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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

基于机器学习的总溶解气体预测模型构建与评估

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湖泊科学 2025年

作者：杨玲杨慧霞王云云姚云波王顺贵州大学土木工程学院

随着梯级水库的持续开发，大坝泄流产生的过饱和总溶解气体在河道内难以消散，这将导致鱼类患气泡病甚至死亡，因此，开发大坝下游总溶解气体预测模型对保护生物多样性具有重要意义。本文收集美国哥伦比亚河上3个大坝监测站点的日监测... 详细信息

随着梯级水库的持续开发，大坝泄流产生的过饱和总溶解气体在河道内难以消散，这将导致鱼类患气泡病甚至死亡，因此，开发大坝下游总溶解气体预测模型对保护生物多样性具有重要意义。本文收集美国哥伦比亚河上3个大坝监测站点的日监测数据（水温、气压、流量、大坝溢流以及总溶解气体饱和度），在此基础上利用BP神经网络、随机森林以及提升树3种机器学习算法预测总溶解气体饱和度，并对3种算法的预测性能进行评价和对比。研究发现，随着具有显著性相关性的输入变量个数增加，各模型预测性能呈上升趋势，且不同模型受输入因子的影响不同。在最佳输入变量方案下，随机森林（平均绝对误差(MAE)=1.273%,、均方根误差(RMSE)=1.775%, R2=0.952）和提升树（MAE=1.268%, RMSE=1.622%, R2=0.960）的预测性能最佳。在模型验证阶段，提升数模型可以将预测值与真实值的平均相对误差控制在2.4%以内。本研究所构建的模型能够快速准确地预测大坝泄流期间下游河道内总溶解气体饱和度，有助于提前评估过饱和风险，及时调整排放调度方案，对于局部鱼类保护区提前采取防护措施，从而减少总溶解气体对水生生态的影响。研究结果可为深入开展基于机器学习的总溶解气体预测模型提供一定的参考价值。

关键词：总溶解气体过饱和机器学习预测梯级水库

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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

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降温过程中NaCl盐渍土相变的电化学特征

岩土工程学报 2025年第1期47卷 200-206页

作者：肖泽岸李康良段杰云王启航郭茂亮太原理工大学土木工程学院山西太原030024

氯盐渍土是中国西北寒旱区一种典型的盐渍土类型,其电化学特征是深入理解盐渍土腐蚀病害机理的关键。为探究盐渍土孔隙溶液相变与其电化学特征之间的联系,以NaCl盐渍粉质黏土为研究对象,测试了不同含盐量和温度条件下NaCl盐渍土的电化... 详细信息

氯盐渍土是中国西北寒旱区一种典型的盐渍土类型,其电化学特征是深入理解盐渍土腐蚀病害机理的关键。为探究盐渍土孔隙溶液相变与其电化学特征之间的联系,以NaCl盐渍粉质黏土为研究对象,测试了不同含盐量和温度条件下NaCl盐渍土的电化学阻抗谱。研究表明:NaCl盐渍土阻抗随着测试频率的增加而逐步降低,并在高频率时逐步达到稳定。NaCl盐渍土的阻抗模的对数值在冻结前随温度的降低线性增加,而在冻结后,冰晶和盐结晶的生成导致土体阻抗模值发生显著增加。NaCl盐渍土在冻结前表现为一段容抗弧,而在冻结后,由相变导致的土体水盐迁移使得土体在出现阻抗弧后又存在一段扩散阻抗。根据土体在冻结前后的导电路径,建立了土体在冻结前后的等效电路模型,并在此基础上分析了土体孔隙溶液相变与对应电路元件之间的联系。此研究对深入理解盐渍土电化学特征及孔隙溶液相变规律具有重要意义。

关键词：氯盐渍土冻结过程电化学阻抗谱相变等效电路模型

侵彻爆炸联合作用下超高性能混凝土遮弹层设计

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爆炸与冲击 2025年第1期45卷 88-101页

作者：程月华吴昊岑国华张瑜同济大学土木工程学院上海200092

为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵... 详细信息

为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法,首先,开展了UHPC靶体抗105 mm口径弹体侵彻和5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验,获取了侵彻作用后以及侵彻与爆炸联合作用后弹靶的损伤破坏数据;然后,建立了UHPC靶体抗弹体侵彻与爆炸作用的有限元模型,通过对上述试验和已有的有限厚UHPC板埋置装药爆炸试验进行数值仿真分析,验证了有限元模型和分析方法的可靠性;最后,对比了SDB、WDU-43/B和BLU-109/B等3种典型原型战斗部侵彻与爆炸联合作用下,UHPC遮弹层和普通混凝土遮弹层的临界贯彻和震塌厚度。结果表明:3种战斗部侵彻爆炸联合作用下,遮弹层的临界贯穿厚度和震塌厚度范围分别为1.30~2.60 m和1.70~5.00 m,相应的临界贯穿系数和震塌系数范围分别为1.81~2.17和2.46~4.17;与普通混凝土遮弹层对比,3种战斗部侵彻爆炸联合作用下UHPC遮弹层的开坑直径减小了34.4%~42.4%,临界贯穿和震塌厚度分别减小了7.1%~31.6%和39.7%~52.8%。研究结果可为UHPC遮弹层的抗力评估和设计提供参考。

关键词：超高性能混凝土遮弹层侵彻爆炸防护设计

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斯图加特气候规划通行证研发与应用

国际城市规划 2025年

作者：刘姝宇潘悠宋代风厦门大学建筑与土木工程学院

作为城市气候调节目标导向下空间治理的主流依据，城市气候地图能够贡献宏观层面的规划设计建议，但对于微观城市设计导控而言尚存在一定转译空间。对此，作为城市气候地图研究与应用先行者的斯图加特市在近年实践中，通过引入人类生物...

作为城市气候调节目标导向下空间治理的主流依据，城市气候地图能够贡献宏观层面的规划设计建议，但对于微观城市设计导控而言尚存在一定转译空间。对此，作为城市气候地图研究与应用先行者的斯图加特市在近年实践中，通过引入人类生物气象学方法，开发了城市设计导控工具“气候规划通行证”（Klimaplanungspass）。

关键词：

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开口和闭口截面薄壁梁约束扭转效应对比分析

计算力学学报 2025年

作者：杜磊磊张元海兰州交通大学土木工程学院

为了对比分析开口和闭口截面薄壁梁的约束扭转效应，本文基于薄壁杆件约束扭转理论给出了开口截面梁的约束扭转几何特性实用公式，并建立了开口和闭口截面简支梁和悬臂梁的约束扭转广义内力和位移的初参数解。选取闭口截面薄壁箱梁算例... 详细信息

为了对比分析开口和闭口截面薄壁梁的约束扭转效应，本文基于薄壁杆件约束扭转理论给出了开口截面梁的约束扭转几何特性实用公式，并建立了开口和闭口截面简支梁和悬臂梁的约束扭转广义内力和位移的初参数解。选取闭口截面薄壁箱梁算例，在其底板中心虚构切口形成开口截面梁，详细对比分析两类薄壁梁的约束扭转广义内力、位移及应力。结果表明：开口截面的主扇性惯性矩约为闭口截面的19倍；开口截面简支梁跨中扭转角约为闭口截面梁的4倍；开口截面薄壁梁的广义内力(绝对值)大于闭口截面薄壁梁，开口截面简支梁跨中双力矩约为闭口截面简支梁的27倍，翘曲扭矩约为后者的3倍；开口截面梁的翘曲应力显著大于闭口截面梁。

关键词：薄壁梁开口截面闭口截面约束扭转翘曲应力

不同结构参数下的半U形地下空间烟气运动参数的机器学习预测

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灾害学 2025年第1期40卷 67-73页

作者：徐志胜殷耀龙雷志强陈诗仪应后淋中南大学土木工程学院湖南长沙410075

结合火灾数值模拟(FDS)与机器学习方法,该文对半U形地下空间火灾时的烟气运动进行了深入分析。研究发现,在预测烟气回流长度及烟气最高温升方面,BP神经网络相比于支持向量机回归(SVR)展现了更高的精度,其决定系数超过了95%,而相对误差... 详细信息

结合火灾数值模拟(FDS)与机器学习方法,该文对半U形地下空间火灾时的烟气运动进行了深入分析。研究发现,在预测烟气回流长度及烟气最高温升方面,BP神经网络相比于支持向量机回归(SVR)展现了更高的精度,其决定系数超过了95%,而相对误差仅集中在20%以内,显著优于SVR方法。通过shap值解释机器学习模型,并结合FDS数值模拟的结果,揭示坡高是影响烟气回流长度的决定性因素,且坡高的增大、宽度的减小或热释放速率增大均会缩短烟气回流。同时,热释放速率是影响烟气最高温升的主要因素,受坡高影响较大,而宽度的减小虽能在一定幅度上降低最高烟气温升,但效果并不显著。该研究拓展了地下空间火灾烟气运动参数的预测方法,为地下空间火灾动力学行为预测及通风排烟系统的优化设计贡献了创新性的方法。

关键词：半U形地下空间机器学习截面宽度坡高烟气回流长度最高烟气温升

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浅圆仓地震侧压力计算公式推导与分析

地震工程学报 2025年第1期47卷 33-40页

作者：张国祥曾荣中南大学土木工程学院湖南长沙410075

仓壁侧压力是浅圆仓抗震设计的重要参数,在规范中没有给出确切的浅圆仓仓壁地震侧压力的理论计算公式。对此,基于极限平衡法,将浅圆仓看作特殊的曲线挡墙,取单位弧长的滑动楔体为研究对象,采用拟静力法与旋转地震角法简化地震力以进行... 详细信息

仓壁侧压力是浅圆仓抗震设计的重要参数,在规范中没有给出确切的浅圆仓仓壁地震侧压力的理论计算公式。对此,基于极限平衡法,将浅圆仓看作特殊的曲线挡墙,取单位弧长的滑动楔体为研究对象,采用拟静力法与旋转地震角法简化地震力以进行极限平衡分析,并推导出浅圆仓锥堆与平堆工况下的地震侧压力计算公式。通过算例分析,比较满仓状态下地震侧压力的实测数据值及理论计算值,初步验证公式的正确性。对地震侧压力进行数值模拟与参数分析,结果表明模型拟合效果良好,仓壁摩擦力影响较大,在计算中不可忽视;在平堆工况下半径取值对大直径浅圆仓地震侧压力的影响较小,可将其简化为直线挡墙计算。研究成果可为完善筒仓规范中地震侧压力的计算推导提供一定的参考依据。

关键词：浅圆仓极限平衡法滑动楔体地震侧压力拟静力法旋转地震角法

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