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不同温度下聚酰亚胺薄膜的蠕变性能

兰州大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 387-394页

作者：武艳如薛鑫媛何佳佳邢妮刘岩长安大学建筑工程学院西安710061

为研究聚酰亚胺薄膜的蠕变黏弹性本构关系模型,选用厚度25μm的聚酰亚胺膜材料,初始应力选取极限抗拉强度的50%,在23、 50、 80、 110、 140、 170℃下进行单轴蠕变拉伸实验,分析不同温度下膜材料蠕变的变化规律.用经典Kelvin、经典Maxw... 详细信息

为研究聚酰亚胺薄膜的蠕变黏弹性本构关系模型,选用厚度25μm的聚酰亚胺膜材料,初始应力选取极限抗拉强度的50%,在23、 50、 80、 110、 140、 170℃下进行单轴蠕变拉伸实验,分析不同温度下膜材料蠕变的变化规律.用经典Kelvin、经典Maxwell、 Burgers、三参数广义Kelvin、五参数广义Kelvin蠕变本构模型对数据进行拟合,分析拟合效果.结果表明,聚酰亚胺膜材料具有明显的黏弹性,初始应力对聚酰亚胺膜材料的蠕变性能影响显著,初始应力越大,黏弹性越明显.五参数广义Kelvin模型能够较好地预测聚酰亚胺膜材料的蠕变性能,可决系数均超过0.98,Burgers模型次之,其余3种模型的拟合可决系数为0.708~0.958,拟合结果满足实际工程需要.

关键词：聚酰亚胺薄膜黏弹性力学蠕变性能蠕变本构模型

长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响

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振动与冲击 2024年第12期43卷 36-45页

作者：杨柯王博祝超刘伯权李红长安大学建筑工程学院西安710061

长周期地震动因含有丰富的低频成分易使(超)高层建筑等长周期结构发生严重震害。SRC(steel reinforced concrete)框架-RC(reinforced concrete)核心筒混合结构作为广泛应用于高烈度区的双重抗侧力结构体系,确保其强震下的协同工作是实... 详细信息

长周期地震动因含有丰富的低频成分易使(超)高层建筑等长周期结构发生严重震害。SRC(steel reinforced concrete)框架-RC(reinforced concrete)核心筒混合结构作为广泛应用于高烈度区的双重抗侧力结构体系,确保其强震下的协同工作是实现多道抗震防线,形成合理破坏模式的关键。该文通过与普通地震动对比,阐明了远场长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响规律,并基于谐振激励下的结构动力分析模型及经验模态分解初步揭示了其内在机理。算例分析结果表明:受低频特性影响,远场长周期地震动作用下结构框架剪力分担率与底层倾覆力矩占比明显大于普通地震动,最大框架剪力分担率所在楼层与普通地震动相比出现下移,且当峰值加速度增至400 gal时,SRC框架中下部楼层剪力分担率超过40%,底部倾覆力矩占比超过70%,按照现行规范设计的SRC框架将难以保证远场长周期地震动作用下结构的抗震安全;激励频率对于SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响与振型参与方式有关,低频激励(周期为0.5倍~2.0倍结构基本周期)下结构响应主要受低阶振型主导;远场长周期地震动的卓越分量是导致框架剪力分担率增大的原因。

关键词：远场长周期地震动 SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作剪力分配希尔伯特-黄变换

钢结构工程高强度螺栓微小松动视觉检测方法研究

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中国公路学报 2024年第2期37卷 125-141页

作者：姚志东陈志华刘红波卢佳祁天津大学建筑工程学院天津300072 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对... 详细信息

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对钢结构螺栓连接节点,提出了基于深度学习的螺栓松动视觉检测方法。首先,基于YOLOv5检测螺栓目标。针对螺栓感兴趣区域(RoI),基于鲁棒性较高的Attention U-Net提取螺栓轮廓边缘直线。为了提高螺栓目标检测精度,目标检测模型应设定较低置信度阈值以保证目标无漏检,再通过螺栓RoI提取的边缘直线数量筛除伪螺栓。使用透视变换法对节点图像进行矫正,变换所需的参考点是根据螺栓检测框之间空间移动后的相交关系自动定位的。最后,根据矫正图像中的螺栓轮廓边缘直线计算螺栓角度,通过检测螺栓和基准螺栓之间的角度差异判断松动情况。研究结果表明:螺栓目标检测的AP值为0.97;螺栓轮廓边缘检测的准确率、召回率和F1的均值分别为0.846、0.807与0.825,且在多种复杂背景干扰下具有较高的鲁棒性;伪螺栓筛除法可过滤掉99.82%的伪螺栓目标;提出的图像矫正法适用于常见的多种螺栓排列形式的连接节点;当松动判别阈值仅为2.8°时,螺栓松动检测的准确率可达99.7%。该方法在大型钢结构螺栓连接节点自动化运维方面具有较好的应用前景。

关键词：桥梁工程螺栓微小松动检测计算机视觉与深度学习连接节点目标检测轮廓边缘直线检测透视矫正

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鄱阳湖季节性氨氮水生生物生态风险评估

长江科学院院报 2024年第1期41卷 66-74页

作者：马翔宇闫峰南昌大学建筑工程学院南昌330031

基于生态环境部颁布的《淡水水生生物水质基准—氨氮》提供的有限离散基准值,对鄱阳湖内6个测站在2018年的氨氮水生生物生态风险(RQ)进行量化评估,进一步讨论了水温和pH值对氨氮水生生物毒性的影响,提出了一种《淡水水生生物水质基准—... 详细信息

基于生态环境部颁布的《淡水水生生物水质基准—氨氮》提供的有限离散基准值,对鄱阳湖内6个测站在2018年的氨氮水生生物生态风险(RQ)进行量化评估,进一步讨论了水温和pH值对氨氮水生生物毒性的影响,提出了一种《淡水水生生物水质基准—氨氮》的运用思路,对鄱阳湖地区氨氮的治理提供了数据支撑和经验借鉴。结果表明:氨氮平均浓度最高出现在冬季,平均浓度最低出现在秋季;鄱阳湖夏季的短期水生生物水质基准(SWQC)和长期水生生物水质基准(LWQC)最低,春季的SWQC和LWQC最高;鄱阳湖夏季的长期水生生物生态风险LRQ>1,表明在夏季鄱阳湖的氨氮长期水生生物生态风险超过环境容许值;鄱阳湖夏季存在因水温和pH值的升高导致SWQC和LWQC降低,进而引发水生生物生态风险提高的问题。加强对鄱阳湖的pH值监控和预警应作为水资源管理的重点。

关键词：水环境氨氮水生生物水质基准生态风险鄱阳湖

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预制UHPC-RAC组合梁受弯性能试验与理论计算

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1420-1435页

作者：秦朝刚吴涛刘伯权王博李寓长安大学建筑工程学院西安710061

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)和再生混凝土(Recycled aggregate concrete,RAC),碳足迹低,属于“低碳混凝土”。将再生混凝土梁受拉侧或侧壁的部分RAC用UHPC替换,形成“绿色低碳”UHPC-RAC组合截面,以提高力学... 详细信息

超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)和再生混凝土(Recycled aggregate concrete,RAC),碳足迹低,属于“低碳混凝土”。将再生混凝土梁受拉侧或侧壁的部分RAC用UHPC替换,形成“绿色低碳”UHPC-RAC组合截面,以提高力学性能。采用工厂预制工艺,制作了预制UHPC-RAC组合梁。通过四分点抗弯性能试验,分析了受拉UHPC厚度、UHPC-RAC结合面粗糙度和侧壁UHPC高度,对预制UHPC-RAC组合梁破坏机制、承载力、变形和初始刚度的影响规律,提出了承载力计算公式。研究表明:与RAC梁相比,预制UHPC-RAC组合梁随受拉UHPC厚度的增加,形成的UHPC-RAC穿筋结合面,限制了开裂后UHPC剥离脱落;增加界面粗糙度,阻滞了水平裂缝的延展,初始刚度可提高16.6%;随受拉UHPC钢纤维拔出,荷载-位移曲线下降明显,待再生混凝土压溃后,仍有较高的残余强度。预制UHPCRAC组合梁的开裂荷载和极限荷载,分别增加63.1%和22.9%,截面抗弯刚度、初始刚度均得到明显改善。组合截面内钢筋、UHPC和RAC协同受力,应变沿截面高度线性变化,符合平截面假定;将截面应力等效分布后,推导了预制UHPC-RAC组合梁的受弯承载力计算公式,计算结果与试验值吻合较好。

关键词：预制UHPC-RAC组合梁超高性能混凝土再生混凝土静力试验破坏机制受弯承载力

任意边界条件下带集中质量的连续多跨梁自振特性分析

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噪声与振动控制 2024年第1期44卷 52-58,85页

作者：吴宗欢王亚波李冰冰闻保健马乾瑛长安大学建筑工程学院西安710061

提出一种用于求解任意边界条件下带有任意集中质量的连续多跨梁的自振特性的方法。求解过程为:运用改进的傅里叶级数法(Improved Fourier Series Method,IFSM)确定梁的位移形函数,通过Rayleigh-Ritz法得到梁的拉格朗日方程,然后利用Hami... 详细信息

提出一种用于求解任意边界条件下带有任意集中质量的连续多跨梁的自振特性的方法。求解过程为:运用改进的傅里叶级数法(Improved Fourier Series Method,IFSM)确定梁的位移形函数,通过Rayleigh-Ritz法得到梁的拉格朗日方程,然后利用Hamilton原理得到频率特征矩阵,通过求解广义特征值求得自振频率及位移振型。随后,对所提出的方法的收敛性和精度进行讨论,与现有文献中的方法对比,该方法具有计算精度较高、收敛性好、收敛速度快等特点。讨论不同边界条件下截断数、跨数以及频率阶数之间的关系。最后通过工程中的实际案例说明该方法的实用性,与现有文献对比可知,其精度可达99.9%以上,由此验证了该方法的可靠性以及适用性。该方法易于通过编程实现快速计算,可为工程运用提供便捷有效的理论支撑。

关键词：振动与波连续多跨梁集中质量自振特性 IFSM法 Rayleigh-Ritz法

离心式CO_(2)逆布雷顿制冷系统的分析研究

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制冷学报 2024年第4期45卷 93-103页

作者：周娇乐李昊王厉浙江理工大学建筑工程学院杭州310018

离心式逆布雷顿循环(CRBC)是一种利用离心力势能-压力能转换的制冷循环,工质在旋转管内的离心和向心流动实现高效压缩和膨胀过程,为提升气体制冷循环的效率提供了潜在可能性。以CO_(2)为制冷工质,水为冷却介质,建立了离心式逆布雷顿制... 详细信息

离心式逆布雷顿循环(CRBC)是一种利用离心力势能-压力能转换的制冷循环,工质在旋转管内的离心和向心流动实现高效压缩和膨胀过程,为提升气体制冷循环的效率提供了潜在可能性。以CO_(2)为制冷工质,水为冷却介质,建立了离心式逆布雷顿制冷系统的热力学模型,并进行分析,研究系统的效率及损分布情况,为系统的评估及改进提供理论依据。研究结果表明:在相同送风温度下,加热器进口温度存在优化可能,系统最大损率出现在离心等温压缩、绝热压缩和向心绝热膨胀流动过程,分别约为20%,空气冷却过程和离心绝热压缩流动过程的损率较小且与加热器进口温度呈相反的变化趋势。离心式逆布雷顿循环的效高达19.2%,远高于CO_(2)逆布雷顿循环的8.1%、开式空气逆布雷顿循环的4.9%和闭式空气逆布雷顿循环的2.3%。

关键词：逆布雷顿循环 CO_(2)制冷循环超重力场分析

不同城市绿地类型碳源/汇的城乡梯度格局--以杭州市为例

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生态学报 2024年第3期44卷 930-943页

作者：孙洋洋沈泽琦黄乐妍胡金丽赵馨玉吴珏莹胡广浙江理工大学建筑工程学院杭州310018

探究城市化对绿地空间碳源/汇的空间分布格局的影响,对评估城市生态系统的碳足迹和制定相应的碳收支管理措施具有重要意义。以净生态系统生产力(NEP)做为碳源/汇的反映指标,基于净初级生产力和土壤呼吸估算杭州市主城区绿地碳源/汇的空... 详细信息

探究城市化对绿地空间碳源/汇的空间分布格局的影响,对评估城市生态系统的碳足迹和制定相应的碳收支管理措施具有重要意义。以净生态系统生产力(NEP)做为碳源/汇的反映指标,基于净初级生产力和土壤呼吸估算杭州市主城区绿地碳源/汇的空间分布格局,关注城乡梯度对不同绿地类型碳源/汇水平的作用。基于净初级生产力和土壤呼吸数据综合获得绿地空间NEP,通过土地利用数据和Fragstats软件进行景观格局分析,采用多元线性回归模型和逐步回归模型筛选影响NEP的景观、植被和气象因子,最后利用广义加性模型探讨NEP与各因子之间的关系。此外,分别比较了相同统计过程在不同城乡梯度和不同绿地类型之间的模型差异。结果表明:杭州市绿地空间NEP分布及其影响因子存在显著的城乡梯度与绿地类型差异。2019—2022年杭州市主城区绿地空间,整体表现为碳源,年均NEP为-0.277 kg C m^(-2) a^(-1);其中表现为碳汇的绿地主要分布在杭州市主城区的西部,而碳源绿地主要分布在中部和东部。整体绿地空间的NEP大小与绿地斑块面积、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与灌木物种丰富度和气温呈负相关。NEP随城区、城郊结合部、郊区的城乡梯度逐步增强;城区NEP与乔木盖度呈正相关,与景观多样性和气温呈负相关;城郊结合部NEP与乔木物种丰富度和灌木盖度呈正相关,与绿地斑块密度和气温呈负相关;郊区NEP则与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关。公园、农田、自然植被的NEP依次增大并受到不同因素的调控。公园NEP与聚集度指数、乔木盖度和灌木盖度呈正相关,与景观分割指数、灌木物种丰富度和气温呈负相关;农田NEP与聚集度指数和灌木盖度呈正相关,与气温呈负相关;而自然植被NEP则与乔木盖度呈正相关,与景观多样性指数和气温呈负相关。研究进一步揭示了城市化对绿地空间碳源/汇的影响,为城乡碳收支的差异化管理提供了一定的理论和数据支持。

关键词：绿地空间净生态系统生产力城乡梯度净初级生产力广义加性模型

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高温作用下非饱和黄土水热迁移试验研究

岩土工程学报 2024年第1期46卷 151-161页

作者：赵再昆王铁行金鑫张亮西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安工业大学建筑工程学院陕西西安710021

黄土的水敏性特点使其强度随含水率降低而大幅增加,高温疏干方法进行黄土加固具有广阔应用前景,研究高温作用下非饱和土水热迁移规律具有重要意义。通过自制高温水热迁移装置,进行不同高温水平下不同初始含水率黄土的水热迁移试验。试... 详细信息

黄土的水敏性特点使其强度随含水率降低而大幅增加,高温疏干方法进行黄土加固具有广阔应用前景,研究高温作用下非饱和土水热迁移规律具有重要意义。通过自制高温水热迁移装置,进行不同高温水平下不同初始含水率黄土的水热迁移试验。试验结果表明:高温对水分具有显著驱动作用;当热端温度超过100℃时,试验初期贴近热源土体的水分被快速驱离,是气液相变导致的气态水迁移显著增加所致;含水率分布由峰值曲线逐渐演变为含水率单向增大的缓变曲线;热源温度越高,水分迁移通量越大。建立了高温水热迁移模型,并通过计算验证了模型的可靠性。以体积含水量表示计算所得水分场数据分析了高温和水分含量对水分迁移的综合影响机制,根据黄土高温水分迁移特征在不同体积含水量阶段的差异化表现,将高温水分迁移特征划分为3个区间。Ⅰ低体积含水量区间:水分迁移通量随体积含水量变化曲线呈现峰值曲线,水分主要迁移形式为气态水;Ⅱ中体积含水量区间:随体积含水量增大,气态水迁移通量减小的同时液态水迁移通量增大;Ⅲ高体积含水量区间:温度作用对水分迁移进程不产生影响。

关键词：高温非饱和黄土含水率水热迁移