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纳米填料改性环氧树脂建筑保温材料的制备及性能研究

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功能材料 2024年第3期55卷 3102-3106,3121页

作者：翟思敏黄金霞河北科技学院建筑工程管理学院河北保定071000

环氧树脂基混凝土作为一种绿色环保的建筑材料,在道路修补和保温建筑中应用广泛。以环氧树脂E44为原料,二甲苯为稀释剂,纳米玻璃纤维为填料,制备了复合环氧树脂基混凝土,研究了不同纳米玻璃纤维长度对混凝土微观形貌、力学性能和保温性... 详细信息

环氧树脂基混凝土作为一种绿色环保的建筑材料,在道路修补和保温建筑中应用广泛。以环氧树脂E44为原料,二甲苯为稀释剂,纳米玻璃纤维为填料,制备了复合环氧树脂基混凝土,研究了不同纳米玻璃纤维长度对混凝土微观形貌、力学性能和保温性能的影响。结果表明,纳米玻璃纤维的掺杂发挥了“晶种”作用,促进了水化反应的进行,提高了环氧树脂基混凝土的密实度。纳米玻璃纤维长度的适当增加提高了混凝土与纤维的结合强度,当纳米玻璃纤维长度为8 mm时,混凝土的形貌最佳。随着纳米玻璃纤维长度的增加,混凝土的抗压强度和抗折强度先增大后降低。养护28 d,当纳米玻璃纤维长度为8 mm时,混凝土的抗压强度和抗折强度均达到最大值,分别为21.93和4.59 MPa。纳米玻璃纤维的掺杂改善了混凝土的孔结构,降低了导热系数,提高了保温性能,当纳米玻璃纤维长度为8 mm时,混凝土导热系数最低为0.147 W/(m·K),保温性能最佳。

关键词：环氧树脂纳米玻璃纤维保温材料混凝土力学性能导热系数

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基于光纤法布里珀罗干涉仪的涡街流量计

光学技术 2024年第2期50卷 194-200页

作者：于存辉白燕杜鹏刘橡东杨海龙高浩宁王京胡钊硕温晓东河北建筑工程学院能源工程系河北张家口075000 河北建筑工程学院电气工程学院河北张家口075000

为解决常规电学流量计抗电磁干扰能力差的缺点,基于卡门涡街以及光的干涉原理,针对暖通空调系统提出一种光纤法布里-珀罗型涡街流量计,该流量计利用绕流体产生周期性漩涡的特点,在流速与干涉仪输出光强之间建立联系,以光强的变化频率反... 详细信息

为解决常规电学流量计抗电磁干扰能力差的缺点,基于卡门涡街以及光的干涉原理,针对暖通空调系统提出一种光纤法布里-珀罗型涡街流量计,该流量计利用绕流体产生周期性漩涡的特点,在流速与干涉仪输出光强之间建立联系,以光强的变化频率反映流速,实现流速传感。其中采用有限体积法对流量计进行数值模拟,合理选择出最佳检测点,并将得到的模拟数据与理论值进行分析比对,证明了该流量计设计的合理性和可行性。

关键词：光学测量法布里-珀罗干涉原理卡门涡街漩涡脱落频率数值模拟

河北省土地利用碳排放时空演变分析及预测研究

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环境工程学报 2024年

作者：罗义陈顺刘伟强王霞祁爱华河北建筑工程学院市政与环境工程系河北建筑工程学院信息工程学院

探究土地利用碳排放的时空演变特征及未来发展趋势，对土地利用结构优化、减排政策制定和区域低碳经济发展具有重要意义。研究以河北省为例，利用1995—2020年河北省各土地利用类型数据和能源消耗数据，使用土地利用转移矩阵、土地动态... 详细信息

探究土地利用碳排放的时空演变特征及未来发展趋势，对土地利用结构优化、减排政策制定和区域低碳经济发展具有重要意义。研究以河北省为例，利用1995—2020年河北省各土地利用类型数据和能源消耗数据，使用土地利用转移矩阵、土地动态态度、标准差椭圆模型和灰色关联度等方法，分析了土地利用碳排放的时空演变，在此基础上使用ARIMA模型预测2021—2030年河北省碳排放量变化趋势。结果表明：1)随着河北省1995—2020年土地利用类型的变化，林地和建设用地的面积呈增加趋势，而耕地、草地、水域和未利用地的面积呈减少趋势；2)河北省1995—2020年土地利用碳排放整体呈现增长趋势，在空间分布上，呈现出南高北低和东高西低的空间格局；3)河北省1995—2020年，土地利用碳排放与土地利用类型的关联度按大小依次是：建设用地、耕地、林地、草地、水域和未利用地；4)通过土地利用碳排放预测模型，预测分析了2021—2030年河北省土地利用碳排放量，土地利用净碳排放量从2021年的86 039.14×10～4 t增长到2030年的为104 152.398×10～4 t。

关键词：河北省土地利用碳排放 ARIMA模型灰色关联度

基于地应力边界条件的复杂边坡抗滑桩支护设计研究

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地质与勘探 2024年第3期60卷 572-580页

作者：刘海波刘玉丽石祥锋华北科技学院建筑工程学院河北廊坊065201 华北科技学院理学院河北廊坊065201

复杂边坡稳定性问题一直是岩土工程界重点研究的问题之一,提高复杂边坡安全系数的方法有很多,其中采用抗滑桩支护是常用手段之一。以安徽省某高速公路复杂边坡为研究对象,采用套孔应力解除法对该边坡岩土体进行了地应力测试,以测试结果... 详细信息

复杂边坡稳定性问题一直是岩土工程界重点研究的问题之一,提高复杂边坡安全系数的方法有很多,其中采用抗滑桩支护是常用手段之一。以安徽省某高速公路复杂边坡为研究对象,采用套孔应力解除法对该边坡岩土体进行了地应力测试,以测试结果作为有限元分析的边界条件,分别对该边坡加固前和采用抗滑桩加固后两种工况进行数值分析,得到有代表性的有限元分析结果;并对有限元的计算出位移结果和实测位移进行了对比。分析表明,未采用抗滑桩支护的边坡,会产生局部应力过分集中、整体变形和水平向位移较大、塑性区贯通等不利于边坡稳定的危险状况。采用了抗滑桩支护后,贯通的塑性区消失,边坡变形和位移减少,应力分布趋于均匀,安全系数大幅度提高。有限元计算出的位移结果和实测位移十分接近,匹合度较好,从而说明了有限元分析手段的可靠性。

关键词：地应力复杂边坡抗滑桩有限元加固安徽

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天然固体及散体材料各向异性破坏性质的描述

土木工程学报 2024年

作者：万征刘媛媛江培华华北科技学院建筑工程学院

天然固体材料例如岩石或者土体材料都具有显著的各向异性性质，而各向异性性质对于岩石或者土体材料的破坏规律以及变形性质影响无法忽视。从以下三方面对各向异性性质影响破坏规律给出了数学描述。(1)提出了一种广义非线性破坏准则-RM... 详细信息

天然固体材料例如岩石或者土体材料都具有显著的各向异性性质，而各向异性性质对于岩石或者土体材料的破坏规律以及变形性质影响无法忽视。从以下三方面对各向异性性质影响破坏规律给出了数学描述。(1)提出了一种广义非线性破坏准则-RMNLD准则，在偏平面上可描述接近Von-Mises到SMP准则等一系列破坏曲线的广义准则，在子午面上采用幂函数来描述静水压力的非线性性质。(2)利用组构张量来表述岩石或者土体材料在三维空间中的颗粒排列特性，并将组构张量与普通应力量通过所提出的联合公式表述为联合应力量，将原有普通应力替换为联合应力量，可与用来表达各向异性RMNLD准则。(3)在偏平面上建立了由各向异性RMNLD准则到各向同性Von-Mises准则的映射关系，具体转换过程分为两步，第一步先将各向异性RMNLD准则转换为各向同性RMNLD准则，建立原生各向异性到原生各向同性应力空间的关系，这由普通应力量到联合应力量的映射关系来实现，第二步将各向同性应力空间中的RMNLD准则转换为Von-Mises法则，这由偏平面上曲边三角形与圆形极半径之比作为对偏应力分量放大系数来实现。通过岩石与黏土，砂土的破坏试验数据以及应力应变关系测试及所提破坏准则和变换应力方法预测对比，对比结果验证了所提各向异性RMNLD准则以及变换应力方法的正确性以及适用性。

关键词：破坏变形组构张量原生各向异性应力应变关系

基于CT-三轴试验的珊瑚砂试样细观孔隙结构演化特性

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岩土工程学报 2024年

作者：胡丰慧方祥位申春妮姚志华陈正汉重庆大学土木工程学院重庆科技学院建筑工程学院空军工程大学机场建筑工程系陆军勤务学院军事设施系

孔隙特征及受荷过程中的演化特性对珊瑚砂的物理力学特性有重要影响。利用自主研发的高压土工CT-三轴仪，在保证试样常规尺寸大小的前提下，对珊瑚砂进行围压为100-1600kPa的三轴固结排水试验，同时在加载过程中对珊瑚砂试样进行实时CT... 详细信息

孔隙特征及受荷过程中的演化特性对珊瑚砂的物理力学特性有重要影响。利用自主研发的高压土工CT-三轴仪，在保证试样常规尺寸大小的前提下，对珊瑚砂进行围压为100-1600kPa的三轴固结排水试验，同时在加载过程中对珊瑚砂试样进行实时CT扫描，根据CT图像分析孔隙形状参数球圆度和各向异性，利用数字体积关联法（DVC）分析珊瑚砂的孔隙结构演化特性。结果表明，在围压和颗粒破碎的影响下，加载过程中珊瑚砂试样的孔隙结构演化大致可分为3段，即加载端部位（I段）主要受到压力作用，颗粒发生破碎和滑动引起孔隙率减小，局部应变主要为负应变即压应变；试样中部及以下部位（II和III段），低围压时颗粒滑移孔隙外扩宏观上表现为剪胀现象，局部应变呈现正应变即拉应变，高围压和颗粒破碎会抑制剪胀现象；较好地解释了低围压时砂样的剪切带常发生在试样中间及偏下部分的原因。试样加载过程中孔隙形状随围压增大越来越接近球形和趋于各向同性；沿竖直方向，试样的变形量在围压约束下逐渐减小。试样的孔隙体积和局部应变在加载过程中逐渐稳定，符合砂土的临界状态理论。研究成果对深入认识珊瑚砂的工程力学特性具有重要意义。

关键词：珊瑚砂 CT扫描细观孔隙演化数字体积关联法DVC

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润湿性影响薄液膜沸腾传热的分子动力学研究

物理学报 2024年第9期73卷 26-35页

作者：白璞王登甲刘艳峰西安建筑科技大学绿色建筑全国重点实验室西安710055 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710055

纳米尺度下表面润湿性如何影响薄液膜沸腾传热仍是一个具有挑战性的研究. 本研究采用分子动力学方法探讨壁面润湿性影响纳米尺度薄液膜沸腾换热的机制. 结果发现: 亲水表面能够显著地提升沸腾换热性能, 有较早的沸腾起始时间, 较高的... 详细信息

纳米尺度下表面润湿性如何影响薄液膜沸腾传热仍是一个具有挑战性的研究. 本研究采用分子动力学方法探讨壁面润湿性影响纳米尺度薄液膜沸腾换热的机制. 结果发现: 亲水表面能够显著地提升沸腾换热性能, 有较早的沸腾起始时间, 较高的升温速率、热流密度和界面导热率, 以及较小的界面热阻. 通过建立二维表面势能模型, 揭示表面润湿性影响纳米尺度沸腾换热的机理. 亲水壁面的表面势能为-0.34 eV, 而疏水壁面的表面势能仅为-0.09 eV, 提升表面润湿性强化沸腾传热的本质原因是表面势能绝对值的提高. 此外, 通过计算分子间的相互作用能, 揭示了纳米尺度下亲疏水壁面的成核机理. 水分子-亲水壁面、水分子-疏水壁面和水分子内部的相互作用能分别为 1.57, 0.26 和 0.48 eV/nm^(2). 亲水表面的界面能大于水分子内部的相互作用能, 因此亲水表面上气泡成核发生在水膜内部;疏水表面上的界面能比水分子内部的相互作用能弱, 疏水表面的气泡成核发生在固/液界面处. 本研究揭示了表面润湿性如何影响纳米尺度薄液膜沸腾传热和气泡成核的主要机制.

关键词：润湿性表面势能相互作用能薄液膜沸腾分子动力学

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新型竖齿摇摆自复位剪力墙抗震性能研究

振动与冲击 2024年第6期43卷 196-205页

作者：朱广治刘建明孙家腾燕山大学建筑工程与力学学院河北秦皇岛066000

底端固结在基础上的剪力墙,在地震中墙角最易损伤破坏,且耗能较差,震后不宜修复。提出了一种新型竖齿摇摆自复位剪力墙(self-centering vertical tooth swing shear wall,SCVT-SW)体系。SCVT-SW体系由钢筋混凝土墙体、碟簧复位装置、软... 详细信息

底端固结在基础上的剪力墙,在地震中墙角最易损伤破坏,且耗能较差,震后不宜修复。提出了一种新型竖齿摇摆自复位剪力墙(self-centering vertical tooth swing shear wall,SCVT-SW)体系。SCVT-SW体系由钢筋混凝土墙体、碟簧复位装置、软钢阻尼器以及竖齿摇摆支座等组成,所有部件均通过高强螺栓相连,便于施工和震后对受损部件更换。SCVT-SW体系的工作原理是:在地震过程中,由墙体两侧的竖向碟簧复位装置提供墙体摇摆复位弯矩,软钢阻尼器消耗地震能量,竖齿摇摆支座在提供水平抗剪能力并将墙体受到的水平作用力传递到墙体基础的同时起到固定铰支座的作用。理论分析给出了SCVT-SW体系中墙体截面的正截面承载力计算公式。通过非线性数值模拟,对新型剪力墙与普通剪力墙的受力性能进行了对比,设计了9组不同工况的对比参数。结果表明:与普通剪力墙相比,SCVT-SW骨架曲线没有明显下降段,残余变形更小;SCVT-SW体系的正截面承载力随着墙角两侧碟簧装置的预压力的增大而提高,最大提升27.8%;残余变形随碟簧装置刚度增大而减小,工况7比工况5减小了19.4%,工况8比工况5减小了46.9%,因此通过增大碟簧装置预压力与碟簧装置刚度来减小SCVT-SW的残余变形,提高复位能力的效果是显著的。

关键词：自复位剪力墙碟簧装置摇摆支座滞回性能功能可恢复

基于多策略改进麻雀搜索算法的并联冷机系统节能优化

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控制与决策 2024年第6期39卷 1810-1818页

作者：于军琪薛志璐赵安军杨思远宗悦西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710300 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安710000

针对并联冷机系统负荷分配优化问题,提出一种基于多策略的改进麻雀搜索算法,以系统功耗最小为优化目标,以各冷机的部分负荷率为优化变量进行求解.在改进算法中,首先,针对基本麻雀搜索算法初始解的质量差且不均匀问题,引入混沌序列机制... 详细信息

针对并联冷机系统负荷分配优化问题,提出一种基于多策略的改进麻雀搜索算法,以系统功耗最小为优化目标,以各冷机的部分负荷率为优化变量进行求解.在改进算法中,首先,针对基本麻雀搜索算法初始解的质量差且不均匀问题,引入混沌序列机制对位置初始化;然后,针对算法初期易早熟导致搜索精度低的问题,提出将粒子群算法中的速度概念引入发现者的位置更新公式中,提高算法的寻优精度.为了避免算法长期陷入局部最优,结合狼群算法猛狼的跟随策略优化跟随者的位置,自适应调整个体权重提高算法的收敛速度;接着,选取两个测试案例对所提出算法的性能进行详细测试,并与其他常用算法对比,改进的麻雀搜索算法在案例中最高分别可节能17.8%和23.97%;最后,运用实际系统仿真平台验证所提出改进算法收敛快、运行时间短、鲁棒性好的优点.

关键词：负荷分配节能麻雀搜索算法混沌序列粒子群算法狼群算法