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聚乙烯醇纤维掺量与铁尾矿砂替代率对混凝土抗压性能的影响

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济南大学学报(自然科学版) 2025年

作者：郎文丽谢群惠婧赵鹏济南大学土木建筑学院

为了实现固体废物铁尾矿的充分利用，在聚乙烯醇纤维混凝土中加入铁尾矿砂替代天然砂和机制砂，制备聚乙烯醇纤维-铁尾矿砂混凝土试件，探讨不同聚乙烯醇纤维掺量、铁尾矿砂替代率对试件抗压强度的影响。结果表明：掺加聚乙烯醇纤维质... 详细信息

为了实现固体废物铁尾矿的充分利用，在聚乙烯醇纤维混凝土中加入铁尾矿砂替代天然砂和机制砂，制备聚乙烯醇纤维-铁尾矿砂混凝土试件，探讨不同聚乙烯醇纤维掺量、铁尾矿砂替代率对试件抗压强度的影响。结果表明：掺加聚乙烯醇纤维质量分数为0、0.1%的试件均表现为脆性破坏，最终抗压破坏形态为典型的对顶角锥形；在掺加聚乙烯醇纤维质量分数为0.2%、0.3%的条件下，试件抗压破坏形态具有较好的完整性；当聚乙烯醇纤维掺量相同时，不同铁尾矿砂替代率的试件抗压破坏形态基本相似；当掺加聚乙烯醇纤维质量分数为0.3%时，试件抗压强度最大，并且铁尾矿砂替代率小于70%时的试件抗压强度与未掺加铁尾矿砂的试件抗压强度相差较小，而当铁尾矿砂替代率大于70%后，试件抗压强度明显减小；随着铁尾矿砂替代率的增大，试件抗压强度先增大后减小，在铁尾矿砂替代率为30%时达到最大值，并且大于普通混凝土试件的抗压强度。

关键词：纤维增强混凝土抗压性能铁尾矿砂替代率聚乙烯醇纤维

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生物质基纳滤膜的制备及抗菌性能研究进展

工业水处理 2025年

作者：丰桂珍莫凯琳张火梅陈俊崔志成康乐蓉华东交通大学土木建筑学院

传统的石油基纳滤膜以其能耗低、分离效率高等优点在水处理领域得到广泛应用，但高碳排、不可生物降解的石油基材料被过度开发，限制了纳滤膜的可持续发展。生物质材料具有零碳排、可再生、产量高、成本低和官能团丰富的特点，是天然抗... 详细信息

传统的石油基纳滤膜以其能耗低、分离效率高等优点在水处理领域得到广泛应用，但高碳排、不可生物降解的石油基材料被过度开发，限制了纳滤膜的可持续发展。生物质材料具有零碳排、可再生、产量高、成本低和官能团丰富的特点，是天然抗菌剂和易抗菌功能化的绿色环保型膜材料之一。以生物质有机高分子壳聚糖、纤维素和木质素为主线，分别从材料分类、特性和抗菌性生物质高分子的合成方法三个方面介绍了膜制备中的生物质原料及其衍生物。总结了基于生物质材料改性的纳滤膜制备方法，包括界面聚合法、层层自组装法和共混法等。在此基础上归纳了近年来关于生物质基纳滤膜抗菌性能的研究成果，分析了壳聚糖、纤维素和木质素改性纳滤膜的抗菌机理，得出生物质材料是开发抗菌性环境友好型纳滤膜的适宜选择。最后对生物质基纳滤膜的制备方法和抗菌性能的进一步研究进行展望。

关键词：生物质膜材料纳滤膜制备方法抗菌膜

20 kHz空气射流激振技术及涡轮叶片高阶振动研究

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推进技术 2025年

作者：赵玉杰李磊孙守义伍佳伟宋誉宇岳珠峰西北工业大学力学与土木建筑学院

明确涡轮叶片的高阶振动特性，对研究高频振动导致的涡轮叶片高周疲劳失效问题具有重要作用。但是，由于现有激振技术限制，开展8 kHz以上的涡轮叶片高阶振动特性研究较为困难。重点研究了最高激振频率达20 kHz的空气射流激振试验技术... 详细信息

明确涡轮叶片的高阶振动特性，对研究高频振动导致的涡轮叶片高周疲劳失效问题具有重要作用。但是，由于现有激振技术限制，开展8 kHz以上的涡轮叶片高阶振动特性研究较为困难。重点研究了最高激振频率达20 kHz的空气射流激振试验技术，并将其应用于涡轮叶片的高阶振动特性研究。空气射流激振技术基于空气射流原理，并利用喷嘴盘与待测叶片配合，使喷射出的高压空气形成简谐气流激励。采用理论分析与试验测试开展了空气射流激振技术验证，结果显示激振力除了出现设定激振频率外，还明显地出现了倍频成分，但其线性度S2、S3最大仅为11.63%与4.71%，表明空气射流激振技术具有良好的定频激振能力。将采用空气射流激振技术的涡轮叶片高阶振动特性结果与模态试验结果对比，前4阶固有频率的最大相对误差仅为1.49%，因此，空气射流激振试验技术可以准确地获得涡轮叶片的高阶振动特性。

关键词：涡轮叶片高周疲劳简谐气流激励空气射流激振高阶振动特性

基于改进弃水算法的TCC出库流量模拟模型研究

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中国农村水利水电 2025年

作者：刘宇涵广西大学土木建筑工程学院

水库对流域径流的调蓄作用影响了天然流域上下游的水文响应规律。以天然流域水文循环过程为机理构建的传统水文模型往往未考虑水库因素对径流的影响而导致模拟精度下降。因此，在水文模型中耦合水库模块，模拟水库对入库流量的蓄泄过程... 详细信息

水库对流域径流的调蓄作用影响了天然流域上下游的水文响应规律。以天然流域水文循环过程为机理构建的传统水文模型往往未考虑水库因素对径流的影响而导致模拟精度下降。因此，在水文模型中耦合水库模块，模拟水库对入库流量的蓄泄过程，是提升水库调控作用下流域水文模拟精度的关键。然而，现有关于水库出流模拟模型的相关研究较少且精度普遍不高。研究基于目标库容曲线（Target Capacity Curve，TCC）出库流量模拟模型，针对其“弃水与入流在一定程度呈正比”的理论进行完善：综合考虑水库运行周期、坝前水位及目标库容等条件影响，提出水库对不同量级来水会产生不同弃水决策的假设。基于该假设构建了改进弃水算法的TCC模型，应用于桂林市上游四座大中型水库，并设置对照模型进行对比。验证期结果表明：（1）改进后的TCC模型较改进前对水库出流、水位模拟均有不同程度提升，改进模型性能更优；（2）对比各水库多年平均运行水位发现，改进后的TCC模型能更好的反映水库的周期性运行规律，说明新的弃水策略合理有效。

关键词：水库模块出库流量模拟目标库容曲线水库弃水

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基于强化学习的城市低空无人机路径规划

交通运输工程与信息学报 2025年

作者：丁杰王迪济南大学土木建筑学院

【背景】随着低空经济的发展，低空空域正逐步成为城市交通变革的重要领域。无人机等新型交通工具在城市空间中的应用愈发广泛，但面临着路径规划、动态避障及多机协同等挑战。【目标】优化无人机路径规划算法，以增强无人机在低空复杂... 详细信息

【背景】随着低空经济的发展，低空空域正逐步成为城市交通变革的重要领域。无人机等新型交通工具在城市空间中的应用愈发广泛，但面临着路径规划、动态避障及多机协同等挑战。【目标】优化无人机路径规划算法，以增强无人机在低空复杂环境中的路径规划与避障能力、确保多无人机协同作业的高效性和安全性。【方法】提出一种基于强化学习的NP-MTDDQN算法，引入N步更新策略与改进后的优先经验回放机制。基于山东省济南市市中区的风流数据，构建包含多样建筑物和动态障碍物的三维低空环境，进行模拟实验以验证算法的有效性。【结果】三组对照实验表明，NP-MTDDQN算法在不同建筑物密度、不同优先级建筑物分布以及包含动态障碍物的复杂环境中，均能找到最优路径、区分建筑物优先级、识别并躲避动态障碍物，从而实现多无人机的协同作业。与传统的DQN和DDQN算法相比，该算法在路径规划的效率与准确性方面均有提升。【结论】NP-MTDDQN算法为低空智能交通网络中多无人机的路径规划问题提供了新的解决方案，有望提升城市空中交通的管理效率和响应速度。

关键词：智能交通路径规划无人机深度强化学习低空经济

刚构体系斜拉桥塔柱计算长度系数求解方法研究

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PVDF膜材裂缝扩展演化过程试验与数值模拟研究

工程力学 2025年第1期42卷 44-52页

作者：康厚军钱登宇苏潇阳张晓宇丛云跃广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西交通设计集团有限公司南宁530004

斜拉桥塔柱计算长度的取值是验算其承载能力极限状态的关键问题。基于斜拉桥中拉索对桥面梁起弹性支撑作用的受力特点，针对刚构体系斜拉桥塔柱计算长度取值问题提出了一个新方法和力学模型，即传递矩阵法和三梁离散弹簧模型。该模型将... 详细信息

斜拉桥塔柱计算长度的取值是验算其承载能力极限状态的关键问题。基于斜拉桥中拉索对桥面梁起弹性支撑作用的受力特点，针对刚构体系斜拉桥塔柱计算长度取值问题提出了一个新方法和力学模型，即传递矩阵法和三梁离散弹簧模型。该模型将塔柱和主梁视为考虑轴向变形影响的欧拉伯努利梁，将斜拉索简化为有质量的弹簧。利用传递矩阵法进行求解，通过考虑边界条件以及连续性条件，推导出系统的稳定特征方程，进而得出塔柱面内稳定计算长度系数。最后，通过算例分析和有限元计算结果的对比，验证了该文中所提出的理论和方法的可行性，能够满足刚构体系独塔斜拉桥计算分析和塔柱计算长度评估的需要。

关键词：斜拉桥塔柱传递矩阵法计算长度系数有限元方法

来源：博看期刊评论

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复合材料科学与工程 2025年

作者：李雯芮刘平尹灵芳江苏科技大学土木工程与建筑学院

在实际工程中，膜材的抗撕裂性能对于确保膜结构的整体安全性至关重要。针对常用的PVDF涂层织物膜材，采用单轴拉伸试验和数值模拟研究具有初始切缝的PVDF膜的撕裂行为。采用ANSYS LS-Dyna软件建立纱线及基体细观结构的单轴撕裂数值模... 详细信息

在实际工程中，膜材的抗撕裂性能对于确保膜结构的整体安全性至关重要。针对常用的PVDF涂层织物膜材，采用单轴拉伸试验和数值模拟研究具有初始切缝的PVDF膜的撕裂行为。采用ANSYS LS-Dyna软件建立纱线及基体细观结构的单轴撕裂数值模型，进行了不同切缝角度和不同切缝位置下膜材撕裂破坏过程的分析，获得了膜材的撕裂强度和破坏模式特征，探讨了不同切缝角度对膜材撕裂性能的影响。结果表明，依据切缝角度的不同，可形成“一”、“Z”、“√”字形的断面；撕裂试验和数值模拟下，膜材的切缝扩展过程一致，且基体先于纱线发生断裂；数值模拟对于不同角度下的误差均小于10%，说明有限元法可以很好地预测出膜材撕裂强度。

关键词：聚偏二氟乙烯膜裂缝扩展单轴拉伸试验显式有限元分析

基于分子动力学模拟的氧化石墨烯改性沥青界面力学性能研究

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武汉科技大学学报 2025年

作者：黄立新苏广厦罗伟伦广西大学土木建筑工程学院广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室

本文采用分子动力学模拟方法，研究了氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能。首先搭建氧化石墨烯沥青复合材料模型，然后通过界面的模拟拉拔实验，计算得到氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能，探讨了温度、氧化率、石墨烯氧化类型及拉拔速... 详细信息

本文采用分子动力学模拟方法，研究了氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能。首先搭建氧化石墨烯沥青复合材料模型，然后通过界面的模拟拉拔实验，计算得到氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能，探讨了温度、氧化率、石墨烯氧化类型及拉拔速率对界面力学性能的影响。结果表明，当温度低于玻璃化转换温度时，界面应力最大值随温度升高而增大，当温度超过玻璃化转换温度后，界面应力最大值随温度升高而减小，温度对氧化石墨烯改性沥青界面力学性能具有较大影响。当氧化率从0逐步增加到10%时，界面应力最大值不断增大，对界面的黏结性能有促进作用。当氧化率从10%逐步增加到30%时，界面应力最大值不断减小，导致界面黏结性能下降。在氧化率不变的情况下，界面应力最大值随着羧基占比增加而减小，羟基和羧基两种含氧官能团的比例对界面黏结性能有较大影响。随着拉拔速率提高，界面应力最大值增加，拉拔速率对界面黏结性能也有影响。

关键词：分子动力学模拟氧化石墨烯沥青复合材料界面力学性能黏结性能

基于图像数据驱动的冻土强度智能识别方法研究

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煤炭学报 2025年

作者：姚兆明王洵魏航王晓龙安徽理工大学土木建筑学院矿山地下工程教育部工程研究中心

在冻结法施工中，保证冻结壁稳定性至关重要，传统的现场检测方法因其间断性而无法提供实时监测，限制了对冻结壁潜在灾变的及时响应，采用冻土的深层原位精准探测是揭示冻结壁重大工程灾变机理及灾害预警的有效手段。基于卷积神经网络... 详细信息

在冻结法施工中，保证冻结壁稳定性至关重要，传统的现场检测方法因其间断性而无法提供实时监测，限制了对冻结壁潜在灾变的及时响应，采用冻土的深层原位精准探测是揭示冻结壁重大工程灾变机理及灾害预警的有效手段。基于卷积神经网络提出一种基于图像数据驱动的冻土强度智能识别方法，通过对93组试样的多角度图像捕获及随后的单轴抗压强度试验，标注试样图像与实际强度数据并结合图像数据增强技术构建了深度学习模型训练所需的图像数据集；利用迁移学习深度残差网络34层(ResNet-34)模型，并对比其它不同模型的训练过程和测试结果，发现ResNet-34模型效果最佳，准确率为92.8%且没有出现过拟合现象；应用深度学习模型对冻土强度的影响因素土质、温度和含水率进行识别，发现模型能有效识别出三个变量，证明了模型识别冻土强度的科学性和可靠性；此外研究了模型在不同干扰条件下的表现，模拟典型干扰场景并分析其对模型预测性能的影响，为后续改进数据增强策略和模型优化方向提供依据；引入Grad-CAM(Gradient-weighted Class Activation Mapping)可解释性分析方法揭示卷积神经网络在冻土强度识别任务中的内部特征提取过程，发现利用模型能够提取和分析冻土的关键图像特征，实现冻土强度的快速判识。研究成果为冻结壁状态的实时监控及早期灾害预警提供了新方法，可为冻结工程安全施工提供技术支撑。

关键词：冻土单轴抗压强度图像识别迁移学习可解释性分析