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绿色转型:关系调适、基本样态及其发轫机制

江苏社会科学 2024年第1期 136-145,I0004,I0005页

作者：陈涛李慧河海大学社会学系/环境与社会研究中心河海大学环境与社会研究中心

经典环境社会学研究聚焦环境问题或环境衰退的学理解剖与理论阐释,呈现“环境衰退论”的叙事特征。为应对环境挑战,人类积极调整人与自然以及人与人之间的关系,推动社会的绿色转型,勾勒出资源消耗迈向资源善用、环境损害迈向生态修复、... 详细信息

经典环境社会学研究聚焦环境问题或环境衰退的学理解剖与理论阐释,呈现“环境衰退论”的叙事特征。为应对环境挑战,人类积极调整人与自然以及人与人之间的关系,推动社会的绿色转型,勾勒出资源消耗迈向资源善用、环境损害迈向生态修复、生态代谢断裂迈向生态循环以及失序发展迈向协调发展的基本轮廓。制度-政策势能、经济-技术变革和社会-文化浪潮构成绿色转型赖以发轫和发展的基本机制,其中,制度-政策势能在中国的绿色转型实践中扮演着关键性角色。当前,绿色转型虽然已不只是学术想象与学术倡导,但这种转型实践还处于趋势性状态,面临着不平衡性、不稳定性和不充分性的挑战。对此,环境社会学需要持续开展更为深入的学理研究。

关键词：绿色转型环境衰退论关系调适资源善用生态循环协调发展

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基于锥角控制的下风向风力机功率调节策略

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 747-753页

作者：许波峰石腾李振肖航马远卓蔡新河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心南京211100 河海大学江苏省风电机组结构工程研究中心南京211100 河海大学苏州研究院苏州215100 中国船舶集团海装风电股份有限公司重庆401123

针对中小型下风向风力机开展了功率调节策略研究.首先,对100 W下风向风力机进行了仿真计算和风洞实验,探究了下风向风力机的气动性能;然后,分析了风轮锥角对风力机输出功率和叶根载荷的影响机制,归纳出输出功率与锥角余弦值的三次方正相... 详细信息

针对中小型下风向风力机开展了功率调节策略研究.首先,对100 W下风向风力机进行了仿真计算和风洞实验,探究了下风向风力机的气动性能;然后,分析了风轮锥角对风力机输出功率和叶根载荷的影响机制,归纳出输出功率与锥角余弦值的三次方正相关,叶根载荷与锥角余弦值的平方正相关;最后,形成了一套基于锥角控制的下风向风力机功率主/被动调节策略.研究结果表明:采用主动调节策略可在超额定风速运行时有效控制风轮输出功率,并可使叶根载荷极值降低14.2%;较控制前,采用被动调节策略可使得在超额定风速运行时,输出功率与额定功率的平均偏差减小20.84 W.两种调节策略皆可实现超额定风速运行时下风向风力机输出功率的有效控制.

关键词：下风向风力机气动性能风轮锥角功率调节风洞实验

基于相场法的预制双裂隙岩体水力压裂扩展数值模拟研究

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岩土力学 2024年第6期45卷 1850-1862页

作者：吕茂淋朱珍德周露明葛鑫梁河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098

水力压裂裂隙扩展形态对于深部岩体油气开采和地热能开采具有重要意义。针对深部地层岩体水力压裂裂隙扩展问题,基于相场法理论、Biot多孔弹性介质力学理论和渗流力学理论建立了相场法应力−渗流耦合模型。该模型采用有限元方法对方程组... 详细信息

水力压裂裂隙扩展形态对于深部岩体油气开采和地热能开采具有重要意义。针对深部地层岩体水力压裂裂隙扩展问题,基于相场法理论、Biot多孔弹性介质力学理论和渗流力学理论建立了相场法应力−渗流耦合模型。该模型采用有限元方法对方程组进行离散化处理,运用牛顿迭代法(Newton-Raphson method,简称NR法)和分离式耦合方法求解方程组以提高计算精度。对比了该模型数值解与室内试验模拟结果和基于数值流形法(numerical manifold method,简称NMM)的数值解,并将数值解与理论解析解进行比较,验证了模型的可靠性。基于该模型,研究了地应力差、裂隙间距和注入流量等因素对垂直于最大主应力方向的双裂隙水力压裂裂隙扩展的影响规律。研究结果表明:随着地应力差的增大,裂隙扩展路径的偏转角度增大,扩展分支路径相应增多;较小的裂隙间距使裂隙更易贯通,且裂隙扩展的偏转程度和扩展长度均随着裂隙间距的增大而逐渐增大;较大的注入流量更有利于裂隙扩展长度和扩展速度的增加。通过探讨不同因素对裂隙扩展的影响,为深部岩体水力压裂优化复杂裂隙网络提供了理论依据。

关键词：相场法水力压裂多孔介质裂隙扩展数值模拟

考虑截面规则性的柱状节理岩体变形及强度特性研究

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岩土力学 2024年第1期45卷 213-225页

作者：朱姝阙相成朱珍德朱其志河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098

柱状节理岩体的复杂结构使其现场力学参数的确定存在困难,可靠地估计柱状节理岩体强度及变形特性对工程安全至关重要。结合Voronoi图形及3D打印技术制作不规则柱状节理岩体光敏树脂模具,并制备了具有不同倾角的规则及不规则柱状节理岩... 详细信息

柱状节理岩体的复杂结构使其现场力学参数的确定存在困难,可靠地估计柱状节理岩体强度及变形特性对工程安全至关重要。结合Voronoi图形及3D打印技术制作不规则柱状节理岩体光敏树脂模具,并制备了具有不同倾角的规则及不规则柱状节理岩体试样。基于开展的单轴压缩试验结果,分析不同截面柱状节理岩体的变形及强度特性差异。根据试样最终破坏形态,揭示柱状节理岩体破坏模式及机制。结合已有研究结果,描述节理面材料对柱状节理岩体破坏形态及强度的影响。基于传统节理系数方法,提出了更能反映柱状节理岩体柱体结构特征的修正节理系数方法。采用修正节理系数法建立规则及不规则柱状节理岩体试验结果与现场变形及强度参数间的经验关系,将所提出计算公式应用于白鹤滩水电站工程,预测结果与现场实测值及RMR法(RMR为岩石质量评分指标)、Q法(Q为岩体质量指标)的预测值进行比较。结果表明,对于现场变形和强度参数,所提出的修正节理系数法的预测结果与现场实测结果较为吻合。

关键词：截面规则性柱状节理岩体变形及强度特性物理模型试验经验关系

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基于二氧化碳泡沫水泥浆的淤泥固化研究

岩土工程学报 2024年

作者：丰土根厉治平张箭谢康中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室

河湖疏浚会产生大量疏浚淤泥，其含水率、压缩性均较高。采用二氧化碳作为泡沫气体源制备二氧化碳泡沫水泥浆材料并以此作为固化材料开展淤泥改良，对疏浚淤泥的资源再利用及对实现碳中和目标具有重要的意义。本文基于传统空气泡沫水泥... 详细信息

河湖疏浚会产生大量疏浚淤泥，其含水率、压缩性均较高。采用二氧化碳作为泡沫气体源制备二氧化碳泡沫水泥浆材料并以此作为固化材料开展淤泥改良，对疏浚淤泥的资源再利用及对实现碳中和目标具有重要的意义。本文基于传统空气泡沫水泥浆制备技术与普通水泥基固碳机理，采用二氧化碳替代空气制备二氧化碳泡沫水泥浆并以此进行淤泥固化，对泡沫浆液养护后形成结石体试块的力学性能以及疏浚淤泥固化后形成填料的力学性能和微观结构进行了试验研究。研究结果表明：发泡剂和稳泡剂的最佳组合为A24g/L,C15g/L；水泥水化水解产物中Ca(OH)2与CO2生成CaCO3的转化率约增加26.1；水泥浆中粉煤灰的最佳掺量为30%；固化后形成的固化料的无侧限抗压强度、内摩擦角及黏聚力与泡沫浆液的掺量呈近似线性递增关系，而渗透系数与泡沫浆液的掺量呈近似线性递减关系。研究成果为淤泥固化的工程应用和二氧化碳“变废为宝”的途径提供重要指导。

关键词：疏浚淤泥二氧化碳泡沫水泥浆淤泥固化力学性能

清淤泥浆脱水-固化一体化工艺效果和机制研究

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岩土力学 2024年第2期45卷 443-453页

作者：林小蔚侯豪刘环季浪谈正伟朱伟河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

疏浚工程中清淤泥浆的含水率通常非常高,常采用先脱水为泥饼再进行固化的方法,处理效率相对较低。为此选择普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥作为固化材料,结合絮凝材料和板框压滤技术,对太湖清淤泥浆进行脱水-固化一体化工艺研究。通过比... 详细信息

疏浚工程中清淤泥浆的含水率通常非常高,常采用先脱水为泥饼再进行固化的方法,处理效率相对较低。为此选择普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥作为固化材料,结合絮凝材料和板框压滤技术,对太湖清淤泥浆进行脱水-固化一体化工艺研究。通过比阻试验和固化试验等手段,分析了该工艺中泥浆的脱水性能、固化效果的变化规律以及固化材料的损失情况。此外,还基于一体化工艺试验中泥浆的基本性质变化,讨论了固化材料流失的途径以及对泥浆脱水性能的影响机制。研究结果表明,采用脱水-固化一体化工艺能够改善清淤泥浆的粒径、压缩性,从而提高脱水特性,并且在工艺过程中固化材料的流失在9%以内,由于脱水泥饼性质更好,后续同样能够实现良好的固化效果。实际工程应用中,采用脱水固化一体化工艺可以提升泥浆处理的效率。

关键词：清淤泥浆脱水固化泥处理泥利用

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饱和土一维有限应变固结控制方程辨析

岩土工程学报 2024年

作者：王玮瑜雷国辉赵鑫戴传杰谷遇溪河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心

饱和土的一维有限应变固结控制方程存在多种表达形式，有Eulerian描述和Lagrangian描述，各有不同的控制变量，包括孔隙率、孔隙比、应变、固结比和超静孔压。为明辨其适用条件，考虑固相的压缩性，建立了两种描述方法间基于孔隙率、孔... 详细信息

饱和土的一维有限应变固结控制方程存在多种表达形式，有Eulerian描述和Lagrangian描述，各有不同的控制变量，包括孔隙率、孔隙比、应变、固结比和超静孔压。为明辨其适用条件，考虑固相的压缩性，建立了两种描述方法间基于孔隙率、孔隙比和位移的坐标转换关系，以及控制变量的时间导数间的转换关系，分析了两种描述方法便利于求解的固结问题，并基于Eulerian描述，考虑固相和液相的压缩性和惯性，推导了一维有限应变固结控制方程组，包括连续性方程、动量平衡方程和达西渗透定律。忽略固相和液相的压缩性和惯性后，该方程组简化为一个具有单一控制变量的固结微分方程，通过坐标转换和时间导数转换，也得到了Lagrangian描述下的固结微分方程。将其退化到了现有不同形式的有限应变固结控制方程，依据退化过程中涉及的基本假设，明确了这些控制方程的适用条件。

关键词：固相和液相的压缩性 Eulerian和Lagrangian空间和时间转换自然应变考虑固相和液相惯性的达西定律

考虑刀土摩擦的砂土盾构隧道开挖面支护压力计算方法

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1082-1091页

作者：应宏伟吕忠泽河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058

确定盾构隧道开挖面极限支护压力是隧道工程中的核心问题之一。现有研究一般忽略盾构刀盘与主动极限状态时开挖面前方失稳土体间的摩擦效应,导致计算结果偏保守。为了解决此问题,首先,基于梯形楔形体模型,考虑盾构开挖掌子面与前方被切... 详细信息

确定盾构隧道开挖面极限支护压力是隧道工程中的核心问题之一。现有研究一般忽略盾构刀盘与主动极限状态时开挖面前方失稳土体间的摩擦效应,导致计算结果偏保守。为了解决此问题,首先,基于梯形楔形体模型,考虑盾构开挖掌子面与前方被切削土体之间的竖向摩擦力、楔形体与上方土柱之间因相对错动引起的横向摩擦力以及隧道埋深对极限支护压力的影响,推导了砂土地层盾构开挖面的极限支护压力计算公式;其次,通过与其他理论方法及试验结果进行对比,验证了本文方法的合理性;最后,讨论了刀土摩擦力在不同工况下对盾构开挖面极限支护压力的影响规律。研究结果表明:在其他参数不变时,开挖面极限支护压力随着刀土外摩擦角增大而逐渐减小,与刀土外摩擦角近似呈线性关系;刀盘土体间摩擦力对维持盾构开挖面稳定具有有利影响,对开挖面极限支护压力的影响不可忽略;适当增大刀盘与前方土体间的外摩擦角可有效增加开挖面的极限稳定性;刀土摩擦力对浅埋情况的盾构隧道开挖面极限支护压力的影响要明显比深埋情况的影响大,在选择盾构掘进刀具时应重点考虑埋深的影响。

关键词：盾构隧道砂土地层支护压力楔形体模型土拱效应

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考虑桩身横向惯性效应和桩周土竖向支承作用的楔形管桩纵向振动特性

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振动与冲击 2024年第6期43卷 179-188页

作者：李振亚潘云超张存何先斌吕冲河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学岩土工程研究所南京210098 西藏农牧学院水利土木工程学院西藏林芝860000 西藏土木水利电力工程技术研究中心西藏林芝860000

该文研究考虑桩身横向惯性效应和桩周土竖向支承作用的楔形管桩纵向振动特性。首先,根据楔形管桩特殊的桩身结构和桩周土的成层性,将桩-土系统沿纵向划分为若干微元段,采用Voigt体模型模拟桩周土对楔形管桩桩段的竖向支承作用;基于考虑... 详细信息

该文研究考虑桩身横向惯性效应和桩周土竖向支承作用的楔形管桩纵向振动特性。首先,根据楔形管桩特殊的桩身结构和桩周土的成层性,将桩-土系统沿纵向划分为若干微元段,采用Voigt体模型模拟桩周土对楔形管桩桩段的竖向支承作用;基于考虑土体竖向波动效应的三维轴对称模型建立桩周土纵向振动控制方程并求解,得到桩-土之间的侧摩阻力;然后,基于Rayleigh-Love杆模型建立桩的纵向振动控制方程以考虑其横向惯性效应,求解桩的振动控制方程并结合Laplace变换和阻抗函数递推,得到考虑桩周土竖向支承作用的桩顶复阻抗和速度导纳解析解,进一步地,通过卷积定理和Fourier逆变换得到桩顶时域响应半解析解;最后,通过与已有解的对比验证了该文解的合理性,并通过参数分析的方法研究了桩身横向惯性效应、桩周土竖向支承作用及桩身参数对桩顶动力特性的影响。

关键词：楔形管桩轴对称模型横向惯性效应桩周土竖向支承作用纵向振动