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考虑地表变形的轨道-土体空间映射关系分析与车致振动评估

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：李正徐磊王卫东中南大学土木工程学院高速铁路建造技术国家工程研究中心中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室

针对地表变形下的无砟轨道结构与土体之间的变形空间映射关系，分析地表变形诱发轨道附加变形激励下的车辆-轨道-土体耦合振动问题。基本的分析框架由两个模型组成：（1）车辆-轨道-土体动力相互作用模型；（2）轨道结构-土体变形空间... 详细信息

针对地表变形下的无砟轨道结构与土体之间的变形空间映射关系，分析地表变形诱发轨道附加变形激励下的车辆-轨道-土体耦合振动问题。基本的分析框架由两个模型组成：（1）车辆-轨道-土体动力相互作用模型；（2）轨道结构-土体变形空间映射分析模型。模型（1）是本文动力响应分析的基本模型，是以经典的车辆-轨道耦合动力学理论为基础建立的。模型（2）用于分析轨道-土体变形空间映射关系，引入了增量法和迭代法用于处理轨道-土体接触/分离的非线性关系，并与ANSYS模型进行了验证。模型（2）计算得到的轨道结构在地表变形条件下产生的轨道附加变形和层间脱空被视为动力相互作用模型（1）的外部几何激励，在融合了经典的轨道不平顺激励的基础上分析长波轨道附加变形和层间动态接触对车致振动的影响。在算例中，以广州某城际铁路地表融沉问题为案例，分析了轨道结构的附加变形与地表融沉之间的映射关系，并从动力相互作用的角度探讨了地表融沉条件下的系统耦合振动规律。仿真结果表明，轨道结构附加变形与地表融沉之间有着较强的关联关系，但轨道与地表的层间并不会完全处于接触状态，而是存在局部的脱空。系统的振动在层间脱空较大处有着明显的增强，其长波低频部分是由刚度缺失造成。此外，车辆的运行安全性和舒适性在地表融沉区域也发生了不同程度的恶化。

关键词：车辆-轨道-土体动力相互作用空间映射层间非线性增量法迭代法

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X射线光电子能谱荷电校准方法研究进展

实验室研究与探索 2024年第1期43卷 20-22,26页

作者：刘殿方乐韵琳陈新彭辉冯均利杨文超广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室南宁530004 广西大学资源环境与材料学院南宁530004 深圳海关工业品检测技术中心广东深圳518067

X射线光电子能谱(XPS)测试结果通常存在误差,受环境、仪器等影响,测试所得到的样品结合能数值会偏移实际值。常用的C 1s峰校准方法在一些测量情况下存在一定的局限性,甚至获得的图谱会产生偏移或畸变。针对此问题,分析了表面充电原理以... 详细信息

X射线光电子能谱(XPS)测试结果通常存在误差,受环境、仪器等影响,测试所得到的样品结合能数值会偏移实际值。常用的C 1s峰校准方法在一些测量情况下存在一定的局限性,甚至获得的图谱会产生偏移或畸变。针对此问题,分析了表面充电原理以及C 1s峰校准方法的不适用情况,总结了多种荷电校准方法,并讨论了每个方法的应用条件及其优缺点。

关键词： X射线光电子能谱表面分析荷电校准畸变

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内焊钢筋-钢管混凝土界面粘结滑移性能

中国科技论文 2024年第7期19卷 769-776页

作者：倪敬尧邓年春彭修宁陈召桃广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室(广西大学) 南宁530004 广西路桥工程集团有限公司南宁530200

为了探究提高钢管混凝土组合结构钢管与混凝土界面粘结强度的措施,研究不同形式的内焊钢筋对两者界面粘结强度的影响,设置4种不同形式钢管内焊钢筋结构的钢管混凝土构件进行推出试验,对试验结果设置参数以比较不同内焊钢筋构造措施对两... 详细信息

为了探究提高钢管混凝土组合结构钢管与混凝土界面粘结强度的措施,研究不同形式的内焊钢筋对两者界面粘结强度的影响,设置4种不同形式钢管内焊钢筋结构的钢管混凝土构件进行推出试验,对试验结果设置参数以比较不同内焊钢筋构造措施对两者界面粘结性能的影响,结合曲线与试验现象描述了滑移发生过程。应用ABAQUS软件进行有限元模拟,对比分析了不同内焊钢筋构造措施对粘结滑移性能的影响,并提出了钢管内焊钢筋构造粘结力的计算方法。结果表明:内焊钢筋的构造措施可以大幅度提升钢管混凝土界面的粘结强度;随着钢筋环数的增加,界面粘结强度逐渐增大。

关键词：钢管混凝土粘结滑移性能内焊钢筋结构推出试验粘结力

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聚丙烯酸钠改性红黏土工程特性试验研究

水文地质工程地质 2024年第3期51卷 110-117页

作者：王家全刘宏志林志南唐毅广西科技大学广西高校防灾减灾与预应力技术重点实验室广西柳州545006 广西壮族自治区岩土灾变与生态治理工程研究中心广西柳州545006

为研究聚丙烯酸钠改性红黏土的工程特性,利用聚丙烯酸钠对柳州重塑红黏土进行固化处理,开展变水头渗透试验和三轴剪切试验,分析改性红黏土的渗透特性和力学性能,确定聚丙烯酸钠的最适掺量,并通过对最适改性土开展崩解试验和扫描电镜试验... 详细信息

为研究聚丙烯酸钠改性红黏土的工程特性,利用聚丙烯酸钠对柳州重塑红黏土进行固化处理,开展变水头渗透试验和三轴剪切试验,分析改性红黏土的渗透特性和力学性能,确定聚丙烯酸钠的最适掺量,并通过对最适改性土开展崩解试验和扫描电镜试验,确定改性红黏土的抗崩解性能,揭示聚丙烯酸钠改性红黏土的微观作用机理。结果表明:随聚丙烯酸钠掺量的增加,改性土的渗透系数呈现逐步下降的趋势,并在达到3%后逐渐趋于稳定,此时渗透系数为8.1379×10^(-7)cm/s,相对素红黏土降低了90.78%;而改性红黏土的抗剪强度呈现先增大后减小的趋势,并在2%时达到峰值,相对素红黏土提高了394.21%。综上确定聚丙烯酸钠的最适掺量为3%,此掺量下改性土的抗崩解性能提高了42.86%,土颗粒间的孔隙被聚合物链所填充,碎散的颗粒状红黏土变为连续状,排列结构与致密程度均优于素红黏土。经聚丙烯酸钠改性后,红黏土的防渗性能、力学性能与抗崩解性均存在明显提高,可以为实际工程提供理论指导。

关键词：聚丙烯酸钠红黏土渗透性抗剪强度抗崩解性微观机理

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防雪栅对铁路路堑风致雪堆积防治效果研究

铁道学报 2024年第4期46卷 148-155页

作者：马文勇李赛魏腾博李江龙孙元春李飞强石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁路职业技术学院河北石家庄050061

针对铁路路堑易发生严重积雪灾害的问题,采用风洞试验方法,研究了防雪栅在减轻风致积雪灾害方面效果,为铁路线路防灾工程设计提供参考。在风洞中,首先分别试验了在6.5、7.5、8.5 m/s风速下边坡比为1∶4和1∶1.5的路堑内雪粒堆积演化过程... 详细信息

针对铁路路堑易发生严重积雪灾害的问题,采用风洞试验方法,研究了防雪栅在减轻风致积雪灾害方面效果,为铁路线路防灾工程设计提供参考。在风洞中,首先分别试验了在6.5、7.5、8.5 m/s风速下边坡比为1∶4和1∶1.5的路堑内雪粒堆积演化过程;然后布置防雪栅,在相同试验条件下观测其在减轻路堑积雪灾害方面的效果;最后根据测量数据计算对比有无防雪栅时路堑路面积雪量差异,定量评估防雪栅防治效果。此外,采用数值模拟手段分析防雪栅、路堑周围流场变化情况,进一步解释防雪栅的防雪机理。结果表明:上风侧坡度较缓的半开敞式路堑积雪严重;防雪栅能有效减轻路堑积雪灾害;漂移雪粒首先在背风侧距离防雪栅较远处沉积,随吹风持续积雪范围向两端延伸;防雪栅使来流风速在其背风侧急剧减弱致使漂移雪粒发生沉积,雪粒输运强度减小,从而实现挡雪减灾目的。

关键词：风吹雪风洞试验防雪栅路堑积雪分布

基于遗传优化算法-反向传播神经网络的机制砂聚合物改性砂浆力学性能预测

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复合材料学报 2024年

作者：田浩正乔宏霞张云升冯琼王鹏辉谢晓扬兰州理工大学土木工程学院兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心深圳大学广东省海洋土木工程耐久性重点实验室

对聚合物改性砂浆（PMM）进行力学性能评价是保证安全使用的必要条件。为快速准确的获得具有优异力学性能的PMM，设计了拓扑结构为6-14-2的反向传播的神经网络（BPNN）预测模型，并使用遗传优化算法（GA）进行优化。GA-BPNN模型的输入... 详细信息

对聚合物改性砂浆（PMM）进行力学性能评价是保证安全使用的必要条件。为快速准确的获得具有优异力学性能的PMM，设计了拓扑结构为6-14-2的反向传播的神经网络（BPNN）预测模型，并使用遗传优化算法（GA）进行优化。GA-BPNN模型的输入层为水泥、纤维素醚、可再分散乳胶粉、消泡剂、凝灰岩石粉和粉煤灰的含量，输出层为抗压强度和粘结强度。数据集为520个，其中60%的数据用于建立模型，40%的数据用于验证模型。以实测抗折强度、抗压强度和粘结强度作为PMM的力学性能评价指标，通过相关性矩阵分析和主成分分析确定原材料与PMM力学性能之间的关系，同时对力学性能评价指标进行对比分析。结果表明：在7d和28d时，可再分散乳胶粉和消泡剂与PMM力学性能发展呈正相关；7d时，石粉、粉煤灰与抗压、抗折强度呈负相关，纤维素醚与粘结强度呈正相关；28d时，水泥与抗压、粘结和抗折强度负相关，与石粉、粉煤灰呈正相关。GA优化算法可以显著提升BPNN模型的预测精度，GA-BPNN对抗压强度和粘结强度的预测性能评价指标分别为R2= 0.918、RMAE= 17.507、RMAPE= 0.299、RRMSE= 7.849；R2= 0.922、RMAE= 17.101、RMAPE= 0.282、RRMSE= 8.077。因此，GA-BPNN可以为PMM在力学性能方面提供精确的预测并对其配合比设计进行指导，对于工程实践具有重要意义。

关键词：聚合物改性砂浆力学性能反向传播神经网络遗传优化算法配合比优化机制砂

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铜基材料电催化硝酸根还原合成氨的研究进展

科学通报 2024年

作者：卢国龙候向华丁俊阳秦永吉罗俊刘熙俊广西大学资源环境与材料学院广西有色金属及特色材料加工重点实验室省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室天津理工大学材料科学与工程学院新能源材料与低碳技术研究院电子科技大学(深圳)高等研究院深思实验室广西大学化学化工学院广西电化学能源材料重点实验室

硝酸盐是地下水中最有害的污染物之一,会严重影响人类健康,亟需发展有效的去除措施.传统的处理方法既耗能又不经济,且去除效果不理想,而氨肥料作为重要的资源,也亟待采取既环保又经济的制备策略.电催化硝酸根还原法(NO3RR)既能去除NO3-... 详细信息

硝酸盐是地下水中最有害的污染物之一,会严重影响人类健康,亟需发展有效的去除措施.传统的处理方法既耗能又不经济,且去除效果不理想,而氨肥料作为重要的资源,也亟待采取既环保又经济的制备策略.电催化硝酸根还原法(NO3RR)既能去除NO3-污染,实现固氮的同时生成得到高附加值氨(NH3),因而受到了广泛的关注.NO3RR能够获得较高的NH3产率和法拉第效率(FENH3),同时避免竞争性氢析出反应(HER),并且无需克服强的N≡N三键(941 kJ mol-1).铜(Cu)基材料价格低廉、储量丰富,并且具有优异的催化性能和较弱的HER活性等优势,其在NO3RR中展现出特殊活性,但离实际应用还有一定距离,因此,亟需通过改性策略优化Cu基材料,从而提高催化剂的性能.本文概述了Cu基材料电催化NO3RR转化的最新进展,重点讨论了各种Cu基材料在设计、合成和性能优化方面的研究,如晶面工程、合金与掺杂、异质结构、空位工程和单原子结构等不同的材料设计与调控手段,阐明了使催化剂具有更优越的反应活性、选择性、FENH3和稳定性的设计、合成和调控思路.最后,简要讨论了该领域的发展方向和挑战,并展望了NO3RR的工业应用发展.

关键词：铜基催化剂硝酸根电还原合成氨构效关系调控策略

复杂应力状态下玻璃纤维再生混凝土损伤演变及应力-应变本构关系研究

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材料导报 2024年

作者：陈宇良王双翼李洪李培泽广西科技大学广西装配结构安全防控工程研究中心广西科技大学土木建筑工程学院广西科技大学广西高校防灾减灾与预应力技术重点实验室

本文旨在通过常规三轴受压试验探究玻璃纤维再生混凝土(GFRAC)在三轴受压力学方面的性能，为此以玻璃纤维体积掺量V、再生粗骨料取代率γ和侧向围压σw为参数，共设计了168个100mm(直径)×200mm(高度)的玻璃纤维再生混凝土圆柱体试件进... 详细信息

本文旨在通过常规三轴受压试验探究玻璃纤维再生混凝土(GFRAC)在三轴受压力学方面的性能，为此以玻璃纤维体积掺量V、再生粗骨料取代率γ和侧向围压σw为参数，共设计了168个100mm(直径)×200mm(高度)的玻璃纤维再生混凝土圆柱体试件进行试验。通过试验获得了GFRAC的破坏特征并分析了不同参数对峰值应力、峰值应变及弹性模量的影响规律。由试验结果分析可得，随着侧向围压的增大，GFRAC的破坏形态由纵向劈裂破坏逐步转为斜向剪切破坏，网格状裂缝逐渐增多并布满试件，在试件的中部或端部出现“腰鼓”变形现象；通过施加侧向围压可以有效地增加GFRAC的峰值应力、应变和弹性模量；玻璃纤维提高了试件的峰值应力，且提高幅度在20%以内；增加再生粗骨料的取代率会导致峰值应力和弹性模量减小，最大下降幅度分别约为19.17%和34.91%，而峰值应变会增大，最大提高幅度为76.77%；侧向围压和玻璃纤维均有效延缓了试件的损伤过程；最后，基于试验数据建立了玻璃纤维再生混凝土在三轴受压状态下的应力-应变本构关系。

关键词：三向复杂应力玻璃纤维再生混凝土力学性能应力-应变本构关系损伤分析

海洋环境GFRP筋海水海砂混凝土梁受力性能试验及承载力计算

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材料导报 2023年第20期37卷 109-118页

作者：陈宗平黎盛欣周济戴上秦广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

为研究海洋环境玻璃纤维增强聚合物筋(Glass fiber reinforced polymer bars,GFRP筋)海水海砂混凝土梁的受力性能,以暴露环境、暴露龄期和海砂取代率为变化参数,设计七个试件进行单调静力加载试验,观察了其受力破坏过程及形态,获取了试... 详细信息

为研究海洋环境玻璃纤维增强聚合物筋(Glass fiber reinforced polymer bars,GFRP筋)海水海砂混凝土梁的受力性能,以暴露环境、暴露龄期和海砂取代率为变化参数,设计七个试件进行单调静力加载试验,观察了其受力破坏过程及形态,获取了试件的荷载-挠度曲线,分析了各变化参数对此类构件极限承载力、初始刚度和延性系数的影响规律。结果表明:与常规大气环境相比,经盐雾环境暴露后试件极限承载力增大了28.0%,而经潮汐环境暴露后极限承载力降低了13.0%;270 d龄期内,随着潮汐暴露龄期的延长,试件的极限承载力先增大后减小,而初始刚度和延性系数均呈减小趋势;海砂取代率的增大不利于试件的极限承载力和初始刚度。最后,探讨了海洋环境暴露后GFRP筋海水海砂混凝土梁受弯承载力的计算方法。

关键词：海洋环境 GFRP筋海水海砂混凝土梁受力性能承载力计算