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饱和土盾构曲线掘进引起地表变形理论研究

铁道学报 2024年第5期46卷 160-170页

作者：丁智董毓庆张霄冯丛烈彭少杰浙大城市学院土木工程系浙江杭州310015 浙大城市学院浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

由于城市复杂多变的地质条件和地上或地下建筑物等因素制约,地铁建设中沿曲线段的盾构隧道普遍存在。本文基于半无限饱和土初值解,考虑不均衡开挖面附加推力的挤土效应、不均衡盾壳摩擦力及盾尾浆液蔓延软化效应、盾尾注浆压力环向填充... 详细信息

由于城市复杂多变的地质条件和地上或地下建筑物等因素制约,地铁建设中沿曲线段的盾构隧道普遍存在。本文基于半无限饱和土初值解,考虑不均衡开挖面附加推力的挤土效应、不均衡盾壳摩擦力及盾尾浆液蔓延软化效应、盾尾注浆压力环向填充效应与曲线盾构超挖的土体损失影响,推导饱和黏性土盾构曲线掘进引起地表变形的理论计算公式,分析地表变形规律和各参数影响。计算得出的地表变形预测情况符合现场实测规律,表明理论公式具有一定的指导性。与常规盾构沿直线施工不同,盾构曲线掘进更容易引起显著的地层局部损失和地表非对称性隆沉。随着曲线盾构开挖面左右区附加推力和盾壳内外侧摩擦力差异的增大,地表变形逐渐增大,且变形最值向曲线内侧偏移。轴线偏移量和最值与转弯半径成反比,而刀盘直径仅对轴线偏移有影响。

关键词：盾构隧道曲线掘进饱和土施工因素超挖

基于柱孔收缩理论的含气土盾构施工引起地表沉降研究

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1270-1278页

作者：丁智彭少杰张霄许教明魏新江浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙大城市学院土木工程系浙江杭州310015 浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015

依托杭州地铁塘青线盾构穿越含气地层的实际工程,对柱孔收缩理论进行修正,首次提出基于柱孔收缩理论的含气地层盾构施工引起地表沉降理论计算公式,并结合实际工程参数,分析隧道埋深、开挖半径、基质吸力等因素对含气地层盾构施工引起地... 详细信息

依托杭州地铁塘青线盾构穿越含气地层的实际工程,对柱孔收缩理论进行修正,首次提出基于柱孔收缩理论的含气地层盾构施工引起地表沉降理论计算公式,并结合实际工程参数,分析隧道埋深、开挖半径、基质吸力等因素对含气地层盾构施工引起地表沉降的影响。研究表明:柱孔收缩理论计算结果与实测数据较为吻合,能较好地反映出含气地层盾构掘进引起的地表沉降特征;与饱和土工程不同,双线盾构穿越含气地层时,先行线引起的地表沉降更大;含气土等非饱和土中基质吸力通过改变土体内摩擦角和黏聚力进而影响土体特性,但较之于土体黏聚力,土体内摩擦角的变化对盾构穿越含气地层引起地表沉降的影响更大。

关键词：盾构隧道含气地层地表沉降柱孔收缩理论

基于改进修正动员强度设计方法的软土基坑围护结构侧移预测

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浙江大学学报（工学版） 2024年第2期58卷 413-425页

作者：肖衎张世民丁智范晓真张霄浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙大城市学院土木工程系浙江杭州310015 浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015

为了进一步优化软土地区基坑设计方法,提升基坑支护体系的安全性与经济性,在已有研究的基础上,根据工程实践经验,修正了MSD法和其改进方法 (MMSD法).基于圆弧滑动模式提出更符合实际的塑性变形机制,引入基坑开挖主要影响深度来量化位移... 详细信息

为了进一步优化软土地区基坑设计方法,提升基坑支护体系的安全性与经济性,在已有研究的基础上,根据工程实践经验,修正了MSD法和其改进方法 (MMSD法).基于圆弧滑动模式提出更符合实际的塑性变形机制,引入基坑开挖主要影响深度来量化位移场尺寸.理论计算方法适用于分析软黏土地区多支点式柔性支护结构的基坑开挖全过程的变形预测.将该方法的计算结果与6个上海地区的基坑工程实测数据、弹性支点法的计算结果及MMSD法的计算结果进行对比分析.对不同开挖阶段的围护结构最大侧移和最大侧移深度进行参数分析.结果表明,利用该方法得到的预测值与实测值吻合效果更佳,预测精度高于弹性支点法和MMSD法,证明了该方法的实用性.

关键词：能量法增量法墙体侧移软黏土多支撑开挖

废弃PE与PET共热解特性与动力学特性研究

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中国塑料 2024年第3期38卷 86-93页

作者：罗冠群赵乐潘雅琪浙江大学城市学院低温中心杭州310015 浙江科技学院能源与环境系统工程系杭州310023

使用废弃农夫山泉550 mL矿泉水瓶的瓶盖(PE)与瓶身(PET)作为原料。采用实验室规模固定床反应器和热重分析仪进行热解实验,探究废塑料PE与PET共热解的协同效应,并在失重阶段尺度上研究共热解反应的动力学特性。结果表明,PE与PET共热解可... 详细信息

使用废弃农夫山泉550 mL矿泉水瓶的瓶盖(PE)与瓶身(PET)作为原料。采用实验室规模固定床反应器和热重分析仪进行热解实验,探究废塑料PE与PET共热解的协同效应,并在失重阶段尺度上研究共热解反应的动力学特性。结果表明,PE与PET共热解可以促进热解油的生成,提升热解油中碳氢化合物的选择性;当PE与PET掺混比例为2∶1时,热解油产率最高为84.72%;热解温度的升高促进“双烯合成”与芳构化等二次反应的发生,生成更多的芳烃类产物;PE与PET共热解过程中两个失重阶段的平均表观活化能分别为191.05 kJ/mol和215.22 kJ/mol,反应机理分别符合反应阶数机理函数模型和收缩体函数机理模型。

关键词：聚乙烯聚对苯二甲酸乙二醇酯废塑料共热解动力学

各向异性电离层中沿地磁场取向有限长柱体目标的近场散射

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电波科学学报 2024年第1期39卷 46-55,141页

作者：林朱红顾婷婷浙大城市学院杭州310015 浙江大学信电学院杭州310027 毫米波全国重点实验室南京210096

为了研究甚低频(very low frequency,VLF)电磁波对电离层中目标的近场散射机制,提出了一种VLF电磁波在该环境中对有限长金属和介质柱体近场散射的计算方法。首先,通过定义散射系数和交叉散射系数,分析各向异性电离层中电型波和磁型波激... 详细信息

为了研究甚低频(very low frequency,VLF)电磁波对电离层中目标的近场散射机制,提出了一种VLF电磁波在该环境中对有限长金属和介质柱体近场散射的计算方法。首先,通过定义散射系数和交叉散射系数,分析各向异性电离层中电型波和磁型波激励下的散射矩阵;然后,根据积分方程法和矩量法,计算得到各向异性电离层中有限长金属和介质柱体的近区散射场和表面电流半解析表达式;最后,通过各向异性电离层中VLF波的特征波分析,给出柱体近区散射场中寻常波(O波)和非寻常波(E波)分量空间分布情况。计算结果表明:电离层中VLF波在金属和介质目标表面激励了不同的电流,并在不同的电离层环境参数、柱体尺寸和入射角度下产生相应的近场散射和耦合散射;通过对比O波和E波表面电流分布和散射分量,进一步揭示了VLF波与暴露在均匀等离子体环境中的柱体目标的散射机理。本文的计算方法和结果可为电离层中散射通信和目标探测提供理论依据。

关键词：甚低频(VLF)电磁波各向异性介质表面电流分布特征波耦合散射近场散射

偏高岭土对泡沫混凝土物理力学性能及微观结构的影响

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功能材料 2024年第3期55卷 3009-3016页

作者：王新泉孙强李枭浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙大城市学院土木工程系杭州310015 浙大城市学院浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室杭州310015 浙大城市学院城市基础设施智能化浙江省工程研究中心杭州310015

为探究偏高岭土对泡沫混凝土的影响规律,配制干密度为600 kg/m^(3)的泡沫混凝土,通过偏高岭土取代水泥不同的质量分数(6%,12%,18%,24%,30%)来研究偏高岭土对泡沫混凝土的流动度、28天抗压抗折强度、吸水率和软化系数的影响,并采用X射线... 详细信息

为探究偏高岭土对泡沫混凝土的影响规律,配制干密度为600 kg/m^(3)的泡沫混凝土,通过偏高岭土取代水泥不同的质量分数(6%,12%,18%,24%,30%)来研究偏高岭土对泡沫混凝土的流动度、28天抗压抗折强度、吸水率和软化系数的影响,并采用X射线衍射和扫描电子显微镜研究偏高岭土掺量不同时物相组成、气孔结构和微观形貌结构的变化规律。试验及研究结果表明,偏高岭土能显著提高泡沫混凝土的抗压强度,对抗折强度、吸水率和软化系数都有适宜的掺量为12%,这些都能够由物相分析和微观形貌得到相互映照和改善机理的解释。微观结构分析表明,偏高岭土有着能提高密实度、改善孔隙结构等对泡沫混凝土的积极影响。

关键词：泡沫混凝土偏高岭土物理力学性能物相组成形貌结构

复合成层地层盾构隧道施工引起土体变形计算研究

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岩土工程学报 2024年第5期46卷 919-926页

作者：魏纲朱德涵王哲齐永洁姜海波项鹏飞浙大城市学院浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015 浙大城市学院城市基础设施智能化浙江省工程研究中心浙江杭州310015 浙江工业大学岩土工程研究所浙江杭州310014 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003

为解决盾构上部多层水平覆土且开挖面内上下水平分层的复合地层条件下盾构施工引起的土体变形问题,在统一土体解析解法的基础上对其中土质条件影响参数进行修正,使其可以进行复合地层条件下的土体变形计算,并对土体移动焦点范围进行了... 详细信息

为解决盾构上部多层水平覆土且开挖面内上下水平分层的复合地层条件下盾构施工引起的土体变形问题,在统一土体解析解法的基础上对其中土质条件影响参数进行修正,使其可以进行复合地层条件下的土体变形计算,并对土体移动焦点范围进行了重新的划分。将修正后的统一土体解析解法与类随机介质理论相结合,得到可以解决盾构开挖面上存在多种土层情况的计算方法,并且可适用于任意开挖面形状的盾构施工。研究结果表明:经过多组工程案例验算,验证了方法的可行性;开挖面上某一土层厚度等量增加会使土体变形发生非线性变化;由于土体损失比变形传递路径对土体变形的影响更大,相同洞径比下的土体变形可能存在差异。

关键词：复合地层盾构施工土体变形统一土体解析解法类随机介质理论

外置拱形耗能装置的节段拼装钢管混凝土桥墩抗震性能分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 690-705页

作者：王城泉宗延威孙苗苗周子健黄毅方吴熙浙大城市学院工程学院浙江杭州310015 城市基础设施智能化浙江省工程研究中心浙江杭州310015 浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122 浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310014 浙江大学工程师学院工程创新与训练中心浙江杭州310015

为了进一步推广可恢复功能的预制装配式桥梁结构在中、高烈度地区的应用,减少桥墩的震后损伤及修复成本,提出一种外置拱形耗能装置的节段拼装钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)桥墩。基于ABAQUS有限元分析软件建立无耗能装... 详细信息

为了进一步推广可恢复功能的预制装配式桥梁结构在中、高烈度地区的应用,减少桥墩的震后损伤及修复成本,提出一种外置拱形耗能装置的节段拼装钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)桥墩。基于ABAQUS有限元分析软件建立无耗能装置、外置拱形钢板、外置竖直钢板、外置拱形耗能装置的四节段预制拼装CFST桥墩模型,并在往复位移加载作用下对各模型的抗震性能进行对比分析。研究结果表明:外置拱形耗能装置的预制节段拼装CFST桥墩具有较好的水平承载力、较高的初始刚度以及较强的耗能能力,与外置竖直钢板的节段拼装CFST桥墩相比,其抗侧承载力提升了约11.9%,初始刚度提升了约2.5%;与外置拱形钢板的节段拼装CFST桥墩相比,其抗侧承载力、初始刚度以及耗能能力分别提升了约28.8%、4.6%和13倍;与无耗能装置的预制拼装CFST桥墩相比,其抗侧承载力、初始刚度以及耗能能力分别提升了约39.4%、10.4%和18.1倍;外置拱形耗能装置的预制节段拼装CFST桥墩在整个位移加载阶段残余位移均保持在1 mm之内,偏移率不超过1%,且损伤集中在拱形耗能装置上,能够实现震后的快速修复。

关键词：桥梁抗震性能节段拼装钢管混凝土桥墩拱形耗能装置震后修复拟静力分析

黄河流域农田土壤重金属污染特征及其优先控制源分析

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环境科学 2024年第3期45卷 1724-1738页

作者：李军李旭李开明焦亮台喜生臧飞曹素珍兰州城市学院城市环境学院兰州730070 西北师范大学甘肃省绿洲资源环境与可持续发展重点实验室兰州730070 兰州大学草地农业科技学院兰州730020

农田土壤环境质量评价与污染溯源解析是保障国家粮食安全和农业可持续发展的基础,也是扎实推进国家净土保卫战的重要前提.基于2000~2023年黄河流域农田土壤重金属(As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn)含量数据,采用地累积指数法对重... 详细信息

农田土壤环境质量评价与污染溯源解析是保障国家粮食安全和农业可持续发展的基础,也是扎实推进国家净土保卫战的重要前提.基于2000~2023年黄河流域农田土壤重金属(As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn)含量数据,采用地累积指数法对重金属污染特征进行评价,利用正定矩阵因子分解(PMF)模型定量解析重金属的来源贡献,并通过运用蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟和人体健康风险评价模型相耦合的方法评价重金属污染的潜在健康风险,实现优先污染源和污染元素的确定.结果表明:(1)研究区农田土壤所有重金属的含量均值均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)(pH>7.5)的筛选值,但分别有21.69%、 5.56%和1.23%的样点Cd、 As和Zn含量超出其筛选值,Cd超标率最高.(2)Hg和Cd为偏中度污染,Cu和Pb为轻度污染,其余元素均为无污染.(3)农田土壤重金属主要来源为交通-工业源、自然-农业源、工业-自然源和农业-工业源,贡献率分别为37.04%、 26.69%、 21.72%和14.55%.(4)农田土壤重金属对成人与儿童存在致癌健康风险,但不具有非致癌风险;As和Cd为人体健康风险优先控制元素,工业-自然源和农业-工业源为研究区优先控制源.

关键词：黄河流域 Monte Carlo模拟正定矩阵因子分解(PMF)模型源解析健康风险评价