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水利工程开放式实验教学探索——以同济大学土木学院水利工程系为例

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中国电力教育 2010年第22期 129-131页

作者：匡翠萍刘曙光钟桂辉程素斌郑永来同济大学土木工程学院水利工程系

实验教学是促进应用型人才培养的重要教学环节。本文首先结合同济大学土木工程学院水利工程系的实际情况,分析了水利工程实验教学的现状;根据培养应用型本科人才的要求,以潜坝后波浪特性研究实验教学为例,就水利工程开放式实验教学研究... 详细信息

实验教学是促进应用型人才培养的重要教学环节。本文首先结合同济大学土木工程学院水利工程系的实际情况,分析了水利工程实验教学的现状;根据培养应用型本科人才的要求,以潜坝后波浪特性研究实验教学为例,就水利工程开放式实验教学研究进行探索。

关键词：水利工程潜坝开放式

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考虑地震强度不确定性的车站韧性评估方法

岩土工程学报 2025年第1期47卷 164-172页

作者：张陈龙张东明黄忠凯黄宏伟同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

地铁车站作为地下交通的枢纽,是社会经济交流和人员交往的重要组成部分,但其同时也面临着诸多灾害风险。以前包括地震在内的灾害,会对地下交通网络造成严重后果,也对城市功能造成重大损失。因此,地铁车站等关键交通枢纽的韧性评估对于... 详细信息

地铁车站作为地下交通的枢纽,是社会经济交流和人员交往的重要组成部分,但其同时也面临着诸多灾害风险。以前包括地震在内的灾害,会对地下交通网络造成严重后果,也对城市功能造成重大损失。因此,地铁车站等关键交通枢纽的韧性评估对于提高城市安全性和维护其功能至关重要。提供了一个考虑地震强度不确定性的综合韧性评估框架,用于评估浅埋地铁车站在地震灾害下的鲁棒性和快速恢复能力。该框架方法利用有限元软件,建立相关地铁车站数值模型;然后,通过所选择的地震动展开大量数值分析,以便生成关于峰值地面加速度(PGA)的地铁车站易损性函数;接着利用蒙特卡洛模拟进一步量化地震动强度不确定性,并最终确定车站在各个损伤阶段的概率。最终,通过联立地铁车站损伤概率与经济损失关系,考虑地铁车站的恢复路径和可恢复性,完成韧性评估。本研究通过该韧性评估框架和所计算出的韧性指标R,评价和讨论了性能恢复模型和场地条件对车站抗震韧性的影响。这项工作可以帮助地铁网络基于韧性的设计和管理,以支持对地震灾害的适应,从而促进相关决策者关于资源的有效分配。

关键词：地铁车站地震韧性地震易损性地震动不确定性恢复模型

砂层软化条件下盾构隧道开挖面渐进破坏特性分析

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应用基础与工程科学学报 2025年

作者：吕玺琳赵庾成薛大为同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室

盾构隧道施工扰动密砂层后，易引发砂土应变软化，进而导致地层稳定性降低，此时需要更大的支护压力才能维持开挖面稳定性。为阐明密砂地层盾构隧道开挖面的失稳破坏特征，基于砂土材料状态相关临界状态本构模型，引入非局部理论对砂土... 详细信息

盾构隧道施工扰动密砂层后，易引发砂土应变软化，进而导致地层稳定性降低，此时需要更大的支护压力才能维持开挖面稳定性。为阐明密砂地层盾构隧道开挖面的失稳破坏特征，基于砂土材料状态相关临界状态本构模型，引入非局部理论对砂土软化进行正则化处理，对密砂层中支护压力不足条件下盾构隧道开挖面渐进破坏过程进行了模拟分析。结果表明，随着开挖面变形不断增大，支护压力在降低至最小值后又逐渐增加，说明密砂软化导致维持开挖面稳定所需的临界支护压力提高。对比理想弹塑性模型，砂土软化导致开挖面塑性剪应变贯通区域形成的破坏范围扩大。根据地层内土压力与状态参数分布确定了砂土软化发生在滑动面处，滑动面上砂土软化引起的抗滑力降低和上方松动区土拱效应减弱，导致开挖面稳定性明显降低，且临界状态强度参数的减小将加剧砂土软化对隧道开挖面稳定性的负面作用。

关键词：砂土软化状态相关本构模型盾构隧道开挖面渐进破坏非局部理论网格敏感性

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温控盐溶液入渗的GMZ膨润土膨胀变形研究

岩土工程学报 2025年

作者：叶为民邵长跃王琼陈永贵陈亮同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室核工业北京地质研究院

开展考虑温度影响的盐溶液入渗膨润土膨胀变形特性研究，对于高放废物深地质处置库的设计与安全运营具有重要意义。本文以高庙子膨润土为研究对象，开展了不同温度条件下NaCl和CaCl2溶液饱和的一维膨胀变形试验，分析了温度和盐溶液浓... 详细信息

开展考虑温度影响的盐溶液入渗膨润土膨胀变形特性研究，对于高放废物深地质处置库的设计与安全运营具有重要意义。本文以高庙子膨润土为研究对象，开展了不同温度条件下NaCl和CaCl2溶液饱和的一维膨胀变形试验，分析了温度和盐溶液浓度对膨胀变形的影响；结合压汞试验和扫描电镜试验，揭示了温度和盐溶液对膨胀变形影响的微观机理。结果表明：温度和盐溶液浓度升高，达到最大膨胀应变时间缩短，最大膨胀应变减小。盐溶液浓度升高，扩散双电层厚度减小，渗透吸力和有效应力增大；同时，温度升高，集合体间孔隙收缩和晶格收缩，抑制扩散双层膨胀，导致集合体间孔隙的孔径密度降低，集合体间孔隙在水化过程中被填充堵塞，试样膨胀性能减小。在此基础上，建立了考虑温度影响的盐溶液入渗膨胀变形时程曲线模型。

关键词：高庙子膨润土膨胀变形盐溶液温度微观结构模型

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循环荷载下桩承式加筋路堤的荷载传递

应用基础与工程科学学报 2025年

作者：李格烨徐超沈盼盼周洁同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海勘测设计研究院有限公司

通过自适应活动门试验研究了循环荷载下桩承式加筋路堤中桩间土压缩性对荷载传递的影响。自适应活动门试验中利用弹簧支撑活动门，不同刚度的弹簧模拟了具有不同压缩性的桩间土，而位于活动门两侧的固定端则用于模拟桩；采用石英砂作为... 详细信息

通过自适应活动门试验研究了循环荷载下桩承式加筋路堤中桩间土压缩性对荷载传递的影响。自适应活动门试验中利用弹簧支撑活动门，不同刚度的弹簧模拟了具有不同压缩性的桩间土，而位于活动门两侧的固定端则用于模拟桩；采用石英砂作为路堤填土，土工格栅作为加筋材料。结果表明，在循环荷载作用下，填土中土拱效应及荷载传递的发展均可以划分为三个阶段，即初始阶段、最大阶段和退化阶段。压缩性较低的桩间土限制了土拱的发挥，同时导致了较小的筋材变形，削弱了筋材的张力膜效应，从而减弱了路堤的荷载传递。但是，低压缩性桩间土造成了路堤填土具有较高的承受循环荷载能力。另外，在现有理论计算方法的基础上，考虑循环荷载和桩间土的压缩性，提出了计算由循环荷载导致的作用于桩间土（活动门）上竖向附加应力的方法，合理评估桩承式加筋路堤中荷载传递。根据Rogbeck等提出的楔形土拱模型和van Eekelen等提出的同心拱模型得到的两种作用于桩间土（活动门）上竖向附加应力的计算值可分别作为本文试验实测值的上、下限。

关键词：桩承式加筋路堤自适应活动门试验循环荷载土拱效应张力膜效应桩间土压缩性

用于冬季葡萄根系土壤增温的混合重力热管温度响应及热性能分析

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农业工程学报 2025年

作者：邓改革杨佳马翔康宁波何建国李建设宁夏大学土木与水利工程学院

重力热管是一种高效的传热设备，在浅层地热能的开发方面具有巨大潜力。为提高冬季葡萄根系土壤的温度，该文设计并测试了一种新型混合重力热管（hybrid gravity heat pipe,HGHP）。HGHP由铜和聚丙烯无规共聚物（polypropylene random,... 详细信息

重力热管是一种高效的传热设备，在浅层地热能的开发方面具有巨大潜力。为提高冬季葡萄根系土壤的温度，该文设计并测试了一种新型混合重力热管（hybrid gravity heat pipe,HGHP）。HGHP由铜和聚丙烯无规共聚物（polypropylene random,PPR）材料组成，其中铜用于蒸发段和冷凝段，PPR用于绝热段。研究比较了HGHP与传统铜重力热管（copper gravity heat pipe,CGHP）的性能。结果显示，与对照组相比，CGHP和HGHP分别使土壤温度提高了4.94和3.08℃，增温效果显著；另外2种热管均表现出良好的等温特性。由于使用了低成本的PPR材料替代昂贵的铜材料，HGHP成本较CGHP降低48.39%，降幅明显。尽管HGHP的热传递性能略低于CGHP，其经济性和可行性使其在地热能开发中具有应用潜力。该研究为降低地热能开发成本提供了可行的解决方案，并为重力热管在农业领域的应用提供了理论依据和实践指导。

关键词：混合重力热管铜重力热管热力学性能浅层地热能

水利工程综合实验教学改革与实践——以同济大学土木学院水利工程系为例

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同济教育研究 2010年第3期 43-46页

作者：匡翠萍刘曙光谢立全江思珉郑永来同济大学

总结了同济大学水利工程综合实验教学的改革经验，从认知性、综合性、创新性等多个方面予以考虑并完成实验课程的安排，始终坚持“由浅入深，承旧创新”的教育理念，提出实验课程分三个阶段进行，通过自主学习、小组协作以及创新竞赛落... 详细信息

总结了同济大学水利工程综合实验教学的改革经验，从认知性、综合性、创新性等多个方面予以考虑并完成实验课程的安排，始终坚持“由浅入深，承旧创新”的教育理念，提出实验课程分三个阶段进行，通过自主学习、小组协作以及创新竞赛落实教学措施，增强了学生的团队合作意识，促进其个性发展和工程实践能力的提高。

关键词：水利工程实验教学教学改革

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氯离子环境下RC桥墩时变抗震韧性分析

哈尔滨工业大学学报 2025年

作者：聂莹慧李镜培同济大学土木工程学院

为揭示结构全寿命周期内考虑时间效应的失效规律，针对分区腐蚀桥墩时变抗震韧性问题，围绕不同桥墩分区的腐蚀环境、材料特性和腐蚀过程，开展了钢筋面积、钢筋屈服强度及混凝土抗压强度等材料性能的时变退化规律研究。根据计算结果建... 详细信息

为揭示结构全寿命周期内考虑时间效应的失效规律，针对分区腐蚀桥墩时变抗震韧性问题，围绕不同桥墩分区的腐蚀环境、材料特性和腐蚀过程，开展了钢筋面积、钢筋屈服强度及混凝土抗压强度等材料性能的时变退化规律研究。根据计算结果建立桥墩分区腐蚀有限元模型，结合增量动力分析（IDA）得到墩顶位移响应，基于概率需求模型及损伤界限值构建了桥墩地震易损性模型。进而利用Pushover分析，将桥墩抗震性能随服役时间的退化作为灾前时变性能指标，灾后的性能指标通过量化地震作用导致的桥墩瞬间功能损失以及恢复程度来表征，提出了考虑分区腐蚀环境桥墩全寿命抗震韧性计算模型。结果表明，浪溅区钢筋锈蚀速度明显大于水下区及大气区，桥墩服役20 a到50 a的韧性退化值约为50 a到80 a的韧性退化值的2倍。因此在桥墩服役前期，决策者可依据实际提出合理的震前加固措施来增强抗震韧性。

关键词：氯离子环境桥墩地震易损性韧性全寿命

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铝盐对磷酸钾镁水泥性能和水化的影响

硅酸盐学报 2025年

作者：许碧莞张秋实赵翊舟同济大学土木工程学院

铝盐能够延缓磷酸钾镁水泥凝结，但不同铝盐对其性能和水化的影响差异和机理尚未清晰。通过凝结时间测试、强度测试、水化热实验、XRD衍射、热重和Fourier红外光谱分析、pH值与电导率测试以及离子浓度测试实验研究了3种常见铝盐对磷酸... 详细信息

铝盐能够延缓磷酸钾镁水泥凝结，但不同铝盐对其性能和水化的影响差异和机理尚未清晰。通过凝结时间测试、强度测试、水化热实验、XRD衍射、热重和Fourier红外光谱分析、pH值与电导率测试以及离子浓度测试实验研究了3种常见铝盐对磷酸钾镁水泥性能和水化的影响。结果表明：与等质量掺量的硼酸钠相比，AlCl3、Al(NO3)3和Al2(SO4)3作用下的净浆凝结时间可分别延长80%、45%和25%，表现相对较好缓凝作用。相比Al2(SO4)3和Al(NO3)3，AlCl3对净浆体积稳定性影响较为明显，导致体积膨胀与开裂。添加Al2(SO4)3和Al(NO3)3均会降低净浆早期强度，其中Al2(SO4)3弱化作用主要发生在3 h之前，而Al(NO3)3主要在12 h之前，与其较好缓凝作用相符；但二者对净浆后期强度无不利影响。添加Al(NO3)3和Al2(SO4)3能降低水化体系pH，延缓水化进程，降低水化热，并轻微抑制钾基-鸟粪石生成。铝盐中Al3+沉淀为无定型含铝物相，而NO3–和SO42–在低水灰比下分别沉淀为硝酸钾和硫酸钾，影响宏观性能。

关键词：磷酸钾镁水泥铝盐凝结力学性能水化