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基于高分辨率模态柔度矩阵桥梁损伤识别的少量传感器方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第7期51卷 127-136页

作者：马宏伟郑晓杰夏子立闫禹聂振华东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东东莞523808 广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室广东东莞523808 暨南大学力学与建筑工程学院广东广州510632 “重大工程灾害与控制”教育部重点实验室广东广州510632 港珠澳大桥管理局广东珠海519060

为了降低监测系统成本和提高桥梁损伤识别精度,本文利用少量传感器获得高分辨率模态振型.在考虑路面粗糙度的情况下,基于柔度变化率进行损伤识别.在不同路面粗糙度水平下,对移动车辆荷载作用下桥梁上所测位移响应进行特征正交分解,再将... 详细信息

为了降低监测系统成本和提高桥梁损伤识别精度,本文利用少量传感器获得高分辨率模态振型.在考虑路面粗糙度的情况下,基于柔度变化率进行损伤识别.在不同路面粗糙度水平下,对移动车辆荷载作用下桥梁上所测位移响应进行特征正交分解,再将得到的主成分矩阵中高频动力分量信息过滤,获得高分辨率的模态振型.利用少量传感器方法得到的高分辨率模态振型计算柔度变化率,将其作为桥梁损伤定位的指标.为了验证该方法的有效性,对一简支梁进行模拟和试验.结果显示,该方法在考虑不同粗糙度水平情况下,利用少量传感器得到高分辨率模态振型的柔度变化率能准确定位损伤.

关键词：损伤识别高分辨率模态振型少量传感器路面粗糙度柔度矩阵

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基于机器学习的TBM破岩效率预测模型研究

东莞理工学院学报 2024年第1期31卷 103-108页

作者：刘俊峰陈杜楷区志钊邹相荣凌钧昊叶梓健东莞理工学院、生态环境与建筑工程学院、广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室广东东莞523808

在TBM施工中经常会遇到复杂地质环境,导致TBM自身设备参数受到干扰,因此有必要针对相应条件下TBM滚刀破岩效率变化规律展开分析研究。相较于传统钻爆法,TBM拥有掘进迅速,破岩时间短的优越性。因TBM的这一突出优越性,所以保障TBM破岩效... 详细信息

在TBM施工中经常会遇到复杂地质环境,导致TBM自身设备参数受到干扰,因此有必要针对相应条件下TBM滚刀破岩效率变化规律展开分析研究。相较于传统钻爆法,TBM拥有掘进迅速,破岩时间短的优越性。因TBM的这一突出优越性,所以保障TBM破岩效率已成为研究的关键问题之一。本文依托重庆轨道交通十号线二期工程,以项目所在地采集的花岗岩为研究对象进行室内试验,基于二维节理岩体试验,引入机器学习的方法,基于优化的BP神经网络,建立TBM滚刀破岩效率预测模型,并对模型预测结果准确性进行验证。结果表明,本文预测结果准确度高,适用于TBM破岩效率预测,为TBM滚刀破岩效率预测方法研究提供了理论参考。

关键词： TBM 滚刀破岩机器学习效率预测

煅烧温度对环保型莫来石多孔陶瓷结构和性能的影响

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材料研究与应用 2024年第3期18卷 495-501页

作者：伍芷菁花开慧钟雅丽陈晓冰高品海郑愚东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东东莞523808 广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室广东东莞523808

莫来石多孔陶瓷因其高强度和耐腐蚀等性能得到广泛地应用。然而,由于合成莫来石的原料高岭土的不可再生性及持续上涨的价格,寻找廉价易得的替代原料对于合成莫来石多孔陶瓷迫在眉睫。建筑废弃物的成分与高岭土相似,可作为高岭土的可行... 详细信息

莫来石多孔陶瓷因其高强度和耐腐蚀等性能得到广泛地应用。然而,由于合成莫来石的原料高岭土的不可再生性及持续上涨的价格,寻找廉价易得的替代原料对于合成莫来石多孔陶瓷迫在眉睫。建筑废弃物的成分与高岭土相似,可作为高岭土的可行替代品之一。以建筑废弃物和Al_(2)O_(3)为主要原料,AlF_(3)为晶须催化剂,B_(2)O_(3)为烧结助剂,成功制备了环保型莫来石多孔陶瓷。通过阿基米德排水法、XRD和SEM等表征手段,深入探究了多孔陶瓷的晶相、微观形貌和物理化学特性。同时,研究了煅烧温度对莫来石多孔陶瓷结构和性能的影响规律及作用机制。结果表明,适当提升煅烧温度有助于莫来石晶须的生成,但过高的温度会导致晶须粗化和晶粒增大。当煅烧温度为1200℃时,莫来石晶须的生长形貌最佳,晶须直径约为0.05—0.1μm、长度为0.5—1μm、长径比在15—20之间。随着煅烧温度增加,莫来石多孔陶瓷的开口孔隙率不断降低,抗折强度不断增强。当煅烧温度为1200℃时,样品的开口孔隙率达到(61.78±0.72)%,抗折强度达到(3.74±0.46)MPa。因此,以建筑废弃物为主要原料可成功制备具有高气孔率的莫来石多孔陶瓷。本研究为建筑废弃物合成莫来石多孔陶瓷提供了可靠的理论支持,对降低生产成本及推动建筑废弃物资源化再利用等有重要理论价值和实际意义。

关键词：多孔陶瓷建筑废弃物莫来石晶须原位合成煅烧温度资源化利用形成机制微观结构

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环保型多孔陶瓷制备及其性能研究

材料研究与应用 2024年第1期18卷 1-8,I0004页

作者：陈伟杰花开慧杨翔张泽钦黄金凤张宇健李智恒黄华泉陈晓冰刘静宜东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东东莞523808 东莞理工学院材料科学与工程学院广东东莞523808 广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室广东东莞523808

以建筑废弃物为主要原料、氧化铝为补充铝源、氟化铝为晶须催化剂、氧化硼为烧结助剂、玉米淀粉为造孔剂,采用添加造孔剂法和原位晶须生成法制备具有高孔隙率、高机械强度的多孔结构整体式陶瓷载体。通过浸渍工艺使多孔陶瓷负载钯基催化... 详细信息

以建筑废弃物为主要原料、氧化铝为补充铝源、氟化铝为晶须催化剂、氧化硼为烧结助剂、玉米淀粉为造孔剂,采用添加造孔剂法和原位晶须生成法制备具有高孔隙率、高机械强度的多孔结构整体式陶瓷载体。通过浸渍工艺使多孔陶瓷负载钯基催化剂,探究氟化铝及氧化硼含量对其晶相、微观结构、开口孔隙率、抗折强度等性能的影响,同时研究负载催化剂后处理亚甲基蓝模拟废水的可行性。结果表明:在原料中建筑废弃物含量(质量分数)为40%、氧化铝为44%、氟化铝为13%、氧化硼为3%,造孔剂添加量(质量分数)为上述无机粉体10%,烧结温度1150℃、保温120 min条件下,所制得的多孔陶瓷性能最佳,开口孔隙率62.99%、抗折强度7.44 MPa;浸渍时间12 h的多孔陶瓷催化性能最佳,以其为载体负载钯基催化剂降解亚甲基蓝模拟废水,废水褪色时间9.31 h,较未负载前降解效率提升57.91%。由此证明,多孔陶瓷作为催化剂载体处理染料废水的可行性,并提供了理论借鉴和工艺参考。

关键词：多孔陶瓷莫来石晶须次氯酸钠染料废水催化剂载体环保制备建筑废弃物

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多孔陶瓷负载Ce-TiO_(2)光催化降解印染废水研究

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人工晶体学报 2024年第1期53卷 170-180页

作者：陈伟杰花开慧雷鸣王望龙东莞理工学院生态环境与建筑工程学院东莞523008 广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室东莞523008 广东东实环境股份有限公司东莞523143

本文以建筑废弃物为主要原料,氧化铝为铝源,氟化铝为晶须催化剂,氧化硼、氧化铈、三氧化钼为烧结助剂,玉米淀粉为造孔剂,采用干压成型法制备了莫来石多孔陶瓷,研究了氧化铈和三氧化钼掺量对莫来石多孔陶瓷结构及理化性能的影响,并以性... 详细信息

本文以建筑废弃物为主要原料,氧化铝为铝源,氟化铝为晶须催化剂,氧化硼、氧化铈、三氧化钼为烧结助剂,玉米淀粉为造孔剂,采用干压成型法制备了莫来石多孔陶瓷,研究了氧化铈和三氧化钼掺量对莫来石多孔陶瓷结构及理化性能的影响,并以性能最佳的陶瓷负载TiO_(2)/Ce-TiO_(2)进行光催化降解模拟印染废水研究。结果表明:以质量分数计,当氧化铈掺量为4%、三氧化钼掺量为1%时,多孔陶瓷的抗折强度为8.69 MPa,开口孔隙率为64.25%;负载0.05 g Ce-TiO_(2)催化剂,掺入1.2 mmol/L的PMS,在功率为18 W、波长为420~430 nm的LED可见光灯照射120 min后,其对亚甲基蓝溶液降解率达到96.62%。

关键词：多孔陶瓷莫来石晶须可见光催化降解异质结印染废水

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钛酸钡与铌酸钾钠无铅压电陶瓷研究进展

硅酸盐通报 2024年第2期43卷 649-658,694页

作者：许明浩花开慧曾群邸博郑愚汪洪祥张国祥东莞理工学院生态环境与建筑工程学院东莞523008 华南师范大学信息光电子科技学院广州510006 广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室东莞523008 中国港湾工程有限责任公司北京100027

钛酸钡(BaTiO_(3))和铌酸钾钠(K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3))压电陶瓷因具有环境友好、电学性能良好、居里温度较好等优势而成为国际高新技术材料研究的前沿热点,有望替代部分铅基压电陶瓷应用于国防、航空航天、通信等领域的电子器件中。本... 详细信息

钛酸钡(BaTiO_(3))和铌酸钾钠(K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3))压电陶瓷因具有环境友好、电学性能良好、居里温度较好等优势而成为国际高新技术材料研究的前沿热点,有望替代部分铅基压电陶瓷应用于国防、航空航天、通信等领域的电子器件中。本文综述了BaTiO_(3)和K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)压电陶瓷材料的最新研究进展,从构造相界调控压电性能、BaTiO_(3)基压电陶瓷的材料体系设计、K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)基压电陶瓷的热稳定性及改善、压电陶瓷的新型成型及烧结工艺等方面进行客观分析和总结,并展望了两种材料的未来发展趋势,为开发高性能无铅压电陶瓷提供参考。

关键词：无铅压电陶瓷 K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3) BaTiO_(3) 相界热稳定性

多孔陶瓷负载Ce-TiO光催化降解印染废水研究

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人工晶体学报 2023年

作者：陈伟杰花开慧雷鸣王望龙广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室东莞理工学院生态环境与建筑工程学院广东东实环境股份有限公司

本文以建筑废弃物为主要原料，氧化铝为铝源，氟化铝为晶须催化剂，氧化硼、氧化铈、三氧化钼为烧结助剂，玉米淀粉为造孔剂，采用干压成型法制备了莫来石多孔陶瓷，研究了氧化铈及三氧化钼掺量对莫来石多孔陶瓷结构及理化性能的影响，... 详细信息

本文以建筑废弃物为主要原料，氧化铝为铝源，氟化铝为晶须催化剂，氧化硼、氧化铈、三氧化钼为烧结助剂，玉米淀粉为造孔剂，采用干压成型法制备了莫来石多孔陶瓷，研究了氧化铈及三氧化钼掺量对莫来石多孔陶瓷结构及理化性能的影响，并以性能最佳的陶瓷负载TiO2/Ce-TiO2进行光催化降解模拟印染废水研究。结果表明：以质量分数计，当氧化铈掺量为4%、三氧化钼掺量为1%时，多孔陶瓷的抗折强度为8.69 MPa，开口孔隙率为64.25%；负载0.05 g Ce-TiO2催化剂，掺入1.2 mmol/L的PMS，在功率为18 W、波长为420～430 nm的LED可见光灯照射120 min后，其对亚甲基蓝溶液降解率达到96.62%。

关键词：多孔陶瓷莫来石晶须可见光催化降解异质结印染废水

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矿渣-粉煤灰地聚合物固化砂土力学特性研究

岩土力学 2022年第9期43卷 2421-2430页

作者：张津津李博余闯张茂雨温州大学建筑工程学院浙江温州325035 温州理工学院温州市韧性城市生命线工程智慧防护应急技术重点实验室浙江温州325035 台州学院建筑工程学院浙江台州318000

硅酸盐水泥作为常规的土壤固化剂存在高能耗、高排放等问题,研究人员一直在寻求一种更加经济环保的水泥代替品。使用基于高炉矿渣(ground granulated blast-furnace slag,简称GGBS)、粉煤灰(fly ash,简称FA)的地聚合物对砂土进行加固,... 详细信息

硅酸盐水泥作为常规的土壤固化剂存在高能耗、高排放等问题,研究人员一直在寻求一种更加经济环保的水泥代替品。使用基于高炉矿渣(ground granulated blast-furnace slag,简称GGBS)、粉煤灰(fly ash,简称FA)的地聚合物对砂土进行加固,通过调整激发剂的种类和配比、矿渣与粉煤灰比例、水灰比和养护条件等,研究不同因素对地聚合物固化砂土力学性能的影响。通过无侧限抗压强度(unconfinedcompressivestrength,简称UCS)测试、电子计算机断层扫描(computed tomography,简称CT)分析、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,简称SEM)对试样进行了深入研究。结果表明:基于GGBS-FA的地聚合物可有效地提高砂土的力学性能;复合激发剂的加固效果优于单组分激发剂;低温不会明显降低地聚合物固化砂土的最终力学性能,仅延缓了地质聚合反应和结构的形成;碱性环境对地聚合物固化砂土的强度有促进作用;酸性环境及长时间暴露在空气中,会降低地聚合物固化砂土的强度。

关键词：地聚合物砂土固化无侧限抗压强度(UCS) 微观结构

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盐碱区桥梁墩柱混凝土表层离子扩散规律研究

铁道科学与工程学报 2023年

作者：徐天宇周志军李博陈辉长安大学公路学院温州市韧性城市生命线工程智慧防护应急技术重点实验室温州理工学院建筑与能源工程学院

为了研究盐碱区桥梁墩柱混凝土内离子的扩散规律，依据某工程盐碱区土体成分及桥梁墩柱混凝土腐蚀现状分析，开展桥梁墩柱混凝土在轴压荷载、冻融循环和盐侵蚀耦合作用下的室内快速腐蚀试验研究。采用混凝土表层处分层Cl-及SO42-含量测... 详细信息

为了研究盐碱区桥梁墩柱混凝土内离子的扩散规律，依据某工程盐碱区土体成分及桥梁墩柱混凝土腐蚀现状分析，开展桥梁墩柱混凝土在轴压荷载、冻融循环和盐侵蚀耦合作用下的室内快速腐蚀试验研究。采用混凝土表层处分层Cl-及SO42-含量测定试验，并计算离子扩散系数，分析多因素耦合作用下离子在混凝土内部的宏观扩散规律，采用XRD衍射产物分析技术和SEM微观形貌观测技术，探讨多因素耦合作用下混凝土的微观性能演变规律，并验证离子宏观扩散规律的-准确性。研究结果表明：随着耦合侵蚀时间的推移，Cl-和SO42-扩散系数呈幂函数型衰减；荷载的存在不会改变Cl-和SO42-的时变扩散规律，但具有荷载影响阈值，分别为0.3 fck和0.5 fck；SO42-对冻融循环下Cl-扩散的影响具有双重性，前期促进而后期抑制，荷载的存在会使“SO42-促进Cl-扩散”这一特性提早发挥；Cl-的存在会抑制冻融循环下SO42-的扩散。微观试验结果验证了离子扩散规律的准确性，多因素耦合作用下，硫酸盐的主要腐蚀产物为钙矾石，聚集于混凝土孔隙内，氯盐与水泥水化产物发生反应生成Friedel’s盐，呈针细状附着于混凝土孔隙口；钙矾石及Friedel’s盐在氯硫混合盐环境中会发生相互转换，结合溶度积理论，钙矾石比Friedel’s盐更加稳定。研究结果为进一步研究盐碱区桥梁墩柱腐蚀机理、防护技术和提高桥梁使用寿命提供重要参考。

关键词：桥梁墩柱混凝土轴压荷载冻融循环盐侵蚀耦合试验离子扩散