飞云楼各构件残损状态普查统计数据,结合现有规范及工程经验对构件残损状态等级详细划分,建立4级模糊层次分析模型,确定结构体中承重构件及构件残损类型的权重值及判断矩阵,通过模糊层次分析方法对飞云楼进行安全状态评估。结果表明,建立的模糊层次安全评价模型能反映残损状态及修缮措施对飞云楼安全状态的影响,有效将结构评价与构件评价联系起来,验证了修缮措施能有效增强古建筑结构本体的安全性及稳定性,该模型及方法可以应用到多层古建木结构的安全等级评价中。

关键词：飞云楼纯木结构残损状态修缮加固模糊层次分析方法安全评估

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面向抗震韧性评价的型钢混凝土柱易损性函数

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 24-34页

作者：李磊王菲菲代旷宇于晓辉西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西部绿色建筑国家重点实验室(西安建筑科技大学) 西安710055 郑州大学土木工程学院郑州450001 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

为满足型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)结构地震损失评估及抗震韧性评价的需求,建立SRC柱构件的地震易损性函数十分关键。本文首先基于文献调研,结合JGJ 138—2016《组合结构设计规范》,从国内外文献中筛选了227榀拟静力循... 详细信息

为满足型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)结构地震损失评估及抗震韧性评价的需求,建立SRC柱构件的地震易损性函数十分关键。本文首先基于文献调研,结合JGJ 138—2016《组合结构设计规范》,从国内外文献中筛选了227榀拟静力循环加载的SRC柱,建立标准化的SRC柱试验数据库。其次,考虑失效模式的差异性,将构件分为延性SRC柱和偏脆性SRC柱,并给出了不同类别的构件损伤等级划分标准及对应的修复方法。然后,以位移角为工程需求参数,分别提取了各构件对应不同损伤等级的位移角限值,采用FEMA P-58方法,建立了不同类别的SRC柱在各损伤等级下的易损性函数。最后,给出了与GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》相容的易损性函数参数表,并分析了抗震等级和轴压比对SRC柱易损性函数参数及易损性曲线的影响。最终,通过分析一幢型钢混凝土框架结构办公楼的抗震韧性,说明了所提出的易损性函数在抗震韧性评价中的作用。

关键词：型钢混凝土柱试验数据库损伤状态易损性函数抗震韧性评价标准