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质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响

爆炸与冲击 2024年第5期44卷 108-118页

作者：耿少波洪欣郑毅沈新月中北大学环境与安全工程学院土木工程学科部山西太原030051

为研究质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响,以等效单自由度法为基本方法,理论推导了柔性及刚性2类梁构件含质量参数在弹性、塑性各阶段的振动位移解,选择矩形截面、圆截面为梁构件典型截面,设计并计算了质量参数在1.00~1.20范围内... 详细信息

为研究质量参数对空爆荷载梁构件振动位移的影响,以等效单自由度法为基本方法,理论推导了柔性及刚性2类梁构件含质量参数在弹性、塑性各阶段的振动位移解,选择矩形截面、圆截面为梁构件典型截面,设计并计算了质量参数在1.00~1.20范围内的13种典型工况。结果表明:对于空爆荷载柔性及刚性2类梁构件,增大其截面面积后,仅考虑质量参数计算振动位移时误差较大,应按质量参数及产生的附加刚度参数耦合效应分析;对于矩形截面梁构件,采用质量参数与刚度参数耦合计算时,其最大弹性位移、最大弹塑性位移和残余变形降低幅度分别约为仅采用质量参数计算结果的4.75、3.28和2.96倍;对于圆截面梁构件,则分别为3.57、2.56和2.32倍;该结论在柔性梁构件及刚性梁构件均适用且无明显差异。

关键词：空爆荷载质量参数梁构件动力响应刚度残余变形

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碳酸氢盐活化过氧化氢的水污染控制研究进展

环境科学与技术 2024年第S01期47卷 38-47页

作者：刘强姜宇董紫君姜成春沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 深圳大学土木与交通工程学院未来地下城市研究院广东深圳518060 深圳职业技术学院材料与环境工程学院广东深圳518055

碳酸氢盐活化过氧化氢(BAP)体系因其在宽阔pH适用范围中的突出降解性能、更高的稳定性以及处理过程中不引入新的污染等特点受到越来越多的关注。该文综述了BAP体系中活性组分的产生及主要识别方法,分析了BAP体系对污染物的反应特性、降... 详细信息

碳酸氢盐活化过氧化氢(BAP)体系因其在宽阔pH适用范围中的突出降解性能、更高的稳定性以及处理过程中不引入新的污染等特点受到越来越多的关注。该文综述了BAP体系中活性组分的产生及主要识别方法,分析了BAP体系对污染物的反应特性、降解机理和环境影响因素;总结了BAP体系与其他主要高级氧化技术相比的应用环境条件、优劣势及适用场景,并展望了BAP体系未来的研究方向和应用潜力。期望为BAP体系在自然水体修复及水污染控制领域的应用提供理论支撑。

关键词：碳酸氢盐高级氧化过氧化氢活性组分

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橡胶混合黏土小应变剪切模量特性试验研究

岩土力学 2024年第3期45卷 705-713页

作者：周恩全白宇航姚缘王龙陆建飞江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔... 详细信息

为了研究橡胶混合黏土(混合土)的动变形特性,对不同橡胶掺量、橡胶粒径和围压的混合土开展共振柱试验,分析动剪切模量G和阻尼比λ的发展规律,并基于二元介质模型,提出了表达混合土接触状态的骨架孔隙比e_(sk)计算方法,进一步依托骨架孔隙比e_(sk)对混合土的最大动剪切模量G_(max)进行评价。结果表明:掺入橡胶颗粒后,混合土的G减小,λ增大,且橡胶掺量增大时,混合土的G减小、λ增大;围压增大时,混合土的G增大、λ减小;橡胶粒径增大时,混合土的G增大、λ减小。随着橡胶掺量增大,骨架孔隙比e_(sk)增大,G_(max)降低;在相同橡胶掺量时,随着橡胶粒径的增大,e_(sk)增大,G_(max)升高。在Hardin公式的基础上,基于骨架孔隙比e_(sk)提出了考虑橡胶掺量和橡胶粒径的G_(max)表征模型,该模型具有较好的准确性,可为评价橡胶混合黏土G_(max)提供依据。

关键词：橡胶混合黏土动剪切模量阻尼比骨架孔隙比 Hardin模型

基于自注意力机制与卷积神经网络的隧道衬砌裂缝智能检测

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铁道学报 2024年第9期46卷 182-192页

作者：周中闫龙宾张俊杰张东明龚琛杰中南大学土木工程学院湖南铁院土木工程检测有限公司同济大学土木工程学院

卷积操作固有的局部性，导致难以捕获裂缝的全局特征表示。针对这一问题，以YOLOv5网络框架为基础，通过融合自注意力机制和卷积神经网络提出一种高精度隧道衬砌裂缝智能检测算法ST-YOLO。构建一种双分支特征提取模块，分支一采用基于... 详细信息

卷积操作固有的局部性，导致难以捕获裂缝的全局特征表示。针对这一问题，以YOLOv5网络框架为基础，通过融合自注意力机制和卷积神经网络提出一种高精度隧道衬砌裂缝智能检测算法ST-YOLO。构建一种双分支特征提取模块，分支一采用基于自注意力机制的Swin Transformer网络提取裂缝的全局特征，分支二采用基于卷积神经网络的CSPDarkent提取裂缝的局部细节特征；采用卷积注意力增强的特征融合模块对两个分支所提取的裂缝特征进行多尺度融合，以实现裂缝全局特征和局部细节特征互补；借助YOLOv5的解耦头模块输出得到裂缝的分类置信度和位置结果。为验证本文提出算法的有效性，选用SSD、YOLOv4、YOLOv5、EfficientDet、Faster-RCNN五种基于卷积神经网络的目标检测算法进行对比分析。结果表明：在本文构建的隧道衬砌裂缝数据集上，ST-YOLO模型的F1分数和AP分别为83.95%和85.26%,相较于五种对比算法具有更高的识别精度及更好的环境适应性，适用于实际隧道工程裂缝病害检测任务。

关键词：隧道工程结构裂缝目标检测深度学习神经网络

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干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性

工程科学与技术 2024年第2期56卷 208-216页

作者：周恩全张曼居东煜王龙李护良江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验... 详细信息

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验和X射线衍射试验,研究了木质素掺量0、2%、5%、8%、12%、15%和干湿循环0、1、2、3、4次对改良土抗剪强度特性的影响。结果表明:掺入木质素可以显著提升粉土的抗剪强度及干湿循环性能;一定干湿循环次数下,改良土的抗剪强度及黏聚力随着木质素掺量的增加先增大后降低,内摩擦角随着木质素掺量的增加先快速增大后基本不变;当木质素掺量为8%时,改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角最高。改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而降低,当木质素掺量为0时,纯土试样经过1次干湿循环即崩解,强度损失率为100%;当木质素掺量为8%时,改良土的强度损失率最低,黏聚力及内摩擦角的降低幅度均较低。X射线衍射试验表明,木质素掺量为8%时,石英、方解石、白云石含量最高,黏土矿物含量较高,钠长石含量最低,这是造成改良土强度及干湿循环性能提升的直接原因。结果显示,当木质素掺量为8%时,改良土在提高抗剪强度及干湿循环性能方面具有明显优势。研究结果可为实际施工设计提供理论支撑。

关键词：木质素粉土干湿循坏抗剪强度

填埋场生物炭-甲烷氧化菌改性覆层的甲烷氧化特性

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农业工程学报 2024年第10期40卷 239-246页

作者：李明玉孙文静丁梧秀何朋立王晓强王艳红洛阳理工学院土木工程学院洛阳471023 东华大学环境科学与工程学院上海201620

填埋场覆盖层是一种控制甲烷逃逸的最简单可行办法,然而一般的土质覆盖层工程特性差,与微生物甲烷氧化菌的甲烷氧化效能低。生物炭施加到土体中能够改变土体的微环境和微生物活性,进而可影响生物氧化甲烷的效能。为了研究生物炭-甲烷氧... 详细信息

填埋场覆盖层是一种控制甲烷逃逸的最简单可行办法,然而一般的土质覆盖层工程特性差,与微生物甲烷氧化菌的甲烷氧化效能低。生物炭施加到土体中能够改变土体的微环境和微生物活性,进而可影响生物氧化甲烷的效能。为了研究生物炭-甲烷氧化菌改性土的甲烷氧化效率,该研究使用甲烷检测仪,测定不同pH、甲烷浓度、土样干密度和生物炭掺量下,有菌和无菌土样的甲烷降低率的变化规律。结果表明:当无机盐培养液的pH值为7时,甲烷氧化菌具有较高的氧化效能;pH值为9时,甲烷氧化菌的甲烷降低率小于pH值为7时。在一定初始甲烷浓度下,甲烷氧化菌的氧化效能随着初始甲烷浓度的增大而增大,但当初始甲烷浓度超过一定值时会抑制甲烷氧化菌的氧化效能,生物炭掺量和干密度均会影响甲烷氧化菌甲烷削减效能。随着生物炭掺量的增加,生物炭-甲烷氧化菌改性土的甲烷氧化效率是逐渐增大的;在干密度和生物炭掺量为1.20 g/cm3和15%时,无菌和有菌两种工况的甲烷降低率降幅较明显,分别为10.38%和39.72%。由此表明添加生物炭改变了填埋场覆盖层土体的微环境,提高了甲烷氧化菌的甲烷氧化效能,该研究对填埋场温室气体减排、大气污染防治及土体固碳减排具有重要学术意义和实际价值。

关键词：生物炭微观结构垃圾填埋场甲烷氧化菌甲烷降低率

落石被动柔性防护网非线性静力设计方法及验证

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工程地质学报 2024年第2期32卷 719-727页

作者：赵雷廖林绪刘耀鹏余志祥齐欣许浒金云涛西南交通大学土木工程学院成都610031 香港理工大学土木及环境工程学系中国香港999077

被动柔性防护网是一种常见的落石灾害防治措施。针对当前落石被动柔性防护网尚无适用的工程化设计方法的现状,以非线性计算过程中结构内能与设计防护能级相等作为加载完成的判别准则,建立了落石被动柔性防护网的非线性静力设计方法。基... 详细信息

被动柔性防护网是一种常见的落石灾害防治措施。针对当前落石被动柔性防护网尚无适用的工程化设计方法的现状,以非线性计算过程中结构内能与设计防护能级相等作为加载完成的判别准则,建立了落石被动柔性防护网的非线性静力设计方法。基于LS-DYNA对250~5000 kJ共8种常用能级的被动柔性防护网开展非线性动力分析,明确了冲击力的分布范围及相对大小,形成了适用于不同能级落石被动柔性防护网非线性静力设计的荷载模式。为了有效模拟被动柔性防护网特殊的受力特征,开发了由索单元与受拉弹簧单元组成的非线性耗能单元用于耗能器模拟,开发了内部由多段索单元组成的滑移索单元用于滑移边界以及网环单元模拟。基于对网片冲击试验的反演和3500 kJ被动柔性防护网的设计及足尺冲击试验检验,验证了所提出的落石被动柔性防护网非线性静力设计方法的有效性。

关键词：落石被动柔性防护网非线性静力分析设计方法荷载模式试验验证

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微好氧厌氧消化研究进展

化工进展 2024年第7期43卷 4005-4014页

作者：王娟卞春林陈翔宇王莹王新东左彦鑫肖本益内蒙古工业大学土木工程学院内蒙古呼和浩特010051 中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院大学北京100049 长春工程学院水利与环境工程学院吉林长春130012

微好氧厌氧消化是一种介于厌氧环境和好氧环境之间、具有低浓度溶解氧的厌氧消化方式。该消化方式不需要额外处理单元,通气速率可精准调控,比传统厌氧消化更具优势,可实现更高的生物转化和甲烷产出,是一种可靠、有效的有机废弃物能源化... 详细信息

微好氧厌氧消化是一种介于厌氧环境和好氧环境之间、具有低浓度溶解氧的厌氧消化方式。该消化方式不需要额外处理单元,通气速率可精准调控,比传统厌氧消化更具优势,可实现更高的生物转化和甲烷产出,是一种可靠、有效的有机废弃物能源化方法。目前,微好氧厌氧消化已被证明在提高微生物多样性、加速水解、减少硫化氢生成、提高甲烷产量等方面具有独特优势,是近几年厌氧消化研究的新方向。本文通过对近20年微好氧厌氧消化相关研究进行梳理,阐述了微好氧厌氧消化的概念和机制,总结了微好氧对厌氧消化的影响及其应用,分析了影响微好氧厌氧消化的因素,并指出了其存在的问题和下一步发展方向,以期为微好氧厌氧消化系统的改进和应用提供科学依据及支撑。

关键词：微好氧厌氧消化微生物多样性水解甲烷稳定性通氧方式

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水、气边界可控/测的大尺寸模型槽试验系统

岩土工程学报 2024年第S01期46卷 37-42页

作者：路紫辰陈锐王浩陈子彬郭浩文黄俊文哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055 广东省土木工程智能韧性结构重点实验室广东深圳518055 香港科技大学土木与环境工程学系中国香港999077

准确评价垃圾填埋场土质覆盖层的水气调控性能对于污染治理尤为重要。现有模型试验设备的密封效果大多不理想,无法准确地控制气压,不能较好地模拟垃圾填埋场实际工况的水、气边界条件。为解决此类问题,设计了水、气边界可控/测的大尺寸... 详细信息

准确评价垃圾填埋场土质覆盖层的水气调控性能对于污染治理尤为重要。现有模型试验设备的密封效果大多不理想,无法准确地控制气压,不能较好地模拟垃圾填埋场实际工况的水、气边界条件。为解决此类问题,设计了水、气边界可控/测的大尺寸模型槽试验系统。该系统可监测覆盖层不同深度孔隙水压力、孔隙气压力和体积含水量的变化,并收集覆盖层的表面径流量、侧向导排量及底部渗漏量。模型槽侧壁通过内外套板及卡套挤压O型圈进行密封,经检验,该密封装置可确保模型槽具备良好的闭气性和闭水性,有助于进一步研究土质覆盖层防渗闭气规律及机理。通过应用该试验系统,评估了强降雨条件下植草(狗牙根草)倾斜双层毛细阻滞覆盖层水气耦合运移的短期响应。初步试验结果表明,植草倾斜覆盖层在强降雨结束时渗漏量占降雨量的2.4%,降雨时坡顶处砂土层的吸力大于击穿吸力,毛细阻滞作用未失效,若忽略气压的影响会低估覆盖层的导排性能。

关键词：模型槽边界条件密封水气耦合土质覆盖层