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基于断裂力学的腐蚀钢丝疲劳S-N曲线研究

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1990-2000页

作者：叶华文叶杨帆邓雪峰杨军川徐勋西南交通大学土木工程学院四川成都610031 成都市市政工程设计研究院有限公司四川成都610023 四川资潼高速公路有限公司四川成都641300

高强冷拔钢丝因其优异的力学性能被广泛应用于缆索承重结构,服役过程中钢丝腐蚀与断裂威胁着结构安全。钢丝腐蚀后表面的蚀坑因应力集中效应易产生疲劳裂纹,因此腐蚀钢丝剩余疲劳寿命主要取决于裂纹的扩展阶段,且裂纹扩展受到腐蚀程度(... 详细信息

高强冷拔钢丝因其优异的力学性能被广泛应用于缆索承重结构,服役过程中钢丝腐蚀与断裂威胁着结构安全。钢丝腐蚀后表面的蚀坑因应力集中效应易产生疲劳裂纹,因此腐蚀钢丝剩余疲劳寿命主要取决于裂纹的扩展阶段,且裂纹扩展受到腐蚀程度(初始损伤)的显著影响。精确表征腐蚀程度并准确评估服役期钢丝腐蚀后的剩余寿命,仍是亟待解决的维修难题。首先采用蚀坑最大深度表征钢丝腐蚀程度,以应力强度因子幅作为裂纹扩展驱动力指标,基于断裂力学的Paris公式建立受拉钢丝裂纹扩展理论模型,进而推导腐蚀钢丝的疲劳S-N曲线。大量既有的腐蚀钢丝疲劳试验结果与理论预测值的比较验证了所提理论模型及疲劳S-N曲线的合理性和有效性。含多个蚀坑的钢丝裂纹扩展有限元模拟表明,等效单裂纹适用于多腐蚀坑钢丝疲劳寿命的简化分析。参数分析表明,蚀坑深度和腐蚀环境是腐蚀钢丝疲劳强度的关键影响因素,而应力比和疲劳加载频率影响较小,所提出的S-N曲线在钢丝常规服役条件下适用于评估其剩余寿命,可得到合理的预测结果。基于断裂力学所提的理论方法和疲劳S-N曲线可为腐蚀钢丝的疲劳强度和寿命评估提供参考。

关键词：冷拔钢丝腐蚀剩余寿命 S-N曲线蚀坑深度

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转角位移型阻尼器性能研究及工程应用

工程科学与技术 2024年第2期56卷 162-171页

作者：蒲瑞李倩倩王健泽徐军戴靠山四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川省建筑科学研究院有限公司四川成都610081 四川大学-香港理工大学灾后重建与管理学院四川成都610065 西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁... 详细信息

针对传统加固方案美观性不足、空间占有率大的缺点,本文提出一种应用于梁–柱节点的转角位移型金属阻尼器(RMD),该阻尼器外观为弧线型,布置点位于结构梁柱节点处,在保证耗能效果的同时,可最大程度满足建筑功能需求。RMD的耗能原理是梁–柱夹角变化推动阻尼器内部剪切钢板产生位移,耗能棒与剪切钢板相连,多根双曲线型金属棒在剪切板的带动下同时发生弯曲变形,进而耗散地震输入的能量。经有限元数值分析和力学试验研究发现,RMD拥有良好的耗能能力和塑性变形能力,即使在大变形下也不容易发生破坏,并且通过改变耗能棒的数量可以直接调节阻尼器的性能参数,满足不同的工程需求。由于现有常用工程设计软件中没有相应的转动型连接单元对RMD进行模拟,为方便工程设计,进一步提出一种直线型布置的等效模型,基于阻尼器变形前后位移等效原理,通过理论公式推导了等效模型物理参数计算方法,并使用有限元分析证实了该方法拥有较高的准确性。为评估该阻尼器的耗能效果,在相同的数量和布置形式下,将其与普通钢隅撑、黏弹性转角阻尼器分别设置在某一复杂电厂结构中进行减震设计分析。计算结果表明,RMD能够有效降低结构的地震响应,且减震效果优于隅撑与黏弹性转角阻尼器。

关键词：转角位移型阻尼器消能减震等效力学模型电厂结构地震响应

红曲霉强化发酵对黄豆酱风味物质及菌群结构的影响

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食品科学 2024年第9期45卷 93-101页

作者：蒋四强陈功李雄波王泽亮范智义李婷李恒张其圣邓维琴四川省食品发酵工业研究设计院有限公司四川成都611130 成都大学食品与生物工程学院四川成都610106 四川东坡中国泡菜产业技术研究院四川眉山620030

为探究红曲霉混合强化发酵对黄豆酱品质的影响,以米曲霉(郫酿M003)和红曲霉(PM001)分别制曲混合强化发酵黄豆酱,通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术、主成分分析系统比较不同质量黄豆曲混合强化发酵黄豆酱的挥发性风味成分,运用I... 详细信息

为探究红曲霉混合强化发酵对黄豆酱品质的影响,以米曲霉(郫酿M003)和红曲霉(PM001)分别制曲混合强化发酵黄豆酱,通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术、主成分分析系统比较不同质量黄豆曲混合强化发酵黄豆酱的挥发性风味成分,运用Illumina MiSeq测序技术解析黄豆酱混合强化发酵过程中的菌群结构变化,并分析主要微生物与主要风味物质的相关性。结果表明,红曲霉混合强化发酵黄豆酱风味物质的组成、含量和微生物种类及相对丰度均显著优于米曲霉单菌制曲发酵的黄豆酱;黄豆酱中的多种主要风味物质与曲霉属(Aspergillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、红曲属(Monascus)以及明串珠菌属(Leuconostoc)等优势菌属呈显著正相关,米曲霉黄豆曲和红曲霉黄豆曲按照3∶1的质量比混合强化发酵的黄豆酱风味品质更好。研究结果说明红曲霉制曲混合强化发酵可显著改善黄豆酱的风味品质,可为黄豆酱风味品质的改进提供数据参考。

关键词：红曲霉强化发酵黄豆酱挥发性风味成分菌群结构

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一种发射率可矫正的红外热成像全局检测方法

电子测量与仪器学报 2024年第7期38卷 123-130页

作者：冯强刘彦麟夏慧伍剑波赵焰峰汤宏宇何雨洁廖江四川科特检测技术有限公司德阳618300 四川大学机械工程学院成都610065

在无损检测领域中,红外热成像检测具有重要地位。在利用红外热成像技术检测缺陷的过程中,受加工工艺和周围环境的影响,待检测设备的表面粗糙度各有殊异,材料表面的发射率不均,导致温度采集误差较大。针对该问题,结合热辐射基本定律探究... 详细信息

在无损检测领域中,红外热成像检测具有重要地位。在利用红外热成像技术检测缺陷的过程中,受加工工艺和周围环境的影响,待检测设备的表面粗糙度各有殊异,材料表面的发射率不均,导致温度采集误差较大。针对该问题,结合热辐射基本定律探究出一种发射率可矫正的红外热成像全局检测法,意在矫正材料的表面发射率,降低检测过程中可能出现的缺陷错检漏检等安全性问题的风险。其仿真和实验结果表明,一方面使用红外热成像法检测时,表面粗糙度不同会严重干扰检测的准确性,具体影响为粗糙度越大,检测出的辐射温度越高;另一方面使用分离温度法可以实现矫正物体表面由于粗糙度不同带来的发射率不同的影响,仿真和实验结果表明矫正准确度可达70%左右,最高可以达到75%以上。基于此矫正检测方法能够有效实现基于红外热成像技术的全局检测,减少发射率对红外热像仪检测精度的影响,提高检测精度,同时也可以极大程度上提高缺陷检测的效率。

关键词：管道腐蚀缺陷检测红外热成像检测发射率矫正

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关于公路工程粉煤灰检测的探讨

低碳世界 2024年第9期14卷 139-141页

作者：陈雪梅四川省铁证工程检测有限公司四川成都610000

随着我国公路建设的不断发展,公路工程中使用的材料种类也越来越丰富。其中,粉煤灰作为一种重要的混凝土掺合料,在公路工程中得到了广泛的应用。通过详细研究公路工程粉煤灰检测内容、检测方法,分析了影响公路工程粉煤灰检测结果的因素... 详细信息

随着我国公路建设的不断发展,公路工程中使用的材料种类也越来越丰富。其中,粉煤灰作为一种重要的混凝土掺合料,在公路工程中得到了广泛的应用。通过详细研究公路工程粉煤灰检测内容、检测方法,分析了影响公路工程粉煤灰检测结果的因素,同时,提出了相应的应对策略,以期为相关人员提供参考。

关键词：公路工程粉煤灰检测公路施工

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基于冲击回转钻进的岩石强度随钻识别研究

岩土力学 2024年第3期45卷 857-866页

作者：刘勇斌张晓平李馨芳李德宏陈广军刘小波熊雪飞杨朗李玉生武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 中国铁建昆仑投资集团有限公司四川成都610040 四川蜀道高速公路集团有限公司四川成都610094 四川川黔高速公路有限公司四川成都646500 江西省交通投资集团有限责任公司江西南昌330025

在隧道掘进施工过程中,数字化钻孔过程监测(drillingprocessmonitoring,简称DPM)系统能够实时快速地获取岩石强度参数,及时指导现场开挖和支护作业。为实时获取隧道开挖掌子面前方的围岩强度,基于搭载于气动冲击回转钻机上的数字化DPM... 详细信息

在隧道掘进施工过程中,数字化钻孔过程监测(drillingprocessmonitoring,简称DPM)系统能够实时快速地获取岩石强度参数,及时指导现场开挖和支护作业。为实时获取隧道开挖掌子面前方的围岩强度,基于搭载于气动冲击回转钻机上的数字化DPM系统地开展现场原位数字钻进试验。通过对钻孔全过程的推进压力、回转压力、冲击压力以及钻杆位移等钻进参数进行实时监测、记录和分析,得到了不同钻孔过程的钻进参数特征,据此对各钻孔过程进行识别,并采用DPM时间序列分析方法分离出纯钻进过程钻进参数,结果表明:纯钻进过程的钻进深度随钻进时间呈分段线性变化;钻机工作压力随钻进时间的变化相对恒定,其对不同钻速段的钻速变化影响有限;同时,钻进速度随岩石强度增加而减小,并建立了岩石强度关于钻进速度的指数关系模型,用以指导工程实践。

关键词：冲击回转钻孔过程监测钻进参数饱和单轴抗压强度

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红层地区高铁路堑基底上拱等级预测研究

土木工程学报 2024年第2期57卷 107-116页

作者：颜宏毅赵晓彦陈明浩蹇黎明张广泽西南交通大学四川成都611756 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

轨面平顺性是高速铁路安全运行的重要保证。近年来,四川红层部分高速铁路(客运专线)出现路基上拱病害,致使轨面不平顺并影响高铁正常运营。对于高速铁路无砟轨道线路,基底上拱整治十分困难,如能在铺轨前进行上拱预测,就可采取相应措施... 详细信息

轨面平顺性是高速铁路安全运行的重要保证。近年来,四川红层部分高速铁路(客运专线)出现路基上拱病害,致使轨面不平顺并影响高铁正常运营。对于高速铁路无砟轨道线路,基底上拱整治十分困难,如能在铺轨前进行上拱预测,就可采取相应措施以减缓路基上拱,因此高铁路基上拱预测研究势在必行。以成渝客运专线为研究对象,在综合分析路基上拱主要影响因素的基础上,选取路基中心开挖深度、岩层倾角、砂泥岩互层关系、泥岩饱和单轴抗压强度、泥岩膨胀性5个评价指标,采用熵权法确定各指标权重,运用功效系数法建立高铁红层路基上拱等级预测模型。将该模型应用于成渝客专和沪渝蓉高铁建设前期主要上拱段及上拱等级预测,验证了该模型的可行性与实用性。

关键词：高速铁路红层泥岩基底上拱预测熵权法功效系数法

不同滑带角度滑坡作用下隧道衬砌与抗滑桩结构非线性受力特征研究

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铁道学报 2024年第2期46卷 181-194页

作者：李涛罗波朱宝龙陈刚中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999 中国五冶集团有限公司四川成都610063 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010

随着隧道滑坡体系支护研究的深入,隧道滑坡与抗滑桩支护之间的受力研究尤为重要。为研究在0°、10°、20°、30°、40°、50°共6种滑带角度影响下隧道衬砌结构与抗滑桩的受力特征,以大准铁路南坪隧道为原型,采取室内缩尺试验以及数值... 详细信息

随着隧道滑坡体系支护研究的深入,隧道滑坡与抗滑桩支护之间的受力研究尤为重要。为研究在0°、10°、20°、30°、40°、50°共6种滑带角度影响下隧道衬砌结构与抗滑桩的受力特征,以大准铁路南坪隧道为原型,采取室内缩尺试验以及数值模拟的方法,对三者间受力变形规律进行研究。得到以下结论:随着滑带角度的增大,桩身与隧道衬砌结构变形逐渐减小,作用在隧道以及桩身的土压力、弯矩值逐渐减小;同时,滑带角度为0°、10°、20°、30°时滑坡水平推力对隧道衬砌结构受力影响较大,40°、50°时滑坡水平推力影响显著衰减,拱脚竖向荷载占比逐渐增大。当滑带角度小于30°时,应当主要考虑滑坡水平推力对隧道结构的影响,大于30°时主要考虑由滑坡体所产生的竖向荷载对隧道衬砌结构的影响,此时应当对隧道仰拱及靠近坡体处拱脚位置重点加固。所得试验、模拟结果为隧道与抗滑桩体支护施工提供一定参考。

关键词：滑带角度滑坡隧道抗滑桩支护非线性受力

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基准排放因子更新对隧道需风量的影响研究

西南交通大学学报 2024年第1期59卷 113-120页

作者：王旭王明年严涛于丽中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 国铁川藏科创中心(成都)有限公司四川成都610213 川藏铁路技术创新中心有限公司四川成都610213 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子... 详细信息

为解决交通车辆持续更新导致的城市隧道内通风系统设计浪费和运营闲置,研究基准排放因子更新对隧道需风量的影响,并建立2种应对车辆更新的基准排放因子计算方法.首先,通过理论分析明确需风量计算式中随时间更新的关键参数为基准排放因子;随后,根据定量分析得到基准排放因子和纵坡-车速系数更新对需风量的影响;最后,结合国外理念和实际设计经验,提出2种考虑时间更新的基准排放因子计算方法.研究结果表明:我国道路隧道通风设计规范在制定基准排放因子时参考了世界道路协会(PIARC)通风报告,并分析得到了参考理由;与2000年相比,2021年的CO、NOx和PM基准排放限值分别降低了81.6%、76.7%和97.9%;建立了使用机动车污染物排放限值作为基准排放因子的最不利设计方法,计算出2018年各污染物基准排放因子(CO为0.0011 m^(3)/(辆·km),PM为0.4610 m^(2)/(辆·km)),相比于2014年《细则》分别降低84.3%和77.0%.建立并验证了基准排放因子计算方法,为城市道路隧道通风系统设计提供参考.

关键词：城市道路隧道通风设计需风量基准排放因子排放清单